DE69304678T2

DE69304678T2 - Vliesstoffe, bänder und verfahren

Info

Publication number: DE69304678T2
Application number: DE69304678T
Authority: DE
Inventors: Lauren K Cran; John E Riedel
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2013-01-16
Also published as: KR950700444A; KR100258156B1; EP0624209B1; JPH07503290A; RU2097459C1; CA2127792C; JP3431628B2; AU3475293A; CA2127792A1; HK1007774A1; MX9300439A; BR9305831A; EP0624209A1; AU664731B2; DE69304678D1; WO1993015245A1; RU94040729A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegend Erfindung betrifft nichtgewebte Bahnmaterialien und daraus hergestellte Bänder und insbesondere verbesserte nichtgewebte Bahnmaterialien und Bänder, die verbesserte Reißmerekmale, eine verbesserte Naß- und Trockenfestigkeit und gute Hand-Werte aufweisen.

Hintergrund der Erfindung

Nichtgewebte Bahnmaterialien werden oft als Rückschicht- oder Vlieskomponente von Bändern und dergleichen verwendet. Diese Bänder werden im Gesundheitswesen normalerweise zur Befestigung einer Vielzahl von Gegenständen wie von Verbandsstoffen und Schlauchmaterialien und als Rückschichten und Befestigungsmaterialien für vorgefertigte Verbandsstoffe wie Erste- Hilfe-Verbandsstoffe und inselartige Verbandsstoffe verwendet. Sie werden normalerweise auch als Befestigungsmaterialien für bestimmte Produktarten wie Diagnoseelektroden, Operations- Erdungsplatten und Überwachungselektroden verwendet.
Aus nichtgewebtem Bahnmaterial gebildete Bänder fallen in zwei allgemeine Kategorien, die auf den Erfordernissen für das Verhalten basieren. Kategorie I umfaßt Bahnmaterialien und daraus hergestellte Bänder, die in der Maschinen-Querrichtung zerrissen werden können. Diese Materialien können oft jedoch nicht sauber zerrissen werden und weisen daher ungleichmäßige oder unregelmäßige Abreißkanten auf. Andererseits umfaßt die Kategorie II diejenigen Bahnmaterialien und Bänder, die aus praktischen Gründen nicht entweder in Maschinenrichtung oder in der Maschinen-Querrichtung zerrissen werden können.
Im allgemeinen umfassen nichtgewebte Materialien der Kategorie I überwiegend Cellulosefasern und weisen ein Zugfestigkeits- Verhältnis zwischen der Maschinenrichtung und der Maschinen- Querrichtung von weniger als 2,5 zu 1 auf. Zellulosefasern sind inhärent zerreißbar (d.h., sie zerreißen unter Belastung leicht), im Gegensatz zu vielen synthetischen, polymeren Fasern, die im wesentlichen unzerreißbar sind.
Die für Bahnmaterialien der Kategorie I verwendeten Cellulosefasern werden normalerweise durch ein chemisches Bindemittel aneinandergebunden, das die Fasern immobilisiert oder teilweise immobilisiert. Darüber hinaus erhöht das chemische Bindemittel die Dichte der Bahnmaterialien und sorgt für andere vorteilhafte Eigenschaften, wie eine erhöhte Zugfestigkeit, Dehnung bei Reißen, einen erhöhten Hand-Wert (d.h. Schmiegsamkeit), ein verbessertes Fusseln und die oben aufgeführten, speziellen Reißmerkmale. Diese vorteilhaften Eigenschaften werden jedoch schnell beeinträchtigt, wenn das Bahnmaterial naß wird, und insbesondere, wenn es mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten auf der Grundlage von Wasser gesättigt wird.
Materialien der Kategorie II werden am häufigsten aus im wesentlichen unzerreißbaren synthetischen Fasern gebildet und werden entweder thermisch, mechanisch oder chemisch gebunden, um den Bahnmaterialien eine strukturelle Festigkeit zu verleihen. Diese Materialien können aufgrund ihrer besonderen Konstruktion eine erhöhte Zugfestigkeit, Dehnung, einen erhöhten Hand-Wert und eine verbesserte Fusselbildung aufweisen. Zum Beispiel sind mechanisch gebundene Materialien der Kategorie II normalerweise weicher und fusseliger, verglichen mit den chemisch gebundenen Materialien, die dazu neigen, steifer und weniger fusselig zu sein. In praktisch allen Fällen sind Bahnmaterialien der Kategorie II im wesentlichen nicht dazu in der Lage, in der Maschinen-Querrichtung zerrissen zu werden, und erfüllen somit nicht die Befestigungsanforderungen des Gesundheitswesens.
Nichtgewebte Bahnmaterialien und Bänder der Kategorien I und II erfreuen sich in den Bereichen der Wundbehandlung und der Befestigung von medizinischen Vorrichtungen in der Praxis des Gesundheitswesens einer umfassenden Verwendung. Keiner der Materialtypen ist aufgrund seiner spezifischen Einschränkungen jedoch in der Lage, signifikante Fortschritte in Richtung der breiteren Bereiche des Marktes des Gesundheitswesens zu machen.
Materialien der Kategorie I fehlt die Wasserbeständigkeit und sie sind nicht in der Lage, eine ausreichende Festigkeit zu erzielen und dabei den Weichheitsgrad, den Hand-Wert- und/oder vernünftige Reißmerkmale beizubehalten. Die- Festigkeit kann erhöht werden, indem die Ausrichtungs-Verhältnisse der Fasern von der Maschinenrichtung zur Maschinen-Querrichtung auf Kosten des Reißens geändert werden. Darüber hinaus kann die Festigkeit auch erhöht werden, indem der Grundfasergehalt und das Grundfasergewicht auf Kosten des Hand-Wertes und des Reißens erhöht wird.
Das Verändern der Merkmale von Bahnmaterialien der Kategorie II, die mit synthetischen Polymerfasern hergestellt sind, ist sogar noch eingeschränkter. Ein vernünftig gutes Reißen kann nur bewerkstelligt werden, indem Fasern verwendet werden, die die Bahnmaterialien und die resultierenden Bänder sehr versteifen. Durch diese Vorgehensweise werden die Faser-Faser- Bindungen in wesentlichen ineinander verschlungen, wodurch die Schmiegsamkeit des Gewebes vermindert wird und das Reißen nur extrem schwierig und hinsichtlich ausgefranster Kanten und der Unmöglichkeit, gerade zu reißen, nicht zufriedenstellend möglich ist.
In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Versuche unternommen worden, um die Merkmale von Materialien der Kategorien I und II zu verbessern oder um nichtgewebte Bahnmaterialien und Bänder mit den wünschenswerten Eigenschaften von Materialien der Kategorien I und II verfügbar zu machen. Dabei sind verschiedene Faserarten, -gehalte und -gewichte für nichtgewebte Bahnmaterialien versucht worden. Darüber hinaus sind verschiedene Bindungstechniken, einschließlich dem Binden mit einem chemischen Appretiermittel, einer physikalischen Verschlingung des Vlieses (z.B. Verschlingung mit Wasserstrahlen) und dem thermischen Binden, wie thermisches Prägen, eingesetzt worden. Siehe beispielsweise U.S.-Patent Nr. 4 973 513 (chemische Bindung mit LAB), U.S.-Patent Nr. 4 341 213 (chemische Bindung zur Erhöhung der Festigkeit und Flammbarkeit), U.S.- Patent Nr. 4 772 499 (Verschlingung mit Wasserstrahlen und partielles chemisches Binden), U.S.-Patent Nr. 3 737 368 und U.S.-Patent Nr. 3 507 943 (thermisches Prägen mit Prägewalzen)
Das U.S.-Patent Nr. 3 121 021 offenbart zum Beispiel Chirurgie-Klebeband, das aus einer Gewebe-Rückschicht aus mit einen nichtklebrigen, hydrophoben, kautschukartigen Faser- Appretierpolymer beschichteten Rayon-Stapelfasern gebildet ist. Die polymergebundene Ruckschicht ist mit einer dünnen Schicht aus Haftkleber, der nach dem Trocknen eine mikroporöse Struktur aufweist, beschichtet. Die Einarbeitung des hydrophoben, kautschukartigen Faser-Appretierpolymers dient zur Erhöhung der Wasserabweisung und somit der Naßfestigkeit dieses Materials der Kategorie I. Entsprechend macht das U.S.-Patent Nr. 4 112 177 im wesentlichen dieselbe nichtgewebte Rückschicht wie das U.S.-Patent 3 121 021 verfügbar, es werden jedoch mehrere Klebstoffschichten auf die Rückschicht aufgetragen, um die gesamten Hafteigenschaften des daraus gebildeten Bandes zu verbessern. Ein weiteres Beispiel für ein poröses, doppelt beschichtetes Klebeband ist im U.S.-Patent Nr. 4 844 973 offenbart.
Das U.S.-Patent Nr. 4 292 360 offenbart ein mehrschichtiges, nichtgewebtes Bahnmaterial, das zur Erzeugung von Haftklebebändern verwendet werden kann. Die Bahnmaterialien umfassen zwei Vliesstoffe, die mit einem wiederbenetzbaren chemischen Bindemittel überzogen und aneinandergebunden sind. Die Vliesstoffe können aus einer beliebigen Art oder Kombination von Stapelfasern, entweder allein oder in Kombination mit Bindemittelfasern, gebildet sein. Zusätzlich zum chemischen Bindemittel können die Bahnmaterialien gegebenenfalls auch kalandriert oder geprägt sein.
Das U.S.-Patent Nr. 3 908 650 offenbart ein mikroporöses Band, das aus einem Vliesstoff gebildet ist, der auf der einen Seite mit einer porösen Schicht aus einem Haftkleber und auf der anderen mit einem porösen, thermoplastischen Film beschichtet ist. Die an die thermoplastische Schicht angrenzenden Fasern sind wenigstens in gewissem Umfang wasserabstoßend. Gegebenenfalls kann der Vliesstoff thermisch gebunden oder mit einem Appretiermittel chemisch gebunden werden. Die Verwendung der thermoplastischen Schicht verleiht dem gesamten Band eine verbesserte Abrieb- und Verschmutzungsbeständigkeit.
Das U.S.-Patent Nr. 4 772 499 offenbart einen Vliesstoff, der in Maschinen-Querrichtung leicht zerrissen werden kann. Die Zerreißbarkeit des Vlieses wird durch das Binden von Teilen des Vlieses mit einem Bindemittel in einem Muster verbessert. Es wird festgestellt, daß das Vlies nach dem Trocknen entlang der ungebundenen Teile des Vlieses leicht in Maschinen-Querrichtung zerrissen werden kann. Darüber hinaus offenbart das U.S.-Patent Nr. 4 303 724 die Verwendung von texturierten oder Falschdrahtgarnen beim Füllen von Vliesstoffen, wodurch ihre Reißmerkmale verbessert werden.
Das westdeutsche Patent Nr. DE-A-1 595 300 offenbart aus Naßvliesstoffen gebildete Vliesstoffe, die, während das Vließ noch 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% Restfeuchtigkeit enthält, heiß kalandriert werden. Diese Vliese umfassen ungestreckte Polyester-Bindefasern und können gegebenenfalls gestreckte Polyesterfasern, Polyacrylamidfasern und/oder Polyamidimidfasern umfassen. Weitere Beispiele für das thermische Binden als das Hauptmittel zur Verstärkung von nichtgewebten Materialien kann auch in den U.S.-Patenten Nr. 4 731 277, 4 639 390, 4 511 615, 4 490 427 und 4 083 913 gefunden werden. Darüber hinaus kann das thermische Binden durch das Prägen solcher Bahnmaterialien mit erwärmten Prägewalzen bewerkstelligt werden. Siehe beispielsweise die U.S.-Patente Nr. 3 737 368 und 3 507 943.
Das U.-S.-Patent Nr. 4 490 425 offenbart einen weichen und fußligen Vliesstoff, der durch das thermische Binden von Stapelfasern, Endlosfasern oder beiden und das Nadeln (d.h. Zusammenheften) einer oder beider Seiten des Textilmaterials, wodurch die fußlige Oberfläche geformt wird, gebildet wird. Danach werden eine oder mehrere der Seiten mit einem Heißklebstoff beschichtet, wodurch ein Textilmaterial erhalten wird, das als Einlage in verschiedenen Kleidungsstücken verwendbar ist. Vergleichbare Einlagematerialien und Verfahren zu ihrer Herstellung werden auch in den U.S.-Patenten Nr. 4 451 314 und 4 148 958 offenbart.
In keinem der zuvor beschriebenen Textilmaterialien oder Bänder sind die Vorteile der Materialien der Kategorie I und II erfolgreich kombiniert, während ihre Nachteile eliminiert sind. Tatsächlich weist bis zum heutigen Tag kein einziges nichtgewebtes Bahnmaterial oder daraus hergestelltes Band eine verbesserte Trockenfestigkeit, eine vergleichbare Naßfestigkeit und Leichtigkeit des Reißens in Maschinen-Querrichtung auf, während sie vernünftige Hand-Werte beibehält.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung macht nichtgewebte Bahnmaterialien und daraus hergestellte Bänder verfügbar, die mit gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern und Bindefasern hergestellt sind und durch eine Kombination aus Zwischenbindungs- und Prägetechniken gebildet werden. Diese Bahnmaterialien sind als Band-Rückschichten, die in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar sind, für die Anforderungen der Nutzergemeinschaft besonders nützlich und weisen darüber hinaus eine Reihe anderer, wünschenswerter Eigenschaften einschließlich einer verbesserten Trockenfestigkeit, einer vergleichbaren Naßfestigkeit, niedrigen Hand-Meßwerten und einem Verhältnis zwischen der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung und der in Maschinen-Querrichtung von vorzugsweise weniger als 3 : 1 auf.
Insbesondere macht die vorliegende Erfindung ein nichtgewebtes Bahnmaterial verfügbar, umfassend ein Wirrfaservlies aus gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern und Bindefasern, wobei die Faserbahn prägegemustert ist, und mit einem chemischen Bindemittel, einer physikalischen Verschlingung oder einer Kombination davon gleichmäßig gebunden ist und wobei das nichtgewebte Bahnmaterial weiterhin einen Hand-Meßwert von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von etwa 20 cm aufweist und in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das nichtgewebte Bahnmaterial auch in Maschinenrichtung leicht mit den Händen zerreißbar.
Darüber hinaus kann durch die vorliegende Erfindung ein Haftklebeband verfügbar gemacht werden, umfassend eine nichtgewebte Rückschicht mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche, wobei auf der ersten Oberfläche der nichtgewebten Rückschicht ein Haftkleber aufgetragen ist, wobei die nichtgewebte Rückschicht gestreckte, unzerreißbare Stapelfasern und Bindefasern umfaßt, die unregelmäßig miteinander verschlungen sind, wodurch eine Faserbahn gebildet wird, wobei die Faser bahn druckgeprägt ist und mit einem chemischen Bindemittel, einer physikalischen Verschlingung oder einer Kombination davon gleichmäßig gebunden ist und wobei das Klebeband weiterhin eine Hand-Messung von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von etwa 20 cm aufweist und in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar ist.
Weiterhin kann durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nichtgewebten Bahnmaterials verfügbar gemacht werden, umfassend: (a) das Bilden einer unregelmäßig verschlungenen Faserbahn aus gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern und Bindefasern; (b) das Druckprägen der Faserbahn; und (c) das gleichmäßige Verbinden der Fasern mit einem chemischen Bindemittel, einer physikalischen Verschlingung oder einer Kombination davon, wodurch ein nichtgewebtes Bahnmaterial gebildet wird; wobei das nichtgewebte Bahnmaterial eine Hand-Messung von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von 20 cm aufweist und in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerrissen werden kann.
Diese und andere Vorteile und neuen Merkmale, durch die die Erfindung gekennzeichnet ist, werden insbesondere in den Patentansprüchen, die hier angefügt sind und einen Teil hiervon darstellen, erläutert. Für ein besseres Verständnis der Erfindung, ihrer Vorteile und der durch ihre Anwendung erreichten Ziele wird auf die begleitenden Beschreibungen verwiesen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht und beschrieben sind.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung

Nichtgewebte Bahnmaterialien

Die Faserbahn-Komponente der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder nach der vorliegenden Erfindung wird gemäß herkömmlicher, im Fachgebiet bekannter Verfahren einschließlich Naßverlege-Verfahren, Trockenverlege-Verfahren, wie dem Blasverlegen und dem Kardieren, und Direktverlege-Verfahren, wie dem Schmelzspinnen und Schmelzblasen, hergestellt. Beispiele für solche Verfahren sind im U.S.-Patent Nr. 3 121 021 an Copeland und im U.S.-Patent Nr. 3 575 782 an Hansen offenbart, deren Offenbarungen hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird.
Sowohl gestreckte, unzerreißbare Stapelfasern als auch Bindefasern werden zur Bildung der Faserbahn-Komponente der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung verwendet. "Gestreckte, unzerreißbare Stapelfasern", wie sie hier verwendet werden, bezieht sich auf Stapelfasern, die aus synthetischen, während der Herstellung gestreckten Polymeren gebildet werden, so daß die Polymerketten sich im wesentlichen in der Maschinenrichtung der Faser ausrichten und nicht leicht reißen, wenn sie einer niedrigen Reißkraft ausgesetzt werden. Durch die gesteuerte Orientierung dieser Stapelfasern wird den Polymerketten, aus denen die Fasern bestehen, ein hoher Grad an geordneter Kristallinität (d.h. im allgemeinen etwa über 45 % Kristallinität) verliehen. Im allgemeinen reißen die gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern der vorliegenden Erfindung nicht, sofern. sie nicht einer Reißkraft von wenigstens 3,5 g/Denier ausgesetzt werden.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete, gestreckte, unzerreißbare Stapelfasern nach der vorliegenden Erfindung umfassen Polyester-Stapelfasern, Polyolefin-Stapelfasern, Polyamid-Stapelfasern, Polyacrylat-Stapelfasern, Polycarbonat- Stapelfasern, Polysulfon-Stapelfasern oder deren Kombinationen.
Vorzugsweise umfassen die gespannten, unzerreißbaren Stapelfasern orientierte Polyolefin-Stapelfasern wie orientierte Polyethylen-, Polypropylen- oder Polybutylen-Stapelfasern, orientierte Polyester-Stapelfasern, wie Polyethylenterephthalat (PET), oder deren Kombinationen. Diese orientierten Stapelfasern sind normalerweise etwa 1 cm bis etwa 10 cm, noch bevorzugter 2 cm bis 5 cm lang und weisen einen Feinheitsgrad von etwa 0,1 Denier bis etwa 20 Denier, noch bevorzugter von etwa 0,5 Denier bis etwa 5 Denier und am meisten bevorzugt von etwa 0,7 Denier bis etwa 2 Denier auf.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern orientierte Polyester-Stapelfasern wie Polyester-Stapelfasern mit 0,75 Denier (Typ L-30, Polyethylenterephthalat (PET); Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TN; oder Standard-Polyester-Stapelfasern (PET); Hoechst Celanese, Charlotte, NC), Polyester- Stapelfasern mit 1,25 Denier (Style T-131, PET; Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC) und/oder Standard-Polyester-Stapelfasern mit 2,0 Denier (PET) (Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC)
Zur Bildung der Faserbahn der vorliegenden Erfindung können ein beliebiger Typ oder beliebige Typen von Bindefasern verwendet werden, solange sie dazu in der Lage sind, sich mit dem gespannten, unzerreißbaren Stapelfasern der Faserbahn zu verbinden, ohne zu reißen oder die gespannten, unzerreißbaren Stapelfasern wesentlich zu schwächen. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, daß die Bindefasern aus einem oder mehreren synthetischen, thermoplastischen Polymeren, die zum Schmelzbinden mit den gestreckten, unzerreißbaren, in den nichtgewebten Bahnmaterialien und Bändern der vorliegenden Erfindung verwendeten Stapelfasern in der Lage sind, gebildet sind. Darüber hinaus können die Bindefasern eine große Vielzahl von im Fachgebiet wohlbekannten Bindefasern umfassen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, vollständig schmelzbaren Bindefasern, nebeneinanderliegenden Bindefasern, Zweikomponenten-Bindefasern, elliptischen Bindefasern, konzentrischen Kern-Schale-Bindefasern oder deren Kombinationen.
Beispiele für geeignete Bindefasern umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyester-Bindefasern, Polyolefin-Bindefasern, wie thermoplastische Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutylen-Bindefasern, Polyamid-Bindefasern oder deren Kombinationen. Diese Bindefasern sind normalerweise etwa 1 cm bis etwa 20 cm, noch bevorzugter 2 cm bis 10 cm lang und weisen einen Feinheitsgrad von etwa 0,1 Denier bis etwa 20 Denier, noch bevorzugter von etwa 0,2 Denier bis etwa 10 Denier und am meisten bevorzugt von etwa 0,5 Denier bis etwa 6 Denier auf.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die Bindefasern Kern-Schale-Bindefasern, die beispielsweise einen orientierten Polyester- oder Polyolefin-Faserkern, umgeben von einem äußeren Mantel aus einem schmelzbaren Polyester- oder Polyolefin-Harz, enthalten. Spezielle Beispiele für geeignete Kern-Schale-Bindefasern zur Verwendung in den Faserbahnen der vorliegenden Erfindung umfassen Diawa -Bindefasern (1,5 Denier, 38 mm, kristalliner Polypropylenkern und schmelzbarer Polyethylen-Mantel; Chori America, Inc., Los Angeles, CA); Melty -Bindefaser (2 Denier, 38 mm, orientierter Polyesterkern und schmelzbarer Polyestermantel; Chori America, Inc., Los Angeles, CA); K-52-Bindefasern (2 Denier, 38 mm, orientierter Polyesterkern und schmelzbarer Polyestermantel; Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC) und K-54-Bindefasern (2 Denier, 38 mm, orientierter Polyesterkern und schmelzbarer Polyestermantel; Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC).
Das Gewichtsverhältnis von den gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern zu den Bindefasern in der Faserbahn hängt von der Anwendung ab, für die die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind. In den meisten Fällen können eine vorbestimmte Festigkeit, Zerreißbarkeit und andere Anforderungen an die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung erhalten werden, indem die Menge der hochfesten, gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern auf Menge der thermoplastischen Stapelfasern abgeglichen wird, die zur Bewerkstelligung einer ausreichenden Bindung und schließlich der strukturellen Festigkeit der Faserbahn erforderlich sind.
Im allgemeinen umfassen etwa 95 Gew.-% bis etwa 50 -Gew.-%, vorzugsweise etwa 90 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% der Faserbahn eine oder eine größere Vielzahl gestreckter, unzerreißbarer Stapelfasern, während etwa 50 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 40 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Faserbahn aus Bindefasern besteht. Bei einem bevorzugten Aspekt beträgt das Gewichtsverhältnis von den gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern zu den Bindefasern etwa 10 : 1 bis etwa 1 : 10, noch bevorzugter etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 1, und am meisten bevorzugt etwa 4 : 1 bis etwa 2 : 1.
Die Dicke der Faserbahn, die die Hauptkomponente der nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung bildet, hängt größtenteils von der erwünschten Verwendung ab. Im allgemeinen kann die Dicke der Faserbahn etwa 0,04 mm bis etwa 0,5 mm betragen. Wenn der erwünschte Endverbrauch des nichtgewebten Bahnmaterials in einer Rückschicht für ein medizinisches Band besteht, ist es bevorzugt, daß die Faserbahn eine Dicke von etwa 0,15 mm bis etwa 0,4 mm aufweist. Darüber hinaus kann das Gewicht der Faserbahn etwa 10 g/m² bis etwa 100 g/cm², vorzugsweise etwa 15 g/m² bis etwa 70 g/m² und noch mehr bevorzugt etwa 20 g/m² bis etwa 50 g/m² betragen.
Gemäß der Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird die Faserbahn mit einem chemischen Bindemittel, durch eine physikalische Verschlingung oder beides gebunden und wird prägegemustert, wodurch die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung erhalten werden. In der Praxis ist es wichtig, daß die Abfolge der auf die Faserbahn angewandten Bindungs- und Prägemusterungsschritte in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt wird. Das Auftragen eines chemischen Bindemittels auf die Faserbahn ist der letzte Schritt bei der Behandlung des Vlieses, und wenn das Binden durch physikalisches Verschlingen angewandt wird, sollte es der erste Schritt sein. zum Beispiel wird bei einer Ausführungsform die Faserbahn zuerst physikalisch verschlungen, dann prägegemustert und schließlich mit einem chemischen Bindemittel gesättigt, wodurch ein erfindungsgemäßes nichtgewebtes Bahnmaterial erhalten wird.
Ein Verfahren zum Binden der Faserbahn besteht darin, die Fasern nach der Bildung des Vlieses durch herkömmliche, im Fachgebiet wohlbekannte Mittel physikalisch zu verschlingen. Zum Beispiel kann die Faserbahn genadelt werden, wie im U.S.- Patent Nr. 5 016 331, auf das hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, gezeigt wird. Bei einer Alternative und einem bevorzugten Verfahren kann die Faserbahn durch Wasserstrahlen verschlungen werden, wie im U.S.-Patent Nr. 3 485 706, auf das hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, beschrieben wird. Ein solches Verfahren zur Verschlingung mit Wasserstrahlen umfaßt das Durchführen einer zwischen zwei Sieben (z.B. Sieben mit 100 mesh, National Wire Fabric, Star City, AR) aus rostfreiem Stahl angeordneten Faserbahn mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (z.B. etwa 23 m/min) durch Hochdruck-Wasserdüsen (z.B. mit etwa 3 MPa bis etwa 10 MPa), die auf beide Seiten des Vlieses auftreffen. Danach werden die mit Wasserstrahlen verschlungenen Vliese getrocknet und können dann der Prägemusterung und der Sättigung mit chemischem Bindemittel, wie hier beschrieben wird, unterworfen werden.
Alle nichtgewebten Bahnmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung sind nach Verfahren, die im Fachgebiet wohlbekannt sind, wie denen, die in den U.S.-Patenten Nr. 2 464 301, Nr. 3 507 943 und Nr. 3 737 368 offenbart sind, auf die hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, prägegemustert. Im allgemeinen wird die Faserbahn über eine mit erhabenen und vertieften Bereichen strukturierte (d.h. gravierte) Metallwalze und eine feste, im allgemeinen aus Metall oder Kautschuk geformte Stützrolle geführt. Die Faserbahn kann jedoch auch zwischen zwei strukturierte Walzen durchgeführt werden, die zueinander passende oder alternierende geprägte Bereiche aufweisen. In jedem Fall ist es typisch, einer oder mehreren der Walzen Wärme zuzuführen, so daß die Faserbahn entlang der Punkte des Kontakts durch das Muster thermisch gebunden wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Faserbahnen mit einer strukturierten Walze und einer festen Stützrolle thermisch geprägt. Während des Prägens ist es wichtig, daß die Temperatur der strukturierten Walze genau gesteuert wird. Im allgemeinen muß die Temperatur so sein, daß die gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern und Bindefasern an den Berührungspunkten thermisch verschweißt werden, ohne daß die Stapelfasern reißen oder die Faserbahn unter das Maß einer verwendbaren Festigkeit hinaus geschwächt wird. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, die Temperatur der strukturierten Walze zwischen etwa 120 ºC und 180 ºC, noch mehr bevorzugt zwischen etwa 125 ºC und 145 ºC zu halten. Darüber hinaus sollte die strukturierte Walze das nichtgewebte Bahnmaterial mit einem Druck von etwa 0,10 MPa bis etwa 0,30 MPa, noch mehr bevorzugt von etwa 0,15 MPa bis etwa 0,25 MPa, berühren.
Das spezielle Muster, mit dem die Prägewalze geprägt ist, hängt von der beabsichtigten Verwendung der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder ab. Bei standardmäßigen medizinischen Bändern ist es bevorzugt, entweder ein lineares Muster, durch das eine Serie von Linien in Maschinen-Querrichtung des Bahnmaterials/der Band-Rückschicht geprägt wird, oder ein Kreuzschraffur- (d.h. quadratisches) Muster, das zu einer Serie von sich überschneidenden, geprägten Linien führt, die auf dem Bahnmaterial/der Band-Rückschicht sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung verlaufen, verwendet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Kreuzschraffur-Muster eine Serie von Quadraten, die aus geprägten Linien mit einer Breite von etwa 0,01 mm bis etwa 0,05 mm bestehen, die durch einen quadratisch geformten, ungeprägten Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 0,1 mm auf jeder Seite voneinander getrennt sind.
Die geprägte Oberfläche der nichtgewebten Bahnmaterialien sollte nicht mehr als 95 %, vorzugsweise weniger als etwa 80 %, noch bevorzugter weniger als etwa 50 % und. am meisten bevorzugt weniger als etwa 40 % der Gesamtoberfläche der Faserbahn umfassen. Auf keinen Fall sollten jedoch 100 % der Oberfläche der Faserbahn thermisch geprägt werden (d.h. heißkalandriert). Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führt ein lineares, in Maschinen-Querrichtung geprägtes Muster vorzugsweise zu einem geprägten Bereich von etwa 10 % bis etwa 20 %, während ein quadratisches Kreuzschraffur-Muster zu einem geprägten Bereich von etwa 25 % bis 35 % führt.
Eine große Vielzahl chemischer Bindemittel kann auf die Faserbahnen der vorliegenden Erfindung durch Verfahren, die im Fachgebiet anerkannt sind, aufgetragen werden. Nicht einschränkende Beispiele für nützliche chemische Bindemittel umfassen Acryle, Vinylacryle, Acetat/Ethylen, Polyvinylacetat und dergleichen. Unabhängig davon, welches chemische Bindemittel verwendet wird, sollte es eine Affinität für die gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern und/oder die Bindefasern, aus denen die Faserbahn besteht, aufweisen.
Es ist bevorzugt, daß das chemische Bindemittel ein chemisches Bindemittel auf der Grundlage von Wasser umfaßt, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Latizes, die Acryle, Styrol/Butadien-Kautschuke, Vinylacetat/Ethylene, Vinylacetat/Acrylate, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohole, Polyurethane, Vinylacetate, Acryl/Vinylacetat und dergleichen. Diese chemischen Bindemittel auf der Grundlage von Wasser werden normalerweise mit einem Feststoffgehalt von 25 % bis 35 % auf die Faserbahn aufgetragen, wobei jedes beliebige- Beschichtungsverfahren verwendet wird, einschließlich kabelumwickelten Stab-, Umkehrwalzen-, Luftmesser-, Direkt- und Offset-Rakeltiefdruck-, Schaber-Streichmaschinen-, Printbonding-, Schaumund Sprühbeschichtungsverfahren.
Spezielle Beispiele für bevorzugte chemische Bindemittel gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Rhoplex E-2559 (ein Acryl-Latexbindemittel mit einem Feststoffgehalt von etwa 45 %; Rohm &-Haas Co., Philadelphia, PA), ein Styrol/Butadien-Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von etwa 50 %; UNICAL Corp., Charlotte, NC), und National. Starch , Nr. 78-6283 (ein Acryl-/Vinylacetat-Copolymerlatex mit einem Feststoffgehalt von etwa 45 %; National Starch Corp., Bridgewater, NJ), wobei National Starch , Nr. 78-6283 besonders bevorzugt ist.
Das chemische Bindemittel wird in Mengen aufgetragen, die ausreichend sind, damit die erwünschten, durch die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung demonstrierten Eigenschaften wie Trockenfestigkeit, Naßfestigkeit und Reißeigenschaften erhalten werden. Die Menge des verwendeten Bindemittels kann jedoch abhängig von der beabsichtigten Verwendung variiert werden. Beispielsweise kann mehr chemisches Bindemittel aufgetragen werden, um die Festigkeit der nichtgewebten Bahnmaterialien zu erhöhen, während weniger Bindemittel verwendet werden kann, um den Hand-Wert der Materialien zu erniedrigen (d.h. die Schmiegsamkeit zu verbessern).
Im allgemeinen beträgt das Gewicht des chemischen Bindemittels in der Faserbahn nach der Sättigung der Faserbahn mit einem chemischen Bindemittel zur Bildung der nichtgewebten Bahnmatenahen und Bänder der vorliegenden Erfindung etwa 10 g/m² bis etwa 40 g/m², vorzugsweise etwa 15 g/m² bis etwa 30 g/m². In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, daß das Gewichtsverhältnis der Fasern, aus denen die Faserbahn besteht, zum chemischen Bindemittel, das in die Faserbahn eingearbeitet ist, etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 5, noch bevorzugter etwa 3 : 1 bis etwa 1 : 3 und am meisten bevorzugt etwa 2 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
Die erfindungsgemäße Faserbahn kann gegebenenfalls auch eine Trennbeschichtung auf der Grundlage von Wasser, wie eine Rückenappretur mit niedriger Haftung (LAB), im wesentlichen gleichzeitig mit oder nach der Einarbeitung des chemischen Bindemittels in das Vlies enthalten. Bevorzugte LAB's umfassen; diejenigen, die im U.S.-Patent Nr. 4 973 513, auf das hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, aufgeführt und durch die dort beschriebenen Verfahren aufgetragen werden. Nach dem Auftragen des chemischen Bindemittels und gegebenenfalls des LAB's wird die Faserbahn getrocknet, wobei jedes geeignete Trocknungsmittel wie Kontakttrocknen, Umluftöfen, Aufluftöfen, Durchluftöfen und dergleichen.
Zur Zeit gibt es zwei besonders bevorzugte, allgemeine Konstruktionen erfindungsgemäßer, nichtgewebter Bahnmaterialien. Bei einer ersten Ausführungsform umfaßt das nichtgewebte Bahnmaterial eine Faserbahn aus etwa 80 Gew.-% einer 4 cm langen, orientierten Polyester-Stapelfaser mit etwa 1 Denier, die mit etwa 20 Gew.-% einer 5 cm langen Polyester-Bindefaser mit etwa 2 Denier kombiniert ist, mit einem mittleren Gesamt- Fasergewicht von etwa 20 g/m². Diese Faserbahn ist mit einem quadratischen, kreuzschraffierten Muster prägegemustert, das zu einer gebundenen Oberfläche von etwa 28 % führt. Danach wird die geprägte Faserbahn mit einem chemischen Acryl- Copolymer-Bindemittel auf Wasserbasis gesättigt, auf einen Feststoffgehalt von etwa 28 % verdünnt und bis zu einem Bindemittelgewicht von etwa 15 g/m² getrocknet, wodurch erfindungsgemäße nichtgewebte Bahnmaterialien erhalten werden.
Das zweite bevorzugte nichtgewebte Bahnmaterial umfaßt im wesentlichen dasselbe Material wie die erste Ausführungsform, außer daß die Faserbahn vor der Prägemusterung durch Wasserstrahlen verschlungen wird und das Gesamt-Fasergewicht auf etwa 50 g/m² erhöht ist, wobei das Bindemittelgewicht auf etwa 25 g/m² erhöht ist. Somit beträgt das Verhältnis vom Gesamt- Fasergewicht zum Bindemittelgewicht etwa 2 : 1 gegenüber im wesentlichen 1 : 1 für die erste bevorzugte Ausführungsform.

Bänder

Nachdem die Faserbahn gebunden und prägegemustert wurde, wodurch die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung gebildet werden, können die Bahnmaterialien für den Transport oder weitere geeignete Beschichtungen, die zur Bildung von standardmäßigen medizinischen Bändern und dergleichen verwendet werden, auf einer Rolle aufgewickelt werden. Alternativ kann das nichtgewebte Bahnmaterial direkt zu einer Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung geführt werden, gefolgt vom Aufschneiden in einzelne Bandrollen.
Vorzugsweise werden die nichtgewebten Bahnmaterialien mit einer Schicht aus Haftkleber beschichtet, wodurch die erfindungsgemäßen Bänder gebildet werden. In dieser Hinsicht kann es sich bei dem Haftkleber, der auf die nichtgewebten Bahnmaterialien aufgetragen wird, um Klebstoff auf der Grundlage von Lösungsmittel, auf der Grundlage von Wasser oder einen Heißschmelz-Klebstoff handeln. Geeignete Klebstoffe und ihre Auftragungsverfahren werden beispielsweise im U.S.-Patent Nr. 2 708 192 (phenolische, gehärtete Klebstoffe auf der Grundlage von Kautschuk), im U.S.-Patent Nr. Re 24 906 (Klebstoffe auf der Grundlage von Wasser und der Grundlage von Lösungsmittel) und im U.S.-Patent Nr. 4 833 179 (Heißschmelz-Klebstoffe), auf die alle hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, beschrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung mit einem Latex- Haftkleber mit einem hohen Feststoffgehalt beschichtet, der feuchtigkeitsunempfindlich ist, während er auch eine hervorragende Ausgewogenheit von Klebeeigenschaften, wie eine hohe Nachgiebigkeit und eine hohe Scherung ohne Klebstoff- Aufbau, aufweist. Siehe beispielsweise die gleichzeitig anhängige und mit eingereichte Patentanmeldung mit der Anwalts- Vorgangsnummer 48167USA6A, Lu et al., übertragen auf den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird. Die Merkmale und Vorteile des bevorzugten Haftklebers sind zumindest teilweise auf die Gegenwart eines polymerisierbaren Tensids und eines hydrophoben Polymers mit niedriger Molmasse in der Latex-Formulierung zurückzuführen.
Die bevorzugten Latex-Haftkleber, mit denen die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung beschichtet sind, werden durch das Emulgieren einer Mischung aus Wasser, Acrylat- und Vinylmonomeren, einem ionischem, copolymerisierbarem Tensid, gegebenenfalls einem Kettenübertragungsmittel, gegebenenfalls einem Vernetzer und einem hydrophoben Polymer hergestellt. Die Emulsion wird unter Rühren unter einer Stickstoff-Atmosphäre erwärmt, dann portionsweise mit Initiator behandelt, um die Temperaturkontrolle aufrechtzuerhalten. Die Reaktionsmischung wird erwärmt und gerührt, bis die Reaktion vollständig ist. Der resultierende Acryllatex kann dann nach einer Vielzahl herkömmlicher, den Fachleuten bekannten Verfahren aufgetragen werden.
Die Acrylatmonomer-Komponente des Latex-Haftklebers umfaßt vorzugsweise C&sub4;- bis C&sub1;&sub2;-Alkylesteracrylat-Monomere. Geeignete Alkylesteracrylat-Monomere umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, n-Butylacrylat, Amylacrylat, Hexylacrylat, Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Isononylacryalt, Decylacrylat, Dodecylacrylat und deren Mischungen.
Darüber hinaus umfassen die mit den Acrylat-Monomeren kombinierten Vinylmonomere vorzugsweise 1) Vinylester, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat und dergleichen, 2) C&sub1;- bis C&sub4;-Alkylester von (Meth)acrylsäure (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Isobutylmethacrylat und dergleichen), 3) Styrol und deren Mischungen.
Beispiele für nützliche copolymerisierbare, ionische Tenside im bevorzugten Latex-Haftkleber umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, diejenigen, die in WO 89/12618 beschriebensind, auf das hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird. Die dort beschriebenen Tenside weisen einen hydrophoben, eine α,β-ethylenische Ungesättigtheit enthaltenden Teil, einen hydrophilen Teil, der ein Poly(alkylenoxy)segment enthält, und ein ionisches Segment auf. Das bevorzugte copolymerisierbare Tensid ist MAZON SAM-211-Tensid (PPG Industries, Inc.; beschrieben als ein Ethylenpolyalkoxyammoniumsulfat, wobei die Anzahl der Alkoxygruppen zwischen 5 und etwa 25 liegt, wobei die Anzahl der Alkoxygruppen zwischen etwa 5 und etwa 25 beträgt, wobei ein typisches Beispiel etwa 15 bis etwa 20 Ethoxygruppen aufweist).
Der Latex-Haftkleber kann darüber hinaus gegebenenfalls ein Vernetzungsmittel, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, polyfunktioneller Acrylate wie Diacrylate, Triacrylate und Tetraacrylate, wie 1,6-Hexandioldiacrylat, Poly(ethylenglycol) diacrylate, Poly(butadien)diacrylate, Polyurethandiacrylate und Trimethylolpropantriacrylat; 4-Acryloxybenzophenon; Divinylbenzol und deren Mischungen enthalten. Darüber hinaus können gegebenenfalls Kettenübertragungsmittel wie Kohlenstofftetrabromid, Mercaptane, Alkohole und deren Mischungen eingeschlossen sein.
Wie oben festgestellt wurde, umfassen die bevorzugten Haftkleber ein hydrophobes Polymer mit niedriger Molmasse. Dieser Begriff, "hydrophobes Polymer", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein wasserunlösliches Polymer. Nützliche hydrophobe Polymere weisen eine mittlere Molmasse auf, die von etwa 400 bis etwa 50 000, vorzugsweise von etwa 500 bis etwa 20 000, am meisten bevorzugt von etwa 600 bis etwa 10 000 reicht. Beispiele für nützliche, nicht polymerisierbare, hydrophobe Polymere mit niedriger Molmasse umfassen, sind aber nicht begrenzt auf diejenigen, die aus der aus Polystyrolharzen wie Piccolastic A75, D125 und D150, erhältlich von Hercules Chemicals; Poly(methylmethacrylat)- (PMMA-) Harz, Polybutadien; Poly(α-methylstyrol); Butadien-Styrol-Block- Copolymeren und Colophoniumestern wie Foral 85 und 105, erhältlich von Hercules, und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Vorzugsweise wird für die mit Klebstoff beschichteten Bänder der vorliegenden Erfindung auch eine Abziehschicht, die die Klebschicht bedeckt, oder eine Abziehbeschichtung, wie eine Rückenappretur mit niedriger Haftung (LAB), auf die nichthaftende Seite des Bandes aufgetragen, wodurch das leichte Aufwickeln des Bandes in Gebrauchsrollen erleichtert wird. Vorzugsweise wird eine LAB-Beschichtung unter Anwendung herkömmlicher Beschichtungsverfahren der Textilindustrie auf die nichthaftende Seite des Bandes aufgetragen.
Es ist bevorzugt, daß das LAB eine Zusammensetzung auf der Grundlage von Wasser umfaßt, Materialien auf der Grundlage von Lösungsmitteln, wie Polyvinylcarbamat, sind jedoch ebenfalls nützlich. Geeignete Komponenten von LAB's auf der Grundlage von Wasser umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyethylene, Fluorchemikalien, Acrylate, Silikone, Vinyl-Copolymere und Kombinationen aus diesen Polymeren mit anderen Polymeren. Beispielsweise werden annehmbare LAB's, die für die Bänder der vorliegenden Erfindung nützlich sind, im U.S.- Patent Nr. 4 728 571, auf das hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, beschrieben.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, wie sie im U.S.-Patent Nr. 4 973 513, auf das hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, beschrieben wird, wird ein LAB auf der Grundlage von Wasser unmittelbar nach dem Einfließenlassen des chemischen Bindemittels in das nichtgewebte Bahnmaterial darauf aufgetragen. In dieser Hinsicht umfassen besonders bevorzugte LAB's die Poly(dimethylsiloxan) und/oder Acrylat-Polymere, die als Trennbeschichtungen 1 - 15 des Patents 4 973 513 beschrieben sind. Nach der Beschichtung werden das LAB und die in die nichtgewebten Bahnmaterialien eingeflossenen chemischen Bindemittel, wie im Patent 4 973 513 beschrieben, getrocknet.

Eigenschaften und Vorteile

Der Anmelder hat überraschend nichtgewebte Bahnmaterialien und daraus gebildete Bänder gefunden, umfassend im wesentlichen unzerreißbare Fasern, die in der Maschinen-Querrichtung der Bahn oder des Bandes leicht zerrissen werden können (d.h. zerreißbar sind) und dennoch bei der Verwendung komfortabel sind. Darüber hinaus können diese Materialien und Bänder auch eine Reihe anderer vorteilhafter Eigenschaften, einschließlich einer verbesserten Trockenfestigkeit, einer vergleichbaren Naßfestigkeit, der Zerreißbarkeit in Maschinenrichtung und der Gleichmäßigkeit der Festigkeit sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung, aufweisen. Bis heute kann kein einziges Band nach dem Stand der Technik diese Vorteile bieten.
Normalerweise müssen bei nichtgewebten Bahnmaterialien oder Bändern bestimmte Eigenschaften zugunsten anderer geopfert werden. Um beispielsweise ein Band zu erhalten, das in Maschinen-Querrichtung zerreißbar ist (z.B. ein Band der Kategorie I), müssen die Gesamtfestigkeit des Bandes und insbesondere die Naßfestigkeit - verschlechtert werden. In gleicher Weise werden, um ein Band mit einer guten Trocken- und Naßfestigkeit (z.B. ein Band der Kategorie II) zu erhalten, die Zerreißbarkeit und oft die Schmiegsamkeit verloren. Somit ist die Anwendung von Bändern der Kategorien I und II oft eingeschränkt. Umgekehrt sollten die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung eine weite Verwendung im Bereich des Gesundheitswesens und überall sonst da finden, wo ein starkes, schmiegsames und leicht zerreißbares Band erforderlich ist. Insbesondere die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung kombinieren die Vorteile der Naß- und Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung von typischen Materialien der Kategorie II mit den Vorteilen des Hand-Wertes (d.h. der Schmiegsamkeit) und des Reißens in Maschinen-Querrichtung von typischen Materialien der Kategorie I, wodurch Materialien mit einer weiten Anwendbarkeit im Bereich des Gesundheitswesens, des Sports und anderen Bereichen verfügbar gemacht werden.
Die besonderen Testmerkmale eines nichtgewebten Bahnmaterials oder Bandes der vorliegenden Erfindung werden gemäß der unten im Abschnitt der Testmethoden aufgeführten Testverfahren ausgewertet. Durch diese Methode wird eine subjektive Messung darüber erhalten, ob eine bestimmte Bahn oder ein bestimmtes Band hervorragende, gute, ausreichende, schlechte oder gar keine (d.h., daß es nicht reißt) Reißmerkmale, sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung, aufweist.
Damit ein nichtgewebtes Bahnmaterial oder ein daraus hergestelltes Band in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt, muß es in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar sein. Ein hier verwendetes nichtgewebtes Bahnmaterial ist leicht mit den Händen zerreißbar, wenn es in Maschinen-Querrichtung eine wenigstens ausreichende Zerreißbarkeit aufweist. Es ist jedoch bevorzugt, daß das nichtgewebte Bahnmaterial oder Band wenigstens eine gute Zerreißbarkeit, am meisten bevorzugt eine hervorragende Zerreißbarkeit in Maschinen-Querrichtung aufweist. Darüber hinaus sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die nichtgewebten Bahnmaterialien oder Bänder der vorliegenden Erfindung auch in Maschinenrichtung der Bahn oder des Bandes leicht mit den Händen zerreißbar (d.h., sie weisen eine "ausreichende" Zerreißbarkeit auf). Demgemäß weisen die am meisten bevorzugten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung wenigstens ausreichende Zerreißmerkmale auf.
Während die Zerreißbarkeit mit den Händen ein wichtiges Merkmal der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung ist, sollte sie nicht auf Kosten der Schmiegsamkeit (d.h. des Hand-Wertes) des Bahnmaterials und des Bandes erzeugt werden. Folglich muß ein nichtgewebtes Bahnmaterial und/oder Band, damit es in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt, auch einen Hand-Meßwert von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn oder ein Band mit einer Breite von 20 cm aufweisen. Vorzugsweise weisen die nichtgewebten Bahnmaterialien und/oder Bänder der vorliegenden Erfindung einen Hand-Meßwert von weniger als 200 g, am meisten bevorzugt von weniger als 150 g für eine Bahn oder ein Band mit einer Breite von etwa 20 cm auf. Wenn der Hand-Meßwert 250 g übersteigt, sind die nichtgewebten Bahnmaterialien und/oder Bänder im allgemeinen zu steif, um sich während des Gebrauchs richtig an die Haut oder andere Oberflächen anzuschmiegen.
Die Zerreißbarkeit mit den Händen und die Hand-Meßwerte der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung werden durch die besonderen, auf diese Materialien angewandten Prägemuster-Bedingungen beeinflußt. Vorzugsweise wird ein quadratisches oder ein- lineares, in Maschinen-Querrichtung Prägemuster verwendet. Wenn eines dieser Muster verwendet wird, sind die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar und weisen akzeptable Hand- Meßwerte auf. Insbesondere reißen die nichtgewebten Bahnmaterialen und Bänder entlang der geprägten Linien der linearen oder quadratischen Muster leicht. Wenn solche Materialien jedoch nicht prägegemustert sind, werden sie im wesentlichen unzerreißbar oder sie weisen, wenn sie zerrissen werden, ungerade Risse und ausgefranste Kanten auf. Auf vergleichbare Weise werden sie ebenfalls im wesentlichen unzerreißbar gemacht, wenn die gesamte Fläche der Materialien heißkalandriert werden, auch, wenn einige dieser Materialien mit den Händen zerreißbar bleiben, weisen sie im allgemeinen so hohe Hand- Meßwerte auf, daß sie im wesentlichen nicht schmiegsam sind.
Die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung weisen darüber hinaus verbesserte Zugfestigkeitswerte in Maschinenrichtung pro Gewicht der für die Faserbahn verwendeten Faser auf, die mit denen vergleichbar sind, die typische Materialien der Kategorie II aufweisen. Dies gilt insbesondere für die Naß-Zugfestigkeit dieser Materialien in Maschinenrichtung. Obwohl diese nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerrissen werden können, weisen sie dennoch eine Naß-Reißfestigkeit in Maschinenrichtung von mindestens etwa 10 N/cm, vorzugsweise etwa 15 N/cm und noch mehr bevorzugt von wenigstens 20 N/cm auf. In vergleichbarer Weise beträgt die Trocken-Reißfestigkeit dieser Materialien in Maschinenrichtung ebenfalls mindestens etwa 10 N/cm, vorzugsweise wenigstens etwa 15 N/cm und noch mehr bevorzugt wenigstens etwa 20 N/cm. Somit weisen die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung im nassen Zustand, verglichen mit dem trockenen Zustand, unerwartet keinen Abfall der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung auf. Umgekehrt weisen typische Cellulosefaser-Materialien (d.h. Celluloseacetat und Rayon) im nassen Zustand eine 30%ige bis 40%ige Verminderung der Zugfestigkeit auf. Weiterhin steht die Zerreißbarkeit der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung mit den Händen im direkten Gegensatz zu typischen Materialien der Kategorie II, die sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung im wesentlichen unzerreißbar sind.
Vorzugsweise weisen die nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung auch eine erhöhte Zugfestigkeit sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung auf. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, daß das Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zur Zugfestigkeit in Maschinen-Querrichtung (d.h. das MD : CD- Verhältnis) weniger als 3 : 1 beträgt, sogar noch mehr bevorzugt weniger als 2 : 1. Darüber hinaus weisen diese Materialien vorzugsweise auch eine Trockendehnung in Maschinenrichtung zwischen etwa 15 % bis etwa 40 %, vorzugsweise von etwa 20 % bis etwa 30 % auf.

Testmethoden

Die Zerreißeigenschaften der nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder der vorliegenden Erfindung werden durch eine Testgruppe von Personen, die mit solchen Materialien vertraut sind, beurteilt. Insbesondere sind diese Personen mit Bändern für den medizinischen Bereich, Bänder für den Sportbereich und dergleichen, ihren Verwendungen und ihren Auftragungstechniken vertraut.
Jede Testgruppe umfaßte 4 Personen, denen als Beispiele dienende nichtgewebte Bahnmaterialien und Bänder zur Auswertung zur Verfügung gestellt wurden. Die Testgruppe wertete diese Materialien und Bänder mit Hinsicht auf das Zerreißen sowohl in Maschinenrichtung (d.h. in Vliesbahn-Längsrichtung) als auch in Naschinen-Querrichtung (d.h. in Vliesbahn-Querrichtung), den Beginn des Reißens, die Geradheit des Reißens, die Glätte der Reißkante und die zur Vervollständigung des Reißens erforderliche Kraft aus. Jedes dieser Reißmerkmale wurde entweder als hervorragend (4), gut (3), ausreichend (2), schlecht (1) oder nicht vorhanden (d.h., daß die Person nicht in der Lage war, das Material zu zerreißen) bewertet. Die von den vier Personen, aus denen die Testgruppe bestand, angegebenen Werte wurden dann für jedes der als Beispiel dienenden Materialien kombiniert, es wurde der Durchschnitt der Einzelwerte berechnet, auf den nächsten Wert gerundet und als einer der oben aufgeführten Zerreiß-Kennzeichnungswerte angegeben.
Die Zerreißmerkmale der nichtgewebten Bahnmaterialien wurden ausgewertet, indem ausgestanzte Proben mit 2,5 cm x 30 cm oder 5 cm x 30 cm verwendet wurden, wobei die Zerreißmerkmale in Maschinenrichtung entlang der Abmessung von 30 cm und die Zerreißmerkmale in Maschinen-Querrichtung entlang der Abmessung von 2,5 cm oder 5 cm ausgewertet wurden. Die Zerreißmerkmale der als Beispiel dienenden Bänder wurde an einem aufgewickelten Band mit einer Breite von 2,5 cm oder 5 cm ausgewertet, wobei die Zerreißmerkmale in Maschinen-Querrichtung entlang der Abmessung von 2,5 cm oder 5 cm ausgewertet wurden, während die Zerreißmerkmale in Maschinenrichtung entlang der Abmessung von 20 cm des in Vliesrichtung verlaufenden Teils des Bandes ausgewertet wurden.
Der Gesamt-Hand-Meßwert in g des als Beispiel dienenden nichtgewebten Bahnmaterials oder Bandes ergibt ein Maß für das Drapiervermögen/die Schmiegsamkeit dieser Materialien. Die Materialien mit einem relativ hohen Hand-Wert sind steif und nicht schmiegsam. Umgekehrt weisen relativ niedrige Hand-Werte auf weiche, schmiegsame Materialien hin. Die für die folgenden Beispiele angegebenen Hand-Werte wurden mit einem Thwing- Albert Handle-o-Meter , Modell Nr. 211-300 (Thwing-Albert Instrument. Co., Philadelphia, PA) gemäß der in der zum Modell Nr. 211-300 gehörenden Bedienungsanleitung, auf die hier ausdrücklich als Literaturstelle Bezug genommen wird, erhalten. Alle Hand-Messungen wurden mit quadratischen Bahnmaterialien mit einer Breite von etwa 20 cm durchgeführt.
Die Zugeigenschaften der als Beispiel dienenden, hier aufgeführten nichtgewebten Bahnmaterialien und Bänder wurden mit einer Instron -Zugprüfvorrichtung (Instron Corp., Canton, MA) gemessen. Die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung und in Maschinen-Querrichtung (d.h. das Trockenreißen, angegeben in N/cm) und die Dehnung in Maschinenrichtung (%) wurden gemß dem ASTM-Testverfahren D-1682-64 gemessen. Die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (d.h. das Naßreißen, angegeben in N/cm) wurde ebenfalls gemäß dem ASTM-Testverfahren D-1682-64 nach dem 5minütigen Eintauchen des als Beispiel dienenden Materials in deionisiertes Wasser, das bei 20 ºC gehalten wurde, gemessen. Nach dem Erhalten der oben aufgeführten Zugfestigkeits-Messwerte wurde das Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (d.h. MD : CD) des trockenen Materials berechnet.
Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele beschrieben. Alle Teile und Prozentwerte sind als Gewichtsteile angegeben, sofern nichts anderes angegeben ist.

BEISPIELE 1 - 8 UND VERGLEICHSBEISPIELE 9 - 18

Die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 und der Vergleichsbeispiele 9 - 18 wurden mit einer Hergeth-Random- Card-Maschine (Hergeth-Hollingsworth, GmbH, Dülmen, Deutschland) hergestellt, wobei herkömmliche Techniken zur Bildung von nichtgewebten Vliesen angewandt wurden. Die Faserzusammensetzung, das Gesamt-Fasergewicht, das Gewicht des chemischen Bindemittels und die Prägemuster-Bedingungen, die bei jedem Bahnmaterial der Beispiele und Vergleichsbeispiele angewandt wurden, sind in den Tabellen 1 und 3 unten angegeben.
Für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 und der Vergleichsbeispiele 9 - 18 wurde entweder eine 38 mm Polyethylenterephthalat- (PET-)Stapelfaser mit 0,75 Denier vom Typ L-30 (Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, TN) oder eine 38 mm PET-Stapelfaser mit 1,25 Denier vom Typ T-121 (Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC) verwendet. Darüber hinaus wurden für die Bahnmaterialien der Vergleichsbeispiele 9 - 13 eine 40 mm, aus Standard-Viskose hergestellte Rayon- Stapelfaser mit 1,5 Denier (Courtauld's North America, Inc., New York, NY) zusammen mit den oben aufgeführten PET-Stapelfasern verwendet.
Zur Bildung der nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 und der Vergleichsbeispiele 9 - 18 wurde entweder eine 38 mm Diawa -Bindefaser (eine Kern-Mantel-Faser, die einen kristallinen Polypropylenkern und einen schmelzbaren Polyethylen-Fasermantel enthält; Chori America, Inc., Los Angeles, CA) mit 1,5 Denier oder eine 38 mm Bindefaser vom Typ K-54 (eine Kern-Mantel-Faser mit einem orientierten Polyesterkern und einem amorphen, schmelzbaren Polyestermantel; Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC) mit 2 Denier verwendet.
Alle nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 und der Vergleichsbeispiele 10 - 14 und 18 wurden prägegemustert oder glatt kalandriert, wobei die in den Tabellen 1 und 3 aufgeführten Verarbeitungsbedingungen angewandt wurden. Danach wurden die Bahnmaterialien der Beispiele und Vergleichsbeispiele mit einem chemischen Acryl-Vinylacetat-Copolymer-Latex- Bindemittel (Nr. 78-6283, National Starch and Chemical Co., Bridgewater, NJ; ein Latex mit einem Feststoffgehalt von 45 %, mit deionisiertem Wasser auf einen Feststoffgehalt von 25 % - 35 % verdünnt) gesättigt. Darüber hinaus wurde eine Poly(dimethylsiloxan) enthaltende Rückenappretur mit niedriger Haftung (LAB), im U.S.-Patent Nr. 4 973 513 als Beschichtung 1 beschrieben, unmittelbar nach dem chemischen Bindemittel auf die Bahnmaterialien aufgetragen, wobei das im Patent 4 973 513 offenbarte Verfahren angewandt wurde, wonach die Bahnmaterialien in einem Ofen getrocknet wurden.
Verschiedene mechanische und Zerreißeigenschaften der nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 und der Vergleichsbeispiele 9 - 18 wurden nach den hier beschriebenen Testmethoden bestimmt. Das Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), die Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD- TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), die prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD-TROCKENDEHNUNG), der Hand-Wert und die Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung sind in den untenstehenden Tabellen 2 und 4 angegeben. Tabelle 1 Faserzusammensetzung, Gesamtgewicht der Faser, Gewicht des chemischen Bindemittels und Bedingungen des Prägemusterns für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8. Tabelle 2 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Beispiele 1 - 8. Tabelle 3
Faserzusammensetzung, Gesamtgewicht der Faser, Gewicht des chemischen Bindemittels und Prägemusterungs-Bedingungen für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Vergleichsbeispiele 9 - 18.
@ Diese als Vergleich dienenden Bahnmaterialien wurden nicht mit prägegemustert, sondern im wesentlichen ihre gesamte Oberfläche (d.h. zu 100 %) glatt kalandriert. Tabelle 4 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Vergleichsbeispiele 9 - 18.
Ein Vergleich zwischen Tabelle 2 und 4 zeigt hinsichtlich der Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung einen deutlichen Unterschied zwischen den nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung und Vergleichsmaterialien, in die Cellulosefasern, die normalerweise in Materialien der Kategorie I gefunden werden, eingearbeitet sind (z.B. Rayon). Speziell die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 weisen Werte für das Naßreißen in Maschinenrichtung von 13 - 19 N/cm auf, während die Rayon enthaltenden Materialien der Vergleichsbeispiele 9 - 13 Werte von 4 - 8 N/cm aufweisen, d.h. einen Mittelwert einer um 58 % niedrigeren Naßfestigkeit als bei den Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung. Entsprechend sind die Werte für das Trockenreißen in Maschinenrichtung für die Materialien der Vergleichsbeispiele 9 - 13 auch wesentlich niedriger als diejenigen der nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 (d.h. 6 - 12 N/cm gegen 13 - 20 N/cm).
Darüber hinaus zeigen die schlechten oder nicht vorhandenen Merkmale des Reißens in Maschinen-Querrichtung der Vergleichsbeispiele 14 - 18, daß sogar dann, wenn Faserzusammensetzungen verwendet werden, die zu denen für die nichtgewebten Bahnmatenahen der vorliegenden Erfindung verwendeten analog sind, die Bahnmaterialien nicht prägegemustert werden oder die Bahnmaterialien vollständig glatt kalandriert werden, diese im wesentlichen unzerreißbar werden.
Weiterhin sind die als Vergleich dienenden Materialien auch entlang der Maschinenrichtung der Bahn im wesentlichen unzerreißbar. Im Gegensatz dazu ergibt das quadratische Prägemuster, das für die nichtgewebten Bahnmaterialien verwendet wird, Materialien, die alle in Maschinen-Querrichtung mit den Händen zerrissen werden können. Darüber hinaus wird angenommen, daß die schlechten Merkmale des Bahnmaterials von Beispiel 2 hinsichtlich des Zerreißens in Maschinenrichtung auf schlechte Verarbeitungsbedingungen zurückzuführen waren. Insbesondere wurde das Bahnmaterial von Beispiel 2 bei einer um 30 % höheren Geschwindigkeit zum Betrieb der Fertigungsstraße als bei den anderen als Beispiel verwendeten Materialien gebildet. Es wird erwartet, daß diese Änderung der Geschwindigkeit, mit der die Fertigungsstraße betrieben wird, zu einer Verminderung der Wirksamkeit des aus dem Prägemustern resultierenden, thermischen Verbindens führt und somit zu schlechteren Zerreißeigenschaften führt.

Beispiele 19 - 22 und Vergleichsbeisdiele 23 - 34

Die Faserbahnen der nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 23 - 34 wurden durch Veratec, Inc., Walpole, MA, auf ihren eigenen Fertigungsstraßen hergestellt. Die faserartigen, nichtgewebten Vliese wurden dem Empfang durch den Anmelder sowohl willkürlich kardiert als auch mit Wasserstrahlen verschlungen. Danach wurden die Vliese vom Anmelder weiterverarbeitet, wodurch man zu den nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele und der Vergleichsbeispiele gelangte. Die Zusammensetzung der Fasern, das Gesamtgewicht der Fasern, das Gewicht des chemischen Bindemittels und die Bedingungen des Prägemusterns, die bei jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele angewandt wurden, sind in den untenstehenden Tabellen 5 und 7 angegeben.
Für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 23 - 34 wurde entweder eine 38 mm Standard-Polyethylenterephthalat- (PET-) Stapelfaser mit 0,75 Denier oder eine 38 mm Standard-PET-Stapelfaser mit 1,25 Denier vom Typ. T-121 (Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC) verwendet. Darüber hinaus wurden für die Bahnmaterialien der Vergleichsbeispiele 23 - 26 eine 40 mm, aus Standard- Viskose hergestellte Rayon-Stapelfaser mit 1,5 Denier (Courtauld's North America, Inc., New York, NY) zusammen mit den oben aufgeführten Polyester-Stapelfasern verwendet.
Zur Bildung der nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 23 - 34 wurde entweder eine 38 mm Melty -Bindefaser (eine Kern-Mantel-Faser, die einen orientierten Polyesterkern und einen schmelzbaren Polyester-Fasermantel enthält; Chori America, Inc., Los Angeles, CA) mit 2 Denier oder eine 38 mm Bindefaser vom Typ K-52 (eine Kern-Mantel-Faser mit einem orientierten Polyesterkern und einem amorphen, schmelzbaren Polyestermantel; Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC) mit 2 Denier verwendet.
Alle nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 26, 30 und 32 wurden prägegemustert oder glatt kalandriert, wobei die in den Tabellen 5 und 7 aufgeführten Verarbeitungsbedingungen angewandt wurden. Danach wurden die mit Wasserstrahlen verschlungenen und geprägten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 23 - 27, 29 - 30, 32 und 34 mit einem chemischen Acryl- Vinylacetat-Copolymer-Latex-Bindemittel (Nr. 78-6283, National Starch and Chemical Co., Bridgewater, NJ; ein Latex mit einem Feststoffgehalt von 45 %, mit deionisiertem Wasser auf einen Feststoffgehalt von 25 % - 35 % verdünnt) gesättigt. Die nichtgewebten Bahnmaterialien der Vergleichsbeispiele 28, 31 und 33 wurden jedoch mit gar keinem chemischen Bindemittel gesättigt. Darüber hinaus wurde eine Poly(dimethylsiloxan) enthaltende Rückenappretur mit niedriger Haftung (LAB) (Beschichtung 1 im U.S.-Patent Nr. 4 973 513) unmittelbar nach dem chemischen Bindemittel auf die Bahnmaterialien aller Beispiele und Vergleichsbeispiele aufgetragen, wobei das im Patent 4 973 513 offenbarte Verfahren angewandt wurde, wonach die Bahnmaterialien in einem Ofen getrocknet wurden.
Verschiedene mechanische und Zerreißeigenschaften der nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 23 - 34 wurden nach den hier beschriebenen Testmethoden bestimmt. Das Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), die Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD- TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), die prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD-TROCKENDEHNUNG), der Hand-Wert und die Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung sind in den untenstehenden Tabellen 6 und 8 angegeben. Tabelle 5 Faserzusammensetzung, Gesamtgewicht der Faser, Gewicht des chemischen Bindemittels und Bedingungen des Prägemusterns für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22. Tabelle 6 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Beispiele 19 - 22. Tabelle 7 Faserzusammensetzung, Gesamtgewicht der Faser, Gewicht des chemischen Bindemittels und Prägemusterungs-Bedingungen für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Vergleichsbeispiele 23 - 34.
@ Diese als Vergleich dienenden Bahnmaterialien wurden nicht mit prägegemustert, sondern im wesentlichen ihre gesamte Oberfläche (d.h. zu 100 %) glatt kalandriert. Tabelle 8 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Vergleichsbeispiele 23 - 34.
Ein Vergleich zwischen den in Tabelle 6 und 8 aufgeführten Werten zeigt im wesentlichen dieselben Ergebnisse, wie sie für die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 (Tabelle 2) und der Vergleichsbeispiele 9 - 18 (Tabelle 4) erhalten wurden. Die Rayon enthaltenden Materialien der Vergleichsbeispiele weisen alle wesentlich niedrigere Werte für das Naßreißen in Maschinenrichtung (d.h. 12 - 16 Nm/cm) als die der als Beispiel dienenden Bahnmaterialien 19 - 22 (d.h. 24 - 37 N/cm) auf. Darüber hinaus besteht auch ein leicht offensichtlicher Unterschied hinsichtlich der Trocken-Reißwerten in Maschinenrichtung zwischen den als Beispiel und den als Vergleichsbeispiel dienenden Materialien (25 - 37 N/cm für die Beispiele 19 - 22; 22 - 30 N/cm für die Vergleichsbeispiele 23 - 26). In dieser Hinsicht sollte auch festgestellt werden, daß die Naß- und Trocken-Reißfestigkeit der als Vergleichsbeispiele dienenden Materialien in Maschinenrichtung wesentlich kleiner als die der als Beispiel dienenden Materialien ist, wenn Cellulose-Rayonfasern als einzige Stapelfaser des Vlieses verwendet werden (d.h. Vergleichsbeispiele 23 - 24), oder wenn Rayonfasern in Kombination mit gestreckten, unzerreißbaren Stapelfasern (d.h. Vergleichsbeispiele 25 - 26) der Art, die für die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, verwendet werden.
In gleicher Weise sind mit Ausnahme von Vergleichsbeispiel 30 die ähnlichen Faserzusammensetzungs-Materialien der Vergleichsbeispiele 27 - 29 und 31 - 34 alle in Maschinen-Querrichtung im wesentlichen unzerreißbar. Im Gegensatz dazu weisen die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 alle eine gute bis hervorragende Zerreißbarkeit sowohl in Maschinen-Querrichtung als auch in Maschinenrichtung auf. Obwohl sogar nichtgewebte Bahnmaterial von Vergleichsbeispiel 30 eine ausreichende Zerreißbarkeit sowohl Maschinen-Querrichtung als auch in Maschinenrichtung aufweist, weist es auch einen Hand-Meßwert von 670 g auf, der es so steif macht, daß es nicht als schmiegsames Bahnmaterial verwendet werden kann. Auf vergleichbare Weise weisen die Materialien der Vergleichsbeispiele 24, 25, 29, 32 und 34 ebenfalls Hand-Werte auf, die diejenigen, die für die nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, übersteigen. Im Gegensatz dazu weisen die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 alle Hand-Werte von 105 - 135 g auf.

BEISPIELE 35 - 42 UND VERGLEICHSBEISPIELE 43 - 52

Für die als Beispiel dienenden Bänder 35 - 42 bzw. die als Vergleichsbeispiele dienenden Bänder 43 - 52 wurden die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 bzw. der Vergleichsbeispiele 9 - 18 als Rückschicht-Materialien für die Bandkonstruktionen verwendet (siehe Tabelle 1 und 3). Nach der Prägemusterung, dem Auftragen des chemischen Bindemittels und des LAB (gemäß U.S.-Patent Nr. 4 973 513) und dem Trocknen dieser Materialien wurde ein Latex mit einem hohen Feststoffgehalt, ein Haftkleber (PSA) auf der Grundlage von Acrylat (d.h. Beispiel 5 der gleichzeitig anhängigen und mit eingereichten Patentanmeldung mit der Anwalts-Vorgangsnummer 48167USA6A) gemäß der im U.S.-Patent Nr. 3 121 021 dargestellten Verfahren auf die nicht mit LAB beschichtete Seite der nichtgewebten Rückschicht aufgetragen.
Verschiedene mechanische und Zerreiß-Eigenschaften der Bänder der Beispiele 35 - 42 und der Vergleichsbeispiele 43 - 52 wurden nach den hier beschriebenen Testmethoden bestimmt. Insbesondere sind die Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD-TROCKENDEHNUNG) und die Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung in den untenstehenden Tabellen 9 und 10 angegeben. Darüber hinaus ist in den Tabellen 9 und 10 auch das Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen- Querrichtung (MD : CD), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN) und der Hand-Wert der als Beispiele und Vergleichsbeispiele dienenden, die Band-Rückschichten umfassenden nichtgewebten Bahnmaterialien aufgeführt (siehe die Tabellen 2 und 4). Die für diese Eigenschaften aufgeführten Werte bleiben im wesentlichen unverändert, wenn ein Haftkleber auf die hier beschriebenen, als Beispiele und Vergleichsbeispiele dienenden nichtgewebten Bahnmaterialien aufgetragen wird. Tabelle 9 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Beispiele 35 - 42. Tabelle 10 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Vergleichsbeispiele 43 - 52.

BEISPIELE 53 - 56 UND VERGLEICHSBEISPIELE 57 - 68

Für die als Beispiel dienenden Bänder 53 - 56 bzw. die als Vergleichsbeispiele dienenden Bänder 57 - 68 wurden die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 19 - 22 bzw. der Vergleichsbeispiele 23 - 34 als Rückschicht-Materialien für die Bandkonstruktionen verwendet (siehe Tabelle 5 und 7). Für diese als Beispiele und Vergleichsbeispiele dienenden Bänder wurden dieselben LAB- und PSA-Klebebeschichtungen verwendet, die hier für die Beispiele 35 - 42 und die Vergleichsbeispiele 43 - 52 beschrieben wurden.
Verschiedene mechanische und Zerreiß-Eigenschaften der Bänder der Beispiele 53 - 56 und der Vergleichsbeispiele 57 - 68 wurden nach den hier beschriebenen Testmethoden bestimmt. Insbesondere sind die Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD-TROCKENDEHNUNG) und die Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung als auch in Maschinen-Querrichtung in den untenstehenden Tabellen 11 und 12 angegeben. Darüber hinaus ist in den Tabellen 11 und 12 auch das Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen- Querrichtung (MD : CD), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN) und der Hand-Wert der als Beispiele und Vergleichsbeispiele dienenden, die Band-Rückschichten umfassenden nichtgewebten Bahnmaterialien aufgeführt (siehe die Tabellen 6 und 8). Wie in den Beispielen 35 - 42 und den Vergleichsbeispielen 43 - 52 festgestellt wurde, bleiben diese Werte zwischen den nichtgewebten Bahnmaterialien und den resultierenden, mit einem Haftkleber beschichteten Bändern im wesentlichen unverändert. Tabelle 11 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Naschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Beispiele 53 - 56. Tabelle 12 Verhältnis von der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der in Maschinen-Querrichtung (MD : CD), Trocken-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-TROCKENREISSEN), die Naß-Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (MD-NASSREISSEN), prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung (MD), Hand-Wert und Zerreißmerkmale sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinen-Querrichtung (CD) der Vergleichsbeispiele 57 - 68.
nb = für diese als Vergleichsbeispiele dienenden Materialien wurden die Parameterwerte nicht bestimmt.
Die in den Tabellen 9 - 12 aufgeführten Werte zeigen, daß das Auftragen einer Haftkleber-Beschichtung auf die nichtgewebten Bahnmaterialien der Beispiele 1 - 8 und 19 - 22 und der Vergleichsbeispiele 9 - 18 und 23 - 34 auf keine signifikante Weise die für diese Materialien angegebenen Eigenschaften verändert. In dieser Hinsicht treffen alle zuvor diskutierten Vorteile der nichtgewebten Bahnmaterialien der vorliegenden Erfindung gleich gut für die daraus gebildeten Bänder zu. Somit weisen die Klebstoffbänder der vorliegenden Erfindung wesentlich höhere Trocken- und Naß-Zugfestigkeiten (siehe Tabelle 9 und 11) als die Rayon enthaltenden Bänder der Vergleichsbeispiele 43 - 47 und 57 - 60 (Tabellen 10 und 12) auf. Diese Beispiele sind darüber hinaus in Maschinen-Querrichtung und in Maschinenrichtung mit den Händen zerreißbar, während die der als Vergleichsbeispiele dienenden Bänder 48 - 52, 61 - 63 und 65 - 67 dies nicht sind. Weiterhin weisen diejenigen Vergleichs-Bänder, die eine ausreichende Zerreißbarkeit aufweisen, auch hohe Hand-Werte auf, die außerhalb derjenigen liegen, die durch die Bänder der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Obwohl nach den Patentgesetzen die Beschreibung der bevorzugten Gewichtsteile, Verarbeitungsbedingungen und Verwendungen der Produkte angegeben wurde, ist der Rahmen der Erfindung nicht darauf oder dadurch eingeschränkt. Verschiedene Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung sind den Fachleuten offensichtlich, ohne daß sie vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abweichen. Die in dieser Anmeldung beschnebenen Beispiele veranschaulichen die Möglichkeiten zur Variation der Art, Menge und dem Verhältnis der Faserzusammensetzung sowie der Prägemusterungs-Bedingungen zum Erreichen von Eigenschaften für bestimmte Zwecke.

Claims

1. Nichtgewebtes Bahnmaterial, umfassend ein Wirrfaservlies aus gespannten, unzerbrechlichen Stapelfasern und Bindefasern, wobei die Faserbahn prägegemustert ist, so daß sie in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar ist, und mit einem chemischen Bindemittel, einer physikalischen Verschlingung oder einer Kombination davon gleichmäßig gebunden ist und wobei das nichtgewebte Bahnmaterial weiterhin eine Hand-Messung von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von etwa 20 cm aufweist.

2. Nichtgewebtes Bahnmaterial nach Anspruch 1, wobei die gespannten, unzerbrechlichen Stapelfasern aus der aus Polycarbonat-Stapelfasern, Polysulfon-Stapelfasern, Polyester-Stapelfasern, Polyamid-Stapelfasern, Polyolefin- Stapelfasern, Polyacrylat-Stapelfasern und deren Kombinationen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.

3. Nichtgewebtes Bahnmaterial nach Anspruch 1, wobei die Bindefasern thermoplastische Bindefasern umfassen, die dazu in der Lage sind, mit den gespannten, unzerbrechlichen Stapelfasern schmelzzubinden, ohne daß die gespannten unzerbrechlichen Stapelfasern brechen oder wesentlich geschwächt werden und wobei die Bindefasern einen Feinheitsgrad von 0,5 bis 6 Denier aufweisen.

4. Nichtgewebtes Bahnmaterial nach Anspruch 1, wobei die gespannten, unzerbrechlichen Stapelfasern etwa 90 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% des Gesamtgewichts der Fasern, umfassend die faserige Rückschicht, umfassen und die Bindefasern etwa 40 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Fasern, umfassend die faserige Rückschicht, umfassen.

5. Nichtgewebtes Bahnmaterial nach Anspruch 1, wobei die gespannten, unzerbrechlichen Stapelfasern Polyester- Stapelfasern mit etwa 0,75 Denier bis etwa 1,25 Denier umfassen, die Bindefasern thermoplastische Bindefasern mit etwa 1,5 Denier bis etwa 2,5 Denier umfassen und das Gewichtsverhältnis zwischen den gespannten, unzerbrechilchen Stapelfasern zu Bindefasern in der Faserbahn etwa 4 : 1 bis etwa 2 : 1 beträgt.

6. Nichtgewebtes Bahnmaterial nach Anspruch 1, wobei die Faserbahn mit einem quadratischen Muster oder einem linearen Muster in Maschinen-Querrichtung prägegemustert ist.

7. Druckempfindliches Klebeband, umfassend eine nichtgewebte Rückschicht mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche, wobei auf der ersten Oberfläche der nichtgewebten Rückschicht ein druckempfindlicher Klebstoff aufgetragen ist, wobei die nichtgewebte Rückschicht gespannte, unzerbrechliche Stapelfasern und Bindefasern umfaßt, die unregelmäßig miteinander verschlungen sind, wodurch eine Faserbahn gebildet wird, wobei die Faserbahn druckgeprägt ist, so daß sie in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerreißbar ist und mit einem chemischen Bindemittel, einer physikalischen Verschlingung oder einer Kombination davon gleichmäßig gebunden ist und wobei das Klebeband weiterhin eine Hand-Messung von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von etwa 20 cm aufweist.

8. Druckempfindliches Klebeband nach Anspruch 7, wobei der druckempfindliche Klebstoff einen druckempfindlichen Klebstoff aus Latex mit einem hohen Feststoffgehalt umfaßt, der ein polymerisierbares Tensid und ein hydrophobes Polymer mit einer geringen Molmasse umfaßt.

9. Verfahren zur Herstellung eines nichtgewebten Bahnmaterials, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte des:

(a) Bildens einer unregelmäßig verschlungenen Faserbahn aus gespannten, unzerbrechlichen Stapelfasern und Bindefasern;

(b) Druckprägens der Faserbahn; und

(c) gleichmäßigen Bindens der Fasern mit einem chemischen Bindemittel, wodurch ein nichtgewebtes Bahnmaterial gebildet wird, wobei das nichtgewebte Bahnmaterial eine Hand-Messung von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von 20 cm aufweist und in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerrissen werden kann.

10. Verfahren zur Herstellung eines nichtgewebten Bahnmaterials, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte des:

(b) Bindens der Faserbahn durch eine physikalische Verschlingung, wodurch ein nichtgewebtes Bahnmaterial gebildet wird;

(c) Druckprägens der Faserbahn; wobei das nichtgewebte Bahnmaterial eine Hand-Messung von weniger als 250 g für eine quadratische Bahn von 20 cm aufweist und in Maschinen-Querrichtung leicht mit den Händen zerrissen werden kann.

11. Verfahren zur Herstellung eines nichtgewebten Bahnmaterials nach Anspruch 9 oder 101 wobei der Schritt des Druckprägens das Prägen eines quadratischen Musters oder eines linearen Musters in Maschinen-Querrichtung auf die Faserbahn umfaßt.