DE69419467T2

DE69419467T2 - Textile Sperrelementerzeugnisse, Sperrelemente und solche Elemente enthaltende Schutzartikel

Info

Publication number: DE69419467T2
Application number: DE69419467T
Authority: DE
Inventors: Walter J. Freeman; Rakesh Kumar Gupta; James H. Harrington; Richard Jean Legare; Thomas L. Smith; Andriene W. Williams
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Fibervisions Lp (a Delaware LP
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1994-08-17
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2014-08-18
Also published as: SG48732A1; JPH07145541A; DK0640329T3; CN1116086A; BR9403302A; EP0640329A1; DE69419467D1; EP0640329B1; CA2130586C; FI943804A; FI943804A0; CA2130586A1; IL110602A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Sperrelementgewebe und aus solchen Geweben hergestellte Sperrelemente ebenso wie die Herstellung dieser Gewebe und Sperrelemente sowie diese enthaltende Schutzartikel.
Verschiedene Konfigurationen für Abfalleinschließungskleidungen und Sperrmanschetten sind im Stand der Technik bekannt. Ferner sind verschiedene Fasern, Gewebe und Appreturen - z. B. hydrophobe Fasern, Gewebe und Appreturen - ebenfalls bekannt.
US-A-4 657 539 und US-A-4 816 025 offenbaren beiden Abfalleinschließungssperrmanschetten, die aus verschiedenen Materialien hergestellt werden können, einschließlich Polypropylen. US-A-4 657 539 offenbart ferner Hosenbünde aus einem Material mit einer Flächenmasse von ca. 30 bis ca. 150 g pro Quadratmeter ("grams per square meter", gsm), hergestellt aus Filamenten mit einem Denier von ca. 6 bis ca. 15, und spezifiziert ein Beimanschettenelement mit einer Basismasse von ca. 65 g pro Quadratyard ("grams per square yard", gsy) oder 77,7 gsm. Hier kann die Einheit gm&supmin;² oder g/m² als "gsm" dargestellt werden, wie es auf diesem Gebiet üblich ist.
US-A-4 816 025 bezieht sich auf die darin offenbarten Sperrmanschetten als bevorzugt hydrophob und besonders bevorzugt flüssigkeitsundurchlässig und dafür auf eine auf im Stand der Technik wohlbekannte Weise ausgerüstet - wie selektives Behandeln der Sperrmanschetten, Nicht-Behandeln der Sperrmanschetten oder Befestigen eines separaten Materials an den Sperrmanschetten.
EP-A-0 486 158 gibt an, daß ein besonders mühseliges technisches Problem auftritt, wenn ein hohes Maß an Hydrophobie auf Manschetten oder Rändern in einer Windel oder einem ähnlichen Produkt erwünscht ist, das aus Polyolefinhaltigem Stapel hergestellt wird. Das Problem soll aus unbehandelten Fasern herrühren, die während der Verarbeitung nicht bearbeitbar werden, während verschiedene Appreturen die Faser bearbeitbar machen, aber sie in ungeeigneter Weise hydrophil machen. Die Verwendung einer Faserbehandlung, die als Teil der Behandlungskomponenten die Anwendung eines neutralisierten Phosphorsäureesters als Antistatikmittel beinhaltet, soll die Faser ohne übermäßigen Verlust an Hydrophobie verarbeitbar machen. Genannt werden Polyolefin- Faserstoffbahnen aus Fasern, die ca. 40 dpf (44,4 dTex) nicht überschreiten und bevorzugt ca. 0,1 bis 40 dpf (0,11 bis 44,4 dTex) aufweisen; aus 2,0 bis 2,54 dpf (2,2 bis 2,794 dTex) Filamenten hergestellter Stapel wird speziell offenbart. Das Abdeckmaterial soll im Gewicht von ca. 10 bis 45 g/yd² (12 bis 54 gsm) oder höher variieren.
CA-A-2 089 401 betrifft das Ziel hydrophober Fasern für Polyolefin-Vliesgewebe in Anwendungen wie Windel- Beinmanschetten und Hosenbünden. Ebenfalls wird darin eine Faser mit einer Appretur offenbart, die eine Antistatikzusammensetzung umfaßt, und die in der Appretur einen hydrostatischen Kopfwert von wenigstens 102 mm aufweist; die Faser ist ferner als bevorzugt mit 0,1 bis 40 dpf (0,1 bis 4,44 dTex) gekennzeichnet, besonders bevorzugt ca. 1 bis 6 dpf (1, 1 bis 6,6 dTex) und am meisten bevorzugt ca. 1,8 bis 3 dpf (2 bis 3,3 dTex). Aus der Faser gebildetes Gewebe soll eine bevorzugte Flächenmasse von ca. 10 bis 60 gsy (12 bis 72 gsm) besitzen; besonders bevorzugt 10 bis 30 (10 bis 35 gsm) und am meisten bevorzugt 10 bis 25 gsy (12 bis 30 gsm). Fasern mit 1 bis 6 dpf (1,1 bis 6,6 dTex) sollen bevorzugt sein, und Fasern mit 1,8 bis 3 dpf (2 bis 3,3 dTex) sollen am meisten bevorzugt sein zur Verwendung in hydrophoben Geweben, die als Beinmanschetten und Hosenbünde für Windeln nützlich sind.
US-A-4 938 832 offenbart ein Verfahren zum Überführen hydrophober Polyolefin-Fasern in einen Zustand zum Schneiden, Kardieren und zur Herstellung von Vliesgewebe ohne wesentliche Einbuße der hydrophoben Eigenschaften im entsprechenden Vlies, indem die Faser einer Behandlung unterzogen wird, die - wie bezüglich EP-A-0 486 158 diskutiert - die Anwendung eines neutralisierten Phosphorsäureesters als Antistatikmittel beinhaltet.
EP-A-0 516 412 offenbart die Behandlung der Oberfläche hydrophober Polyolefin-Fasern - zur Verbesserung ihrer Schmierfähigkeit und Antistatikeigenschaften und zur Erleichterung ihrer Verarbeitung zu hydrophoben Vliesartikeln - durch Anwendung eines spezifizierten Polyols oder Polyol-Derivats und eines neutralisierten Phosphorsäureesters.
US-A-3 983 272 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung der Schmierfähigkeit und Antistatikeigenschaften von organischen Fasern, welches die Beschichtung der Fasern mit einer Zusammensetzung umfaßt, die ein Poly(diorganosiloxan), eine Phosphor-Verbindung, die den Fasern Antistatikeigenschaften verleihen kann, und, falls gewünscht, Paraffinwachse enthält.
GB-A-828 735 offenbart ein Verfahren zum Gleitendmachen hydrophober Filamente, die aus synthetischen linearen Kohlenwasserstoff-Polymeren hergestellt sind, insbesondere Polypropylen, die einen Hauptanteil des Polymers in isotaktischer Form enthalten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Filamente mit einer wäßrigen Lösung wenigstens einer polymeren Substanz in Kontakt gebracht werden, die Oxyalkylen-Wiederholeinheiten enthält.
Es wurde gefunden, daß filmlose hydrophobe Gewebe, die kardierbare hydrophobe Polyolefin-Fasern umfassen, eine besondere Nützlichkeit für Sperrelemente für Schutzartikel besitzen. Sperrelemente, denen somit Filme fehlen, sind durch verschiedene Vorteile gekennzeichnet.
Z. B. ist es in vielen Fällen bevorzugt, daß der Schutzartikel ein textiles stoffartiges Gefühl anstelle eines "filmartigen" Gefühls besitzt. Dies stimmt für Schutzkleidungen, einschließlich Abfalleinschließungsartikeln und insbesondere Windeln. Die filmlosen Sperrelemente der Erfindung sind gekennzeichnet durch ein stoffartiges, weicheres, besseres Gefühl als es durch die beschichteten Elemente des Standes der Technik bereitgestellt wird; insbesondere ist das Gefühl um so weicher, je niedriger der Denier der Faser ist, aus der das Sperrelement der Erfindung hergestellt wird.
Darüber hinaus erspart die Auslassung des Films Kosten und Zeit. Kapitalkosten werden gesenkt und Energie wird eingespart, während Material gleichsam gespart wird, das für den Film erforderlich gewesen wäre, und der Abfall wird entsprechend verringert. Zusätzlich wird ein vollständiger Schritt bei der Verarbeitung gespart, und mögliche Fehler aus der Aufbringung des Films werden vermieden.
Zusätzlich noch stellt die Verwendung eines niedrigeren Faser-Deniers oder die Verwendung von Fasern mit unterschiedlichen Deniers, wobei wenigstens einer der Deniers ein niedrigerer Denier ist, Vorteile in den Sperrelementgeweben der Erfindung bereit. Es wurde gefunden, daß der angegebene niedrigere oder gemischte/niedrigere Faser-Denier die Porengröße herabsenkt, wenn die Fasermasse konstant gehalten wird und die Einheitlichkeit wenigstens vergleichbar bleibt, während der hydrostatische Kopfwert der Sperrelementgewebe der Erfindung erhöht wird und ebenfalls die mittleren Gewebezugeigenschaften erhöht werden. Ferner erhöht die Verwendung eines solchen niedrigeren oder gemischten/niedrigeren Faser-Deniers ebenfalls die Gewebeeinheitlichkeit.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Schutzartikel ein filmloses hydrophobes Sperrelement. Dieses Sperrelement umfaßt ein Vliesgewebe, und das Gewebe umfaßt kardierte und bondierte hydrophobe Polyolefin-Stapelfasern.
In einem ersten Aspekt der Erfindung hat das Sperrelementgewebe eine Flächenmasse von wenigstens ca. 10 gsy (12 gsm), und im wesentlichen haben alle Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 (2,2 dTex). In einem zweiten Aspekt der Erfindung hat das Gewebe einen hydrostatischen Kopfwert mit Wasser von wenigstens ca. 60 mm, und wenigstens ca. 10 Gew.-% der Stapelfasern haben einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 (2,2 dTex). In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen hat das Gewebe eine mittlere Porengröße von nicht mehr als ca. 52 um.
Bevorzugt ist das angegebene Polyolefin der Fasern Polypropylen. Ebenfalls ist der Schutzartikel der Erfindung vorzugsweise ein Abfalleinschließungsartikel (Abfallzurückhalteartikel), und das Sperrelement umfaßt wenigstens ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Beinmanschetten und flüssigkeitsundurchlässigen Verstärkungskomponenten besteht. Besonders bevorzugte. Abfalleinschließungsartikel der Erfindung sind Windeln, worin die Barriereelemente als ein oder mehrere Hosenbünde, Beinmanschetten und solche Verstärkungskomponenten oder -bögen bereitgestellt sind.
Der hier in Verbindung mit den Sperrelementen und -geweben der Erfindung verwendete Begriff "filmlos" bezeichnet die Abwesenheit einer Laminierungs- oder einer Überzugsschicht - wie eines Kunststoffilms -, der die Sperrelemente und -gewebe bedeckt. In dieser Hinsicht schließen solche Filme und Schichten diejenigen ein, die durch Extrusionsbeschichtung des Films oder Überzugsmaterials auf das Gewebe erhalten werden durch solche Mittel wie Hot Melt- Extrusion - worin das Beschichtungsmaterial dem Gewebe in fluider Form zur Verfestigung im angegebenen Film oder der Schicht zugeführt werden kann.
Jedoch schließt "filmlos" nicht die Gegenwart mehrerer Gewebe aus, wie zwei oder mehr Gewebe, die als Mehrfachschichten vorliegen. Ferner erfordert "filmlos" nicht das Fehlen einer Oberflächenbehandlung oder zieht dieses nach sich - wie z. B. die Aufbringung einer Appretur - auf die Manschetten und Gewebe der Erfindung und/oder auf die Fasern, die diese Manschetten und Gewebe umfassen. Entsprechend schließen die filmlosen Manschetten und Gewebe der Erfindung und die Fasern, aus denen diese Manschetten und Gewebe hergestellt werden, diejenigen ein, die Gegenstand einer solchen Oberflächenbehandlung waren. Z. B. schließen in Übereinstimmung mit dieser Diskussion die Fasern und Gewebe der Erfindung diejenigen ein, die eine hydrophobe Appretur umfassen oder damit behandelt wurden - insbesondere eine hydrophobe Antistatikappretur.
Die Diskussion der Porengröße soll hier als Bezugnahme auf den mittleren Porenradius verstanden werden.
Ferner wird die hier diskutierte Gewebeporengröße gemäß dem Verfahren bestimmt, wie es angegeben ist in "Automated Determination of Pore Volume Distributions and Related Properties", Textile Research Institute (TRI) Notes on Research, Herausgeber Dr. H. G. Heilweil, Artikel Nr. 464, September 1992, welches hier in seiner Gesamtheit als Literaturverweis eingeführt wird. Messungen können unter Verwendung der TRI-Benetzbarkeitsvorrichtung oder des gravimetrischen Absorptionssystems (GATS) durchgeführt werden.
In diesem Verfahren beinhaltet die Messung der Porengrößenverteilung das vollständige Ausfüllen der Leerräume eines Gewebes mit einer Flüssigkeit, die einen niedrigen Ablaufkontaktwinkel liefert. Die gesamte Flüssigkeitsvolumenaufnahme wird dann für das gefüllte Gewebe bestimmt, und ein schrittweiser Druckgradient wird daran angelegt, indem die Benetzungskammer erhöht wird.
Die Flüssigkeit läuft nur aus den Leerräumen ab, die größer sind als die kritische Porengröße (R) bei einer gegebenen Differenz im angelegten Druck (ΔP). Dieses Ergebnis wird durch die LaPlace-Gleichung ausgedrückt, die wie folgt lautet:
R = (2γcosθ)/(ΔP)
worin γ die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist und θ der Ablaufkontaktwinkel.
In Übereinstimmung mit dem vorhergehenden kann die Gewebeporengröße aus der Dichte des Gewebes und dem Denier der Fasern berechnet werden (oder den Deniers, wenn Fasern oder verschiedene Deniers verwendet werden und die relativen Anteile der unterschiedlichen Denier-Fäsern bekannt sind), die das Gewebe umfaßt - gemäß dem Verfahren, das offenbart wird in Cohen "A Wet Pore-Size Model for Coverstock Fabrics", Hercules Incorporated, INDA Book of Papers, Baltimore, MD (1990). Unter Verwendung des durch dieses Verfahren erzeugten Modells, das ebenfalls das GATS wie hier erörtert einsetzt, können verschiedene Kombinationen von Faserdichte und Faser- Denier zum Bereitstellen einer gewünschten Porengröße bestimmt werden.
Bevorzugt sind die Fasern Stapelfasern, und sie haben bevorzugt eine Länge von ca. 1 bis 6 Zoll (25 bis 152 mm), besonders bevorzugt ca. 1 bis 3 Zoll (25 bis 76 mm), und noch mehr bevorzugt ca. 1 1/4 bis 2 Zoll (31,8 bis 51 mm).
Ebenfalls vorzugsweise umfassen die Fasern, bestehen im wesentlichen aus oder bestehen aus Polyolefin-Fasern. Unter denjenigen Polyolefinen, die verwendet werden können, sind Homopolymere und Copolymere. In diesem Zusammenhang werden die Copolymere dahingehend verstanden, daß sie sowohl diejenigen Polymere einschließen, die zwei verschiedene Monomer-Einheiten beinhalten, als auch solche Polymere, die drei oder mehr verschiedene Monomer-Einheiten beinhalten, z. B. Terpolymere etc.
Es ist ferner selbstverständlich, daß ein Verweis auf ein Polymer aus einer besonderen Monomer-Einheit - z. B. ein Verweis auf ein besonderes Polyolefin - die Gegenwart noch einer oder mehrerer zusätzlicher Komponenten zusätzlich zum genannten Monomer umfaßt. Z. B. umfaßt Polypropylen häufig bis zu ca. 10 Gew.-% eines oder mehrerer anderer Monomer- Einheiten - insbesondere Olefin-Einheiten - wie Ethylen, Buten, etc.
Ob ein solches zusätzliches Material tatsächlich vorhanden ist, und die Mengen davon, können eine Frage des beabsichtigten Aufbaus für einen angegebenen Zweck oder Zwecke sein - z. B. eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften der schließlich erhaltenen Faser oder des Filaments. Ferner können die Gegenwart und Mengen eines solchen zusätzlichen Materials von zufälligen Umständen abhängen - z. B. der Reinheit dessen, was zur Verwendung vorhanden ist.
Polyolefine der Erfindung schließen kristalline Polyolefine ein. Beispiele für Homopolymere, die verwendet werden können, sind diejenigen aus Propylen, Ethylen, Buten und Penten. Copolymere der Erfindung sind diejenigen, die einen oder mehrere Vertreter des angegebenen Propylens, Ethylens, Butens und Pentens als Comonomere einschließen; für solche Copolymere schließen weitere, als Comonomere geeignete Olefine die auf dem Gebiet bekannten ein, wie 1-Buten, 2-Buten, Isobutylen, Hexen, Hepten, Octen, 2-Methylpropen-1, 3-Methylbuten-1, 4-Methylpenten-1, 4-Methylhexen-1, 5- Methylhexen-1, Bicyclo-(2,2,1)-2-hepten, Styrol und Methylstyrol. Die Copolymere sind in den auf dem Gebiet bekannten Mengen eingeschlossen.
Ein einzelnes Polyolefin oder zwei oder mehrere Polyolefine können in allen relativen Mengen eingesetzt werden, die zum Erhalt eines Produkts geeignet sind, das durch die für einen besonderen Zweck gewünschten Eigenschaften gekennzeichnet ist. Eines oder mehrere andere Polymere können zusammen mit dem einen oder den mehreren Polyolefinen eingesetzt werden.
Bevorzugte Polyolefine sind diejenigen Polypropylene (PP) und Polyethylene (PE), einschließlich von Polyethylenen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylenen hoher Dichte (HDPE) und linearen Polyethylenen niedriger Dichte (LLDPE), die für die kardierbaren hydrophoben Fasern der Erfindung geeignet sind. Weiter bevorzugte Polyolefine unter den Copolymeren sind diejenigen Ethylen-Propylen-Copolymere, einschließlich von Blockcopolymeren aus Ethylen und Propylen und statistischen Copolymeren aus Ethylen und Propylen, die gleichsam geeignet sind.
Die Fasern der Erfindung können in Monokomponenten- Konfigurationen, Multikomponenten- (z. B. Bikomponenten-) Konfigurationen einschließlich herkömmlicher Hülle/Kern- und Seite-an-Seite-Multikomponenten-Konfigurationen, und Multikonstituenten-(z. B. Bikonstituenten-)-Konfigurationen bereitgestellt werden. Wenn Mehrfachpolymere (einschließlich der angegebenen einen oder mehreren Polyolefine) vorliegen, können alle geeigneten Kombinationen der Polymere eingesetzt werden, einschließlich der Multikomponenten- und Multikonstituenten-Konfigurationen. Die Typen und Anteile der eingesetzten Polymere können leicht durch den Durchschnittsfachmann ohne übermäßiges Experimentieren bestimmt werden.
Besondere geeignete hydrophobe Polyolefin-Fasern schließen Polyethylen-, Polypropylen-, Polyethylen/Polypropylen- Bikomponentenfasern, Polyethylen/Polyester- Bikomponentenfasern, Polyethylen/Polypropylen-Legierungen, Polypropylen/Polyethylen-Bikonstituenten-Fasern, Polyethylen/Polypropylen-Polyethylen-Copolymer- Bikonstituenten-Fasern und jede Kombination aus diesen Fasern ein. Die bevorzugten hydrophoben Fasern sind Polypropylen- Fasern.
Handelsübliche Polypropylene, die verwendet werden können, schließen Himont 20 MFR, 10 MFR und 12 MFR von Himont USA, Wilmington, DE, und Amoco 4 MFR und 9 MFR Pellets von Amoco Chemical Company, Chicago, IL, ein. Diese Polymere haben die unten angegebenen Eigenschaften.
1 ASTM D792
2 ASTM 1238; 230ºC
Bevorzugte Fasern und Verfahren zu ihrer Herstellung schließen diejenigen ein, die offenbart werden in den kanadischen Patentanmeldungen Nrn. 2 120 103, 2 120 104 und 2 120 105, in den europäischen Patentanmeldungen Nrn. 0 486 158, 0 516 412, 0 557 024 und 0 552 013 und in den US- Patenten Nrn. 4 938 832, 5 281 378 und 5 318 735.
Die Fasern können in jeder Konfiguration oder Kombination aus Konfigurationen bereitgestellt werden, die für den beabsichtigten Zweck der Erfindung geeignet sind. Unter denjenigen, die eingesetzt werden können, sind die angegebenen Multikonstituenten- und Multikomponenten- Konfigurationen und die kreisförmigen, rechteckigen, Profilstrang-, delta-, trilobalen und Diamantquerschnitt- Konfigurationen - ebenso wie zwei oder mehr daraus.
Bevorzugt sind die Fasern der Erfindung hydrophob und thermisch bondierbar. Ebenfalls sind die Fasern der Erfindung bevorzugt kardierbar - bevorzugt in kommerziellen Graden -, so daß sie zur Herstellung von Geweben daraus geeignet sind - insbesondere Vliesgeweben der Erfindung.
Ein Mittel, um die Fasern der Erfindung kardierbar zu machen, während die Hydrophobie geliefert oder beibehalten wird, ist durch Behandlung dieser Fasern mit einer oder mehreren geeigneten hydrophoben Appreturen - insbesondere geeigneten hydrophoben Antistatikappreturen -, deren Aufbringung auf die Fasern darin resultieren wird, daß die Fasern durch die angegebene Kardierbarkeit und Hydrophobie gekennzeichnet sind. Die erforderlichen Appretur-Zusammensetzungen können auf die Fasern und Gewebe zum geeigneten Zeitpunkt während ihrer Herstellung aufgebracht werden - z. B., in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Diskussion, vor, während oder nach einer oder mehreren der Extrusions-, Zieh- und Kräuselstufen der Faserherstellung.
Angemessene Appreturen und Behandlungen zur Aufbringung solcher Appreturen schließen diejenigen ein, die in den europäischen Patentanmeldungen Nrn. 0 486 158, 0 557 024 und 0 516 412 und in US-A-4 938 832 offenbart werden.
Entsprechend sind die Gewebe der Erfindung gleichsam bevorzugt hydrophob und ebenfalls bevorzugt ohne Dochtwirkung. Ferner besitzen die Gewebe der Erfindung besondere Nützlichkeit für Sperrelemente, speziell hydrophobe Sperrelemente für Schutzartikel. Insbesondere - ohne Aufbringen eines Films darauf, wie hier diskutiert - weisen sie eine besondere Nützlichkeit für entsprechend filmlose hydrophobe Sperrelemente für Schutzartikel auf.
In den Schutzartikeln der Erfindung eingeschlossen sind Sperrschutzkleidungen, die Hemden, Hosen, Jacken, Kittel, und speziell Krankenhaus- und Chirurgiehauben, Roben und Putzkleidung ebenso wie Bögen, chirurgische Tischabdeckungen und Abdeckungen für Beistelltischchen, Industriekleidungen etc. einschließen. Bevorzugte Schutzartikel der Erfindung sind Hygieneprodukte z. B. Abfalleinschließungsartikel; geeignete Abfalleinschließungsartikel schließen Windeln - insbesondere Wegwerfwindeln (einschließlich Erwachsenenwindeln) - und sanitäre Schutzartikel ein, wie Menstruationsvorrichtungen, Inkontinenzbinden und dgl.
Die Sperrelemente der Erfindung sind Elemente zur Verlangsamung, Inhibierung oder Verhinderung des Durchgangs von Materialien - wie Flüssigkeiten und Abfälle - hindurch oder entlang. Geeignete Sperrelemente schließen Ränder, Sperrmanschetten und Verstärkungen ein, insbesondere Hosenbünde und Beinmanschetten.
In Übereinstimmung mit dem Vorhergehenden sind besonders bevorzugte Schutzartikel der Erfindung Abfalleinschließungsartikel, und entsprechend besonders bevorzugte Sperrelemente dafür sind Sperrmanschetten - speziell Beinmanschetten und Hosenbünde - und Verstärkungen - speziell flüssigkeitsundurchlässige Verstärkungskomponenten.
Abfalleinschließungsartikel, einschließlich derjenigen der Erfindung, schließen im allgemeinen eine flüssigkeitsundurchlässige Verstärkungskomponente, eine Körperkontaktoberfläche (die durch ein Gewebe vom Vlies-Typ oder ein Abdeckmaterial definiert sein kann) und eine Flüssigkeits-adsorbierende Komponente ein (d. h. Kernkomponenten, wie sie im Stand der Technik wohlbekannt sind).
Die Flüssigkeits-adsorbierende Komponente ist bevorzugt eine Kernkomponente, die sich zwischen der Körperkontaktoberfläche und der flüssigkeitsundurchlässigen Verstärkungskomponente befindet. Ebenfalls vorzugsweise umfaßt die Flüssigkeitsadsorbierende Komponente eine oder mehrere Schichten aus verpreßtem absorbierendem Material, wie Zellstoff, Reyon, Gaze, Gewebe oder dgl. - und in manchen Fällen synthetisches hydrophiles Material, wie Superabsorberpulver.
Der Schutzartikel der Erfindung umfaßt ein filmloses hydrophobes Sperrelement, welches wiederum ein Vliesgewebe umfaßt. Dieses Gewebe besteht bevorzugt aus kardierten und bondierten hydrophoben Polyolefin-Stapelfasern.
Das Sperrelementgewebe kann eine Einzelfaserschicht oder eine Bahn sein. Alternativ, wie hier diskutiert, kann dieses Gewebe aus zwei oder mehr Schichten oder Bahnen aus Fasern hergestellt werden.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Schutzartikels der Erfindung haben alle oder im wesentlichen alle der Stapelfasern des Schutzelement-Vliesgewebes einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 (2,0 dpf = 2,2 dTex).
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Schutzartikels der Erfindung haben wenigstens ca. 10 Gew.-% der Stapelfasern des Sperrelement-Vliesgewebes einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 (ca. 2,2 dTex) - besonders bevorzugt wenigstens ca. 20%, weiter bevorzugt wenigstens ca. 30%, noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 40%, noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 50%, noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 60%, noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 70% und noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 80%.
In einer dritten bevorzugten Ausführungsform des Schutzartikels der Erfindung hat das Sperrelement-Vliesgewebe eine mittlere Porengröße von nicht mehr als ca. 52 um - besonders bevorzugt nicht mehr als ca. 51 um, noch mehr bevorzugt nicht mehr als ca. 50 um, noch mehr bevorzugt nicht mehr als ca. 43 um, noch mehr bevorzugt nicht mehr als ca. 41 um, noch mehr bevorzugt nicht mehr als ca. 30 um, noch mehr bevorzugt nicht mehr als ca. 20 um, und noch mehr bevorzugt nicht mehr als ca. 17 um. Als einen besonders bevorzugten Bereich hat das Sperrelementgewebe der Erfindung eine mittlere Porengröße von ca. 17 bis 52 um.
Wenn die Sperrelementgewebe durch die Merkmale von mehr als einer der angegebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen gekennzeichnet sind, können die Schutzartikel der Erfindung als Beispiele einer oder aller solcher Ausführungsformen betrachtet werden.
Insbesondere bezüglich der ersten und zweiten Ausführungsformen ist der angegebene dpf-Wert für die Stapelfaser des Sperrelementgewebes besonders bevorzugt ca. 1,9 oder weniger (2,1 dTex oder weniger). Noch mehr bevorzugt ist der angegeben dpf-Wert ca. 1,8 oder weniger (2,0 dTex oder weniger) und noch mehr bevorzugt ca. 1,7 oder weniger (1,89 dTex oder weniger); am meisten bevorzugt ist dieser dpf-Wert nicht mehr als ca. 1,6 oder weniger (1,78 dTex oder weniger). Ein entsprechender bevorzugter minimaler dpf-Wert in diesen Ausführungsformen ist wenigstens ca. 0,5 (0,55 dTex) - besonders bevorzugt wenigstens ca. 0,65 (0,72 dTex), noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 0,8 (0,88 dTex) und am meisten bevorzugt wenigstens ca. 1,0 (1,1 dTex).
Ebenfalls kann für die Sperrelementgewebe der Erfindung, einschließlich derjenigen sowohl der angegebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen, das Sperrelementgewebe Fasern mit 2 oder mehr verschiedenen dpf-Werten und in variierenden relativen Anteilen der verschiedenen dpf-Werte umfassen; dieser Einschluß von Fasern mit verschiedenen dpf- Werten ist besonders bevorzugt für die zweiten und dritten Ausführungsformen. Die angegebenen Einzelschicht- oder Bahnsperrelementgewebe der Erfindung, die somit durch Fasern mit verschiedenen dpf-Werten gekennzeichnet sind, schließen entsprechend solche Fasern mit verschiedenen dpf-Werten in dieser Einzelschicht ein.
Bezüglich der Beispiele von Fasern mit verschiedenen dpf- Werten kann das Sperrelementgewebe aus einer Kombination aus Stapelfasern hergestellt werden, worin ca. 10 bis 90 Gew.-% der Fasern einen dpf-Wert von ca. 0,5 bis 2,0 und ca. 10 bis 90 Gew.-% der Fasern einen dpf-Wert von ca. 2,2 bis 4,0 dpf besitzen. Insbesondere kann das Sperrelementgewebe hergestellt werden aus einer Kombination aus Stapelfasern, worin ca. 10 bis 90 Gew.-% der Fasern einen dpf-Wert von ca. 1,0 bis 1,8 und ca. 10 bis 90 Gew.-% der Fasern einen dpf- Wert von ca. 2,2 bis 4,0 dpf besitzen. Besondere Kombinationen, die geeignet sind, schließen diejenigen ein, worin die angegebenen Fasern mit niedrigerem Denier einen dpf-Wert aus einem aus 1,0 oder 1, 2 oder 1,4 oder 1,6 oder 1,8 haben (1,11 oder 1,33 oder 1,56 oder 1,78 oder 2,0 dTex), während der dpf-Wert der Fasern mit höherem Denier 2,2 ist (2,44 dTex). Entsprechende Kombinationen aus einer solchen Faser mit 1,0, 1,2, 1,4, 1,6 oder 1,8 dpf (1,11, 1,33, 1,56, 1,78 oder 2,0 dTex) mit einer Faser mit 3,0 dpf (3,33 dTex) sind ebenfalls geeignet.
Die Kombination von Fasern von 1,6 und 1,0 dpf (1,78 und 1,11 dTex) ist besonders bevorzugt.
Ebenfalls oder alternativ zum Umfassen von Fasern verschiedener dpf-Werte kann das Sperrelementgewebe der Erfindung - wiederum einschließlich derjenigen der angegebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen - Fasern aus zwei oder mehr verschiedenen Polymeren und/oder Polymermischungen oder Kombinationen einschließen - ebenfalls in verschiedenen Anteilen; z. B. können verschiedene relative Anteile von Polypropylen-Fasern und Polyethylen-Fasern eingesetzt werden. Die angegebenen Einzelschicht- oder Bahnsperrelementgewebe der Erfindung, die somit durch Fasern aus verschiedenen Polymeren und/oder Polymermischungen oder Kombinationen gekennzeichnet sind, schließen entsprechend solche Fasern verschiedener Zusammensetzung in dieser Einzelschicht ein.
Weiterhin können diese Gewebe bezüglich der Sperrelementgewebe der Erfindung - einschließlich derjenigen der angegebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsform - aus zwei oder mehr Schichten oder Bahnen aus Fasern bereitgestellt werden. In dieser Hinsicht sind Verbundgewebe, entsprechend hergestellt aus zwei oder mehr Schichten oder Bahnen aus Fasern, als Gewebe für die Sperrelemente der Erfindung geeignet.
Z. B. kann eine Mehrzahl von nicht-bondierten Bahnen aufeinandergestapelt werden, um ein Mehrfachschichtgewebe bereitzustellen, das dann bondiert wird - bevorzugt durch eine thermische Technik, wie hier diskutiert. Ein Verfahren zum Bereitstellen eines solchen Mehrfachschichtgewebes ist das aufeinanderfolgende Ablegen von kardierten Bahnen auf ein Fließband, wobei die so gestapelten Schichten dann miteinander bondiert werden.
Alternativ kann das Mehrfachschicht-Sperrelementgewebe hergestellt werden durch separates Bondieren der individuellen Schichten und anschließendes Bondieren der so zuvor bondierten Schichten in einem separaten späteren Schritt; hier ist ebenfalls das thermische Bondieren sowohl für den Anfangs- als für auch die späteren Schritte geeignet. Im Falle der angegebenen kardierten Bahnen kann jede individuell einem Bondierungsschritt unterzogen werden, wobei die resultierenden Schichten dann anschließend miteinander bondiert werden.
Für Sperrelementgewebe der Erfindung, die somit Mehrfachschichten umfassen, können eine oder mehrere der Schichten Fasern mit wenigstens zwei verschiedenen dpf-Werten einschließen. Zusätzlich oder alternativ können zwei oder mehr der angegebenen Mehrfachschichten jeweils Fasern mit verschiedenen dpf-Werten umfassen - d. h. die wenigstens zwei Schichten des Mehrfachschichtgewebes können eine erste Schicht mit Fasern mit einem ersten dpf-Wert und eine zweite Schicht mit Fasern mit einem zweiten, unterschiedlichen dpf- Wert einschließen. Z. B. kann bezüglich der hier diskutierten besonderen dpf-Wert-Kombinationen das Sperrelementgewebe zwei Schichten oder Bahnen aufweisen, wobei eines Fasern mit einem dpf-Wert von ca. 1,0 bis 1,8 (1,11 bis 2,0 dTex) und das andere Fasern mit einem dpf-Wert von ca. 2,2 bis 4,0 (2,44 bis 4,44 dTex) umfaßt.
Bevorzugte Mehrfachschicht-Sperrelementgewebe der Erfindung sind diejenigen, die im wesentlichen aus zwei Schichten bestehen, wobei jede Schicht aus Fasern mit unterschiedlichen dpf-Werten hergestellt wird.
Ebenfalls oder altervativ zu den Mehrfachschichten oder -bahnen, die Fasern mit verschiedenen dpf-Werten umfassen, können eine oder mehrere der Schichten oder Bahnen Fasern mit unterschiedlichen Polymeren und/oder Polymermischungen oder Kombinationen einschließen. Noch weiter zusätzlich oder alternativ können zwei oder mehr der Schichten oder Bahnen Fasern mit unterschiedlichen Polymeren und/oder Polymermischungen oder Kombinationen umfassen. Z. B. kann es zwei Schichten oder Bahnen geben, wobei die eine Polypropylen-Fasern und die andere Polyethylen-Fasern umfaßt.
Sperrelementgewebe der Erfindung, einschließlich derjenigen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen, sind bevorzugt gekennzeichnet durch eine Flächenmasse von wenigstens ca. 10 gsy (12 gsm) - besonders bevorzugt wenigstens ca. 15 gsy (18 gsm) und am meisten bevorzugt wenigstens ca. 18 gsy (21,6 gsm). Als einen bevorzugten Bereich weisen die Sperrelementgewebe der Erfindung eine Flächenmasse von ca. 10 bis 50 gsy (12 bis 60 gsm auf; wobei dieser Bereich besonders bevorzugt für die zweite Ausführungsform der Erfindung ist); ein besonders bevorzugter Bereich ist ca. 15 bis 30 gsy (18 bis 36 gsm), und der am meisten bevorzugte Bereich ist ca. 18 bis 23 gsy (21,6 bis 27,3 gsm).
Sperrelementgewebe der Erfindung, einschließlich derjenigen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen, sind bevorzugt gekennzeichnet durch eine Gewebedichte von ca. 0,01 bis 0,15 g/cm³. Ein besonders bevorzugter Bereich ist ca. 0,05 bis 0,15 g/cm³, und ein insbesondere bevorzugter Bereich ist ca. 0,07 bis 0,15 g/cm³.
Die Porengröße ist eine Eigenschaft, die die Wirksamkeit der hydrophoben Fasern und Sperrelemente der Erfindung in ihrer beabsichtigten Funktion beeinflußt - d. h. als Sperren gegen den Durchtritt von Feuchtigkeit. In dieser Hinsicht ist die Beständigkeit gegen Flüssigkeitsdurchdringung um so größer, je kleiner die Porengröße ist. Bevorzugt ist die Porengröße der Sperrelementgewebe der Erfindung derart, daß die Eigenschaft der "Atmungsfähigkeit" verliehen wird - speziell klein genug, um den Durchtritt von Flüssigkeiten zu verhindern, aber groß genug, um den Durchtritt von Gasen, insbesondere Luft, zu erlauben.
Entsprechend sind der Faser-Denier, die Flächenmasse und die Gewebedichte ebenfalls Merkmale, die die angegebene Feuchtigkeitssperrfunktion beeinflussen können. Speziell ist das Gewebe um so beständiger gegen den Durchtritt von Flüssigkeit, je feiner die Fasern sind - d. h. je kleiner der Faser-Denier oder je niedriger der Faser-dpf-Wert ist; dieser Sperreffekt wird ebenfalls durch Erhöhen der Flächenmasse erhöht und durch Erhöhen der Gewebedichte.
In dieser Hinsicht kann die Gewebedichte durch die Flächenmasse beeinflußt werden. Speziell wird die Gewebedichte durch das Kalanderbondierungsmuster und die Flächenmasse kontrolliert.
Es gibt praktische Überlegungen, die den Faser-dpf-Wert, die Flächenmasse und die Gewebedichte einschränken, die erreicht und eingesetzt werden können. Bezüglich der angegebenen Effekte des variierenden Faser-dpf-Wertes, der Flächenmasse und der Gewebedichte können jedoch alle drei von diesen entsprechend zur gegenseitigen Kompensation manipuliert werden, um ein besonderes Maß des Sperreffektes zu erreichen.
Insbesondere können der dpf-Wert und die Flächenmasse zur gegenseitigen Kompensation so manipuliert werden, und der dpf-Wert und die Gewebedichte können zur gegenseitigen Kompensation manipuliert werden. Z. B. kann die Verwendung von Fasern mit höherem dpf-Wert durch Erhöhung der Flächenmasse und/oder der Gewebedichte kompensiert werden, während entsprechend ein Gewebe mit geringerer Masse und/oder geringerer Dichte durch die Verwendung feinerer Fasern ausgeglichen werden kann.
Gemäß dem Vorhergehenden und in Übereinstimmung mit der hier erfolgten Diskussion bezüglich der Berechnung der Gewebeporengröße können sowohl die Faserdichte - und entsprechend die Flächenmasse- als auch der Faser-dpf-Wert gleichsam zu Regulierung der Gewebeporengröße eingesetzt werden. Speziell wird eine Verringerung des Faser-dpf-Wertes und eine Erhöhung der Gewebedichte jeweils die Porengröße reduzieren; eine Erhöhung der Gewebedichte wird ebenfalls die Porengrößenverteilung verengen.
Insbesondere können der Faser-dpf-Wert - und entsprechend, wie angegeben, die Flächenmasse - und die Gewebedichte zum Erhalt einer besonderen Porengröße manipuliert werden. Falls der Denier der Faser erhöht wird, dann kann speziell das resultierende Gewebe mit einer größeren Gewebedichte hergestellt werden, so daß die Porengröße nicht ebenfalls erhöht wird - während eine Kompensation durch Verringerung des Faser-Deniers bewirkt werden kann, falls die Gewebedichte reduziert wird.
Entsprechend können spezielle Kombinationen aus Faser-dpf- Wert und Gewebedichte eingesetzt werden, um gewünschte Porengrößen für Sperrelement-Vliesgewebe der Erfindung zu erhalten. In dieser Hinsicht sind unter den Sperrelement- Vliesgeweben der Erfindung diejenigen eingeschlossen, für die das Gewebe eine Dichte von ca. 0,08 g/cm³ besitzt und aus Faser mit einem dpf-Wert von ca. 2,0 hergestellt wird. Ebenfalls eingeschlossen sind diejenigen, für die das Gewebe eine Dichte von ca. 0,08 g/cm³ besitzt und ca. 50/50 Gew.-% von jeweils ca. 1,0 und ca. 1,6 dpf-Faser (1,11 und 1,78 dTex) umfaßt. Weiterhin zusätzlich eingeschlossen sind diejenigen, für die das Gewebe eine Dichte von ca. 0,08 g/cm³ besitzt und ca. 50/50 Gew.-% von jeweils ca. 1,0 und ca. 2,0 dpf-Faser (1,11 und 2,22 dTex) umfaßt.
Weiter hat bezüglich des Faser-Deniers und der Gewebedichte das Sperrelement-Vliesgewebe in der dritten bevorzugten Ausführungsform des Schutzartikels der Erfindung bevorzugt eine Dichte von ca. 0,01 bis 0,15 g/cm³ - besonders bevorzugt ca. 0,05 bis 0,15 g/cm³ und noch mehr bevorzugt ca. 0,07 bis 0,15 g/cm³. Ebenfalls besitzen in dieser dritten Ausführungsform wenigstens ca. 10 Gew.-% - besonders bevorzugt wenigstens ca. 20%, noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 40% und noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 50% - der Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0.
Bezüglich der besonderen geeigneten Kombinationen von Faser- Denier und Flächenmassen für die Sperrelemente der Erfindung - einschließlich derjenigen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen - sind die Fasern bevorzugt nicht mehr als ca. 2,0 dpf (2,22 dTex) - besonders bevorzugt nicht mehr als ca. 1,8 dpf (2,0 dTex) - und die Gewebe haben bevorzugt eine entsprechende Flächenmasse von wenigstens ca. 10 gsy (12 gsm). Als bevorzugte Kombination von Denier und Massenbereichen ist die Faser ca. 0,5 bis 2,0 dpf (0,56 bis 2,22 dTex) mit einer entsprechenden Flächenmasse von ca. 10 bis 40 gsy (12 bis 48 gsm). In Hinsicht auf die Manipulation von Denier und Flächenmasse, um die erforderliche Porengröße zu erhalten, sind Kombinationen dieser Parameter bevorzugt derart, daß eine Porengröße von weniger als oder gleich ca. 52 um erzeugt wird, wie zuvor erörtert. Ein bevorzugter, bereitzustellender Bereich beträgt ca. 17 bis 52 um - in ähnlicher Weise wie zuvor erörtert.
Als besonders bevorzugte Kombinationen von Faser-Denier und Flächenmasse sind die Fasern nicht mehr als ca. 1,8 dpf (2 dTex) mit einer Flächenmasse von wenigstens ca. 20 gsy (24 gsm). Entsprechende besonders bevorzugte Bereiche sind ca. 1 bis 1,6 dpf und 15 bis 20 gsy (18 bis 24 gsm). Die durch diese besonders bevorzugten Kombinationen erzeugte Porengröße ist entsprechend besonders bevorzugt weniger als oder gleich ca. 45 um, wobei der entsprechend besonders bevorzugte Bereich ca. 17 bis 40 um ist.
Hinsichtlich besonders bevorzugter Kombinationen von Faser- Denier und Flächenmasse sind die Fasern nicht mehr als ca. 1,4 dpf (1,56 gsm) mit einer Flächenmasse von wenigstens ca. 15 gsy (18 gsm). Entsprechend besonders bevorzugte Bereiche sind ca. 0,5 bis 1, 2 dpf (0,55 bis 1,33 dTex) und 10 bis 18 gsy (12 bis 21,6 gsm). Die durch diese besonders bevorzugten Kombinationen erzeugte Porengröße ist entsprechend besonders bevorzugt weniger als oder gleich ca. 17 um mit einem entsprechend besonders bevorzugten Bereich von ca. 17 bis 30 um.
Die Gewebe der Erfindung - bevorzugt die thermisch bondierten Gewebe - ergeben bevorzugt Ablaufwerte von mehr als 90% oder ca. 90%, berechnet in der hier aufgeführten Weise. Ein weiteres Mittel zur Definition der Gewebe der Erfindung ist das des hydrostatischen Kopfwertes.
Der hydrostatische Kopf wird verstanden als die Quantifizierung der Beständigkeit von Geweben oder Fasern gegen die Durchdringung mit einer speziellen Flüssigkeit - z. B. Wasser oder synthetischem Urin - in einer Säule unter statischem Druck; der hydrostatische Kopf mißt die Größe des Flüssigkeitsdruck bei Atmosphärendruck, der das Material widersteht, bevor es leckt - angegeben als Höhe, die die Flüssigkeitssäule ohne Durchdringung des Material erreichen wird. In dieser Hinsicht ist die Beständigkeit des Materials gegen Flüssigkeitsdurchdringung um so größer - und entsprechend der hydrostatische Kopfwert um so höher -, je höher die ansteigende Flüssigkeitssäule ist.
Zwei Faktoren, die diesen Wert beeinflussen, schließen die Abstoßung der Fasern gegen die verwendete Flüssigkeit und den Gewebeaufbau ein. Ein geeignetes Mittel zur Bestimmung des hydrostatischen Kopfwertes ist dasjenige, bei dem eine Testprobe unter einer Säule aus der Flüssigkeit befestigt wird und die Probe dem Flüssigkeitsdruck bei Erhöhung mit konstanter Geschwindigkeit ausgesetzt wird, bis ein Tropfen der Flüssigkeit durch die Probe hindurchdringt.
Der hydrostatische Kopfwert kann gemäß der zur Durchführung der Messung verwendeten Flüssigkeit variieren; z. B. ergibt Wasser höhere hydrostatische Kopfwerte als synthetischer Urin. Wenn synthetischer Urin verwendet wird, wird der Wert hier als hydrostatischer Kopfwert mit synthetischem Urin identifiziert.
In dieser Hinsicht ist es selbstverständlich, daß synthetischer Urin eine standardisierte Substanz auf dem Gebiet der Abfalleinschließungsartikel mit einer speziellen einheitlichen Zusammensetzung und Eigenschaften (z. B. Oberflächenspannung) ist, unbeachtlich seiner Herkunft. Insbesondere bezüglich der Oberflächenspannung ist es weiterhin selbstverständlich, daß diese Eigenschaft über einen Zeitraum abfallen kann und daß es notwendig sein kann, den verwendeten synthetischen Urin zu testen, um sicherzustellen, daß seine Oberflächenspannung sich auf dem erforderlichen Niveau befindet.
Ein synthetischer Urin, der zur Bestimmung des hydrostatischen Kopfwertes mit synthetischen Urin verwendet werden kann, ist Syn-Urin (Teile-Nr. JA130) von Endovations Arrow, Reddin, PA. Es ist weiterhin selbstverständlich, daß die hydrostatischen Kopfwerte mit synthetischem Urin, die hier offenbart und angeführt werden, aus der Verwendung dieses synthetischen Urins bestimmt werden.
Bei der Messung des hydrostatischen Kopfes mit Wasser weisen die Sperrelementgewebe der Erfindung - einschließlich derjenigen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen - bevorzugt einen hydrostatischen Kopfwert von wenigstens ca. 60 mm auf. Besonders bevorzugt beträgt der hydrostatische Kopfwert mit Wasser wenigstens ca. 80 mm - noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 100 mm und noch mehr bevorzugt wenigstens ca. 130 mm. Besonders bevorzugt haben die Sperrelementgewebe der Erfindung einen hydrostatischen Kopfwert mit Wasser von wenigstens ca. 160 mm.
Die Fasern und Gewebe der Erfindung können durch herkömmliche Techniken unter Verwendung herkömmlicher Ausrüstung hergestellt werden. Speziell können Standardmittel zur Durchführung der Extrusion und der anschließenden Verarbeitung eingesetzt werden.
Als ein geeignetes Verfahren können das Polymer oder die Polymere - z. B. Polyolefin-Granalien und/oder -Pellets - dem Mischen - z. B. mechanisches Mischen, wie durch Trockenmischen - oder sowohl dem Mischen als auch dem Schmelzen unterworfen werden, bevor sie dem Extruder zugeführt werden. Alternativ können das Polymer oder die Polymere einfach dem Extruder ohne ein solches vorhergehendes Vermischen zugeführt werden.
Im Extruder werden das Polymer oder die Polymere dem Mischen, Schmelzen und Erhitzen unterworfen und dann daraus in Form von Filamenten extrudiert. Eine solche Extrusion mit der anschließenden Verarbeitung kann sowohl in einem Zweischritt- "Langspinn"-Verfahren ("long spin") als auch in einem Einschritt-"Kurzspinn"-Verfahren ("short spin") bewirkt werden. In dieser Hinsicht ist es selbstverständlich, daß die Begriffe "Kurzspinn" und "Langspinn" gemäß ihrer auf diesem Gebiet üblicherweise verstandenen Bedeutungen verwendet werden.
Speziell schließen bekannte Verfahren zur Herstellung von Stapelfaser das Zweischritt-"Langspinn"-Verfahren und das Einschritt-"Kurzspinn"-Verfahren ein. Das Langspinn-Verfahren beinhaltet zuerst das Schmelzextrudieren von Fasern bei typischen Spinngeschwindigkeiten von 500 bis 3000 m/min und noch üblicher, abhängig vom zu verspinnenden Polymer, von 500 bis 1500 m/min. Zusätzlich werden diese Fasern in einem zweiten Schritt, der gewöhnlich bei 100 bis 250 m/min durchgeführt wird, gestreckt, gekräuselt und zu Stapelfasern geschnitten. Das Einschritt-Kurzspinn-Verfahren beinhaltet die Konvertierung von Polymer zu Stapelfasern in einem einzelnen Schritt, in dem typische Spinngeschwindigkeiten im Bereich von 50 bis 200 m/min liegen. Die Produktivität des Einschritt-Verfahrens wird mit der Verwendung der ca. 5- bis 20-fachen Anzahl von Kapillaren in der Spinndüse im Vergleich zu der typischerweise im Langspinnverfahren verwendeten erhöht. Z. B. würden Spinndüsen für ein typisches kommerzielles "Langspinn"-Verfahren etwa 50 bis 4000 Kapillaren einschließen, und Spinndüsen für ein typisches kommerzielles "Kurzspinn"-Verfahren würden etwa 500 bis 100 000 Kapillaren einschließen. Typische Temperaturen zur Extrusion der Spinnschmelze in diesem Verfahren betragen ca. 250 bis 325ºC. (Für Verfahren, in denen Bikomponenten- Filamente erzeugt werden, bezieht sich die Anzahl der Kapillaren auf die Anzahl der extrudierten Filamente und gewöhnlich nicht auf die Anzahl der Kapillaren in der Spinndüse.) Bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Stapelfaser sind in den US-PSen Nrn. 5 281 378 und 5 318 735 und EP-A-0 552 013 beschrieben.
In Hinsicht auf das Vorhergehende, unabhängig ob das Kurzspinn- oder Langspinnverfahren eingesetzt wird, werden die so extrudierten Filamente gestreckt, gekräuselt und dann geschnitten, um hydrophobe Stapelfasern des ausgewählten Deniers zu erhalten. Um die Stapelfasern hydrophob und kardierbar zu machen, können eine geeignete hydrophobe Appreturzusammensetzung oder -zusammensetzungen während der Verarbeitung auf das Filament aufgetragen werden - z. B. vor, während und/oder nach einem oder mehreren der Schritte aus Extrusion, Strecken und Kräuseln; bevorzugt wird eine hydrophobe Appretur während des Verspinnens aufgebracht, und zusätzliche Appretur wird nach dem Kräuseln aufgebracht.
Bevorzugt wird eine hydrophobe Appretur auf die Faser aufgebracht, wobei die Appretur bevorzugt ein Antistatikmittel und ein Gleitmittel umfaßt. Die Appretur kann als Spinnappretur, Überappretur oder beides von diesen aufgebracht werden. Eine bevorzugte Appretur umfaßt ein Aminsalz oder ein Alkalimetallsalz eines Phosphorsäureesters und ein Polysiloxan. Solche Appreturen sind beschrieben in US-A-4 938 832 und EP-A-0 486 158.
Als bevorzugtes Verfahren wird das folgende bewirkt:
(a) Das gesponnene Filament wird vor dem Strecken mit einer effektiven Menge - bevorzugt ca. 0,09% bis 0,6%, bezogen auf die Fasermasse - einer ersten Modifizierzusammensetzung (Spinnappretur) behandelt, umfassend:
(i) 0 bis 40 Gew.-% (besonders bevorzugt ca. 20 bis ca. 40%) wenigstens eines neutralisierten Phosphorsäureester-Antistatikmittels, dargestellt durch die Formel
worin Alk individuell definiert ist als eine Alkyl-Gruppe, bevorzugt eine C&sub1;&submin;&sub8;-Alkyl-Gruppe und besonders bevorzugt eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl-Gruppe;
R als Aminsalz oder Alkalimetallsalz definiert ist;
n und m individuell als positive Zahlen von nicht weniger als ca. 1 definiert sind, wobei die Summe ca. 3 ist; und
(ii) ca. 60 bis 100 Gew.-% wenigstens eines Polysiloxan-Gleitmittels, dargestellt durch die Formel
worin X und Y individuell als hydrophobe chemische Endgruppe definiert sind, wie eine Niederalkyl-Gruppe;
R' individuell als eine Alkyl-Gruppe definiert ist, bevorzugt eine Methyl-Gruppe; und
o als positive Zahl innerhalb des Bereiches von ca. 10 bis 50 oder mehr definiert ist;
(b) nach dem Kräuseln wird das Filament mit einer effektiven Menge - bevorzugt ca. 0,05 bis 0,8 Faser-Gew.-% - einer zweiten Modifizierzusammensetzung (einer Überappretur) behandelt, umfassend:
(i) ca. 50 bis 100 Gew.-% eines Antistatikmittels, wie oben definiert; und
(ii) 0 bis ca. 50 Gew.-%. eines Gleitmittels, wie oben definiert, in einer ausreichenden Menge, um eine kumulative Endkonzentration innerhalb eines Bereiches von ca. 0,01 bis 1% und bevorzugt 0,03 bis 0,8% zu erhalten, bezogen auf die Fasermasse.
Besonders bevorzugt ist die Spinnappretur eine Mischung des angegebenen Antistatikmittels und Gleitmittels, und die Überappretur schließt das Antistatikmittel allein ohne das Gleitmittel ein. Ein bevorzugtes Antistatikmittel ist Lurol ASY von George A. Goulston Co., Monroe, NC; entsprechend sind Silicone die bevorzugten Gleitmittel, von denen eines LE-458HS von Union Carbide Chemical and Plastics Company Inc., Danbury, CT, ist.
Andere bevorzugte hydrophobe Appreturen sind diejenigen, die in EP-A-0 516 412 und EP-A-0 557 024 offenbart sind.
Hydrophobe und kardierbare Fasern der Erfindung können verwendet werden, um das erforderliche hydrophobe Gewebe der Erfindung herzustellen - insbesondere das Vliesgewebe.
Spezifisch können die Fasern zu Bahnen durch ein Verfahren wie das Kardieren verarbeitet werden. Unter Bezugnahme auf die hier geführte Diskussion bezüglich der Herstellung der Gewebe aus Fasern mit unterschiedlichen dpf-Werten und/oder unterschiedlichen Polymerzusammensetzungen können so unterschiedliche Stapelfasern miteinander vermischt werden und dann dem Kardierverfahren unterworfen werden, um die geforderten Bahnen zu erhalten.
Die so hergestellten Bahnen können dem Bondieren unterworfen werden; in dieser Hinsicht kann eine einzelne Bahn mit sich selbst bondiert werden (z. B. um ein Einzelschicht- Sperrmanschettengewebe der Erfindung zu erhalten), oder zwei oder mehr Bahnen können zusammen bondiert werden, um ein Mehrschichtgewebe zu erhalten. Das Bondieren wird bevorzugt durch thermische Techniken bewirkt, wie Kalandrieren oder Durchluftbondieren - um so die Vliesgewebe der erforderlichen ausgewählten Flächenmassen zu erhalten. Diese Verarbeitung kann bei kommerziellen Bahngeschwindigkeiten durchgeführt werden, um die Sperrmanschettengewebe der Erfindung herzustellen.
Wie hier diskutiert können Verbund- oder Mehrschicht- Sperrmanschettengewebe der Erfindung - insbesondere Vliesgewebe - aus zwei oder mehr Schichten von Fasern bereitgestellt werden. Wie angegeben können die angegebenen Faserbahnen zur Lieferung der erforderlichen Schichten verwendet werden - z. B. durch thermisches Bondieren von Mehrfachbahnen gemäß den hier diskutierten Techniken, um die Verbundgewebe zu erhalten.
Nach den hier aufgeführten Verfahren erhaltene Gewebe können eingesetzt werden als oder verwendet werden zur Herstellung der filmlosen Sperrmanschetten für die Abfalleinschließungsartikel der Erfindung. In dieser Hinsicht können die Gewebe den Artikeln als erforderliche Manschetten bereitgestellt werden; die Abfalleinschließungsartikel selbst können durch herkömmliche Mittel hergestellt werden.
Die Erfindung - einschließlich der Fasern und Gewebe und insbesondere der Sperrmanschettengewebe der Erfindung - wird in den folgenden Beispielen erläutert, die zum Zwecke der Repräsentation bereitgestellt werden und nicht als Beschränkung des Erfindungsumfangs aufgefaßt werden sollen. Wenn nicht anders angegeben, wurden die Fasern dieser Beispiele bei Produktionsgeschwindigkeiten in einer Industrieanlage voller Größe hergestellt; wenn nicht anders angegeben, sind ebenfalls alle Prozentangaben, Teile etc. gewichtsbezogen.
Für die Fasern und Gewebe der Erfindung eingesetzte Testverfahren
Die folgenden Textverfahren wurden zur Bestimmung der Eigenschaften der Fasern und Gewebe der Erfindung eingesetzt.

1. Gewebeablauftest

Eine Probe von 27,5 · 12,5 cm des kalandrierten Gewebes mit der rauhen Seite nach oben wird auf zwei Blätter mit 12,5 · 2,9 cm Länge von Eaton-Dikeman #939 Papier gelegt. Die Probe und die zwei Papierblätter werden auf ein Brett mit einer Steigung von 10º gesetzt, wobei die Probe so ausgerichtet ist, daß sich die längere Seite in Richtung der Steigung befindet. Die Spitze eines Trenntrichters wird 2,5 cm von der Oberkante des Gewebes entfernt und 2,5 cm oberhalb des Gewebes im Zentrum der Probe positioniert; ein Papierhandtuch bekannter Maser wird über und 0,625 cm von der Unterkante der Probe entfernt plaziert.
Der Trenntrichter wird dann mit 25 ml synthetischem Urin gefüllt. Der Hahn des so gefüllten Trichters wird geöffnet; der resultierende Ablauf wird auf dem Papierhandtuch aufgefangen, das zu den nächsten 0,1 g gewogen wird.
Das vorherige Verfahren wird 5-mal wiederholt, und der mittlere Flüssigkeitsablauf vom Gewebe wird als prozentualer Ablauf angegeben. Je höher der prozentuale Ablaufwert ist, desto größer ist die Gewebehydrophobie.
Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 4 für die hier aufgeführten Beispiele bereitgestellt.

2. Hydrostatischer Kopftest

Dieses Verfahren setzt eine modifizierte "Suter"-Vorrichtung als Alternative zur Vorrichtung des AATCC 1952-18 British Standard 2823 ein.
Der hydrostatische Druck wird auf die Oberseite der Probe angelegt und wird durch eine ansteigende Wassersäule mit einer konstanten Geschwindigkeit von 290 ml/min kontrolliert. Dieser Test kann sowohl mit der Faser als auch dem Gewebe eingesetzt werden.
Für erstere wird eine 5 g (± 0,10 g) Probe der trockenen, handkardierten Stapelfaser mit einem Stapelfaserhalter eingesetzt. Der Stapelfaserhalter hat einen Innendurchmesser von 3,7 cm und ist 3,0 cm lang mit einer Blende in der Oberseite und einer Kappe mit mehrfachen Löchern, um den Wasserdurchfluß zuzulassen. Die Fasern werden dicht in diesen Probenhalter gepreßt, und die Kappe wird auf die Säule aufgesetzt.
Der Durchmesser der Fläche der Faser, die der Wassersäule ausgesetzt ist, beträgt 3,7 cm. Ein Spiegel wird so angebracht, daß die Unterseite dieser Faserprobe beobachtet werden kann, und der Spiegel wird so justiert, daß es möglich ist, die Kappe mit den Mehrfachlöchern zu sehen.
Zum Testen des Gewebes wird eine Probe mit einer Fläche von 10 cm · 10 cm mit einem Gewebeprobenhalter mit den gleichen Abmessungen wie der Faserprobenhalter eingesetzt. Die Probe wird auf den Gewebeprobenhalter gelegt, der an die Basis der Säule geklemmt wird.
Die Säulenhöhe oberhalb der Probenblende beträgt 60 cm · 3,7 cm (Innendurchmesser). Das Wasser wird der Säule durch ein vertikales. Loch mit 0,5 cm Durchmesser zugeführt, das sich 2,0 cm oberhalb der Probenblende befindet; ein Ablaufloch mit 0,5 cm Durchmesser befindet sich 0,5 cm oberhalb der Probenblende der Säule, um das Wasser nach jedem Test zu entfernen.
Das Verfahren wird begonnen, indem das Säulenablaufloch geschlossen wird. Wasser wird in die Säule mit der angegebenen Geschwindigkeit von 290 ml/min gepumpt, bis eine Leckage durch die Probe auftritt - d. h. bis der Fall des ersten Wassertropfen beobachtet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Wasserzugabe unverzüglich angehalten, und die Wassersäulenhöhe wird in mm gemessen.
Die Säule wird dann geöffnet und entleert. Die nasse Probe wird entfernt, und die Kammer und der Spiegel werden sorgfältig getrocknet.
Dieses Verfahren wird 5-mal wiederholt. Der Mittelwert der so resultierenden Werte wird als mm der Flüssigkeitskopfhöhe angegeben.
Dieser Test unter Einsatz von Wasser wurde auf die Fasern und das Gewebe in Beispiel 10 und auf das Gewebe in den Beispielen 11 und 12 angewendet - wie hier anschließend diskutiert. Für die angegebenen Beispiele 11 und 12 sind die Ergebnisse in den Tabellen 5 bzw. 6 gezeigt.

3. Modifizierter hydrostatischer Kopftest

Dieser Test ist ähnlich dem direkt oben angegebenen hydrostatischen Kopftest, außer daß er die Simulierung der Bedingungen beinhaltet, denen Flüssigkeit an der Beinmanschette in einer Windel ausgesetzt ist.
Die zur Durchführung des modifizierten hydrostatischen Kopftests eingesetzte Vorrichtung ist ein rechteckiger Plexiglasbehälter, der 25 cm hoch, 13,8 cm lang und 16,2 cm breit ist. Dieser Behälter hat eine Flüssigkeitsaufnahmesektion mit Abmessungen von 19,38 · 13,8 · 16,2 cm; der Behälter hat ebenfalls ein 10 cm breites und 5 cm hohes Probenfenster, das in seine Vorderseite geschnitten ist und 7,5 cm von der Basis der Vorrichtung entfernt zentriert ist.
Zum Halten einer Gewebeprobe in Position über der Oberseite des Probenfensters gibt es eine Probenabdeckung aus Plexiglas mit Abmessungen von 17,5 · 16,25 cm, die durch sieben Bolzen mit Flügelschrauben in Position gehalten wird. Zwei dieser Bolzen sind so angeordnet, daß sich der eine 2,5 cm oberhalb jeder oberen Ecke des Fensters befindet, und drei Bolzen sind 9,375 mm unterhalb des Fensters angeordnet - an jeder unteren Ecke einer, und der dritte im Zentrum. Die letzten zwei Bolzen befinden sich 5 cm unterhalb der Unterseite des Probenfensters, einer unter jeder unteren Fensterecke. Eine 1 mm · 5 mm dicke Gummidichtung ist an der Fensterabdeckung angebracht, so daß sie um das Fenster zur Verhinderung einer Leckage angeordnet ist.
Ein 20 cm-Lineal ist an der vorderen rechten Seite der Vorrichtung zur Messung der Flüssigkeitskopfhöhe angebracht. Das Lineal ist so positioniert, daß sich der Nullpunkt der Flüssigkeitssäule am Boden des Fensters befindet; entsprechend reicht die meßbare Flüssigkeitshöhe von 0 bis 177 mm.
Die Flüssigkeitsbehältnissektion ist mit einem Einlaß versehen, so daß Flüssigkeit eingepumpt werden kann. Dieser Einlaß mit einem Innendurchmesser von 12,5 mm ist 5 mm vom Boden der Rückseite der Flüssigkeitsbehältnissektion zentriert. Eine Masterflex Modell 7518-10 und Modell 7526-00 Flüssigkeitspumpe wird zur Befüllung der Vorrichtung verwendet.
Die Gewebeprobe wird in Position im Probenfenster durch die Abdeckung gehalten. Flüssigkeit wird in die Flüssigkeitsbehältnissektion mit einer Geschwindigkeit von 540 ml/min gepumpt, bis eine Leckage durch die Gewebeprobe auftritt.
Mit dem wie angegeben positionierten Lineal wird die Flüssigkeitskopfhöhe vom Boden des geschlitzten Probenfensters zur Oberseite des Behälters gemessen. Der Test wird 5-mal wiederholt, und der Mittelwert der so resultierenden Werte wird in mm Flüssigkeitskopfhöhe angegeben - spezifisch als hydrostatischer Kopfwert mit synthetischem Urin, wenn die verwendete Flüssigkeit synthetischer Urin ist.
Die Ergebnisse dieses Tests - spezifisch die Zeit zur Leckage (in Minuten) und der hydrostatische Kopfwert mit synthetischem Urin, wie oben diskutiert - sind in Tabelle 1 für die hier aufgeführten Beispiele bereitgestellt.

4. Test der Saugfähigkeitszeit (ASTM D-1117-79)

Dieser Test - der das Verfahren des angegebenen ASTM D-1117-79 einsetzt, welches hier in seiner Gesamtheit durch Verweis eingeführt wird - ist ein anderer, der die Hydrophobie mißt. Der Grad, bis zu dem die Fasern benetzt werden, wird durch die Zeit bestimmt, die für eine lose in einem 3 g-Maschenkorb gepackte Probe von 5 g erforderlich ist, um unter die Wasseroberfläche zu sinken.
Dieser Test wurde mit der Faser des Beispiels 10 durchgeführt, wie im Beispiel erörtert.

5. Windel-Leckagetest

In diesem Test wird eine Windel, die so geformt ist, als ob sie an ein Baby angepaßt wäre, auf weißes Filterpapier gelegt, und synthetischer Urin wird mit einer Geschwindigkeit von 540 ml/min durch einen Schlauch aufgetragen, der sich im Zentrum der Windel befindet. Vier Ereignisse von 60 ml des synthetischen Urins werden so in Intervallen von 4 min aufgebracht.
Die Beobachtungen für Leckage um die Windel-Beinmanschetten werden nach jedem Ereignis gemacht. Leckage wird durch Flecken auf dem Filterpapier bemerkt.
Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 2 für die hier aufgeführten Beispiele und Kontrollen bereitgestellt. Für jedes der Beispiele wurde das Beispielgewebe als Sperr- Beinmanschette auf einer Windel mit einem kommerziellen Absorptionsmittel-Kern eingesetzt; Kontrolle 1 war eine Huggies® Pull Up Windel ohne Beinmanschetten, und Kontrolle 2 war eine Ultra Pamper Phases® Windel mit filmbeschichteten Beinmanschetten.

6. Kohäsionstest (ASTM D-4120-90)

Dieser Test - der die Verfahren des angegebenen ASTM D-4120-90 einsetzt, das hier in seiner Gesamtheit durch Verweis eingeführt wird - liefert eine Angabe der Fähigkeit der Fasern zusammenzuhalten, indem die Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, um Fasern in eine Richtung parallel zu ihrer Länge zu verschieben. Spezifische Längen von Vorgarn, Spinnband oder Zug werden zwischen zwei Paaren von Walzen verstreckt, wobei sich jedes Paar mit einer unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit bewegt.
Die Verstreckungskräfte werden aufgezeichnet; die Prüfstücke werden dann gewogen, und die lineare Dichte wird berechnet. Die Verstreckungsfestigkeit, berechnet als die der Verstreckung widerstehende Kraft je Einheit linearer Dichte, wird als Maß für die dynamische Faserkohäsion aufgefaßt.
Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 3 - in der Säule unter der Überschrift "Kohäsion" - für die hier aufgeführten Beispiele bereitgestellt.

7. Test zur Festigkeit in Querrichtung ("Cross-Direction", CD) (ASTM D1117-80)

Dieser Test - der die Verfahren des angegebenen ASTM D1117-80 einsetzt, das hier in seiner Gesamtheit durch Verweis angeführt wird - mißt die Bruchfestigkeit der Fasern in der Querrichtung unter Verwendung des Instron (CRT-Constant Rate of Traverse Tensile Test Machine) unter den folgenden Testbedingungen:
Vorschubgeschwindigkeit: 2 Zoll (5,0 cm)/min
Querkopfgeschwindigkeit: 5 Zoll (12,5 cm)/min
Meßlänge: 5 Zoll (12,5 cm)
Streckrate: 40% pro Minute
Die Prüfstücke sind 25 mm breit und 180 mm lang, und fünf Prüfstücke werden für jede Probe getestet. Die Ergebnisse werden als mittlere Bruchlast in Gramm pro Zoll angegeben.
Bezüglich des direkt oben diskutierten Kohäsionstests sind die Ergebnisse dieses Tests ebenfalls in Tabelle 3 - für die angegebenen Beispiele - unter der Überschrift "CD-Festigkeit" bereitgestellt.

Beispiel 1

Polypropylen-Fasern wurden unter Verwendung eines Zweischrittverfahrens hergestellt. Die eingesetzte Polymermischung enthielt Polypropylen, 0,10% Irgafos 168 (Ciba Geigy Corporation, Ardsley, NY) und 0,20% Titanoxid.
Im ersten Schritt wurden diese Komponenten sorgfältig vermischt und dann in einen Extruder über eine Schwerkraftzuführung eingespeist; dort wurde die Mischung erhitzt, dann extrudiert und zu einer Mehrfilamentfaser mit Rundquerschnitt bei einer Schmelztemperatur von 280 bis 300C versponnen. Vor dem Schmelzen am Zufuhrhals des Extruders wurde die Mischung mit Stickstoff überlagert.
Die Schmelze wurde durch eine Standardspinndüse mit 1068 Löchern mit einer Geschwindigkeit von 759 m/min zur Herstellung eines 3,0 dpf (3,3 dTex) Filaments extrudiert; die geschmolzenen Filamente wurden ein Zoll von der Oberfläche der Spinndüse entfernt abgeschreckt. Eine hydrophobe Spinnappreturmischung wurde auf die gesponnene Faser in einer Menge aufgebracht, um 0,30% des Gesamtgewichts, bestimmt als Trockengewicht, der resultierenden behandelten Faser bereitzustellen; diese Spinnappretur bestand aus einer 1 : 3-Mischung aus Antistatikmittel (Lurol ASY, von George A Goulston Co.) und Silicon-Gleitmittel (LE-458HS von Union Carbide Chemical and Plastics Company Inc.), verdünnt auf eine 3,0%ige Mischung der Feststoffe in Wasser.
Im zweiten Schritt wurden die resultierenden kontinuierlichen Filamente kollektiv auf 2,2 dpf (2,42 dTex) unter Verwendung eines 1,65-fachen mechanischen Streckverhältnisses mit 90%iger effektiver Streckung gestreckt. Der gestreckte Zug wurde mit ca. 113,97 Kräuselungen pro 10 cm (29 Kräuselungen pro Zoll) unter Verwendung einer Stopfbüchse mit Dampf gekräuselt; in dieser Hinsicht wurden die Fasern so gekräuselt, daß sie genügend Kohäsion für Kardierungszwecke aufwiesen. Nach dem Kräuseln wurde zusätzliches Lurol zu den Fasern in einer solchen Menge hinzugegeben, um 0,1% des Gesamtgewicht, bestimmt als Trockengewicht, der resultierenden behandelten Fasern bereitzustellen; die Fasern wurden dann zu Stapelfasern mit Längen von 37,5 mm geschnitten.
Ein Kardier- und Bondierverfahren wurde dann mit diesen Stapelfasern eingesetzt, wobei die Ausrüstung und die Verfahren verwendet werden, wie diskutiert in R. J. LEGARE, "Thermal Bonding of Polypropylene Fibers in Nonwovens", 1986 TAPPI Synthetic fibers for Wet System and Thermal Bonding Applications, Boston Park Plaza Hotel & Towers, Boston, MA, 9. bis 10. Oktober 1996. Dieser Artikel wird hier in seiner Gesamtheit durch Verweis eingeführt.
In diesem Verfahren wurde der Stapel zu herkömmlichen Faserbahnen mit Bahngeschwindigkeiten von 76,25 m/min (250 Fuß/min) kardiert. Drei dieser Bahnen wurden gerichtet und zur Bildung einer einzelnen Bahn mit einer Masse von 23 gsy (27,6 gsm) gestapelt.
Die Bahn wurde dann unter Verwendung einer Kalanderwalze mit Diamantprägung und einer glatten Walze bei Walzentemperaturen im Bereich von 156 bis 175ºC und Walzendrücken von 420 Newton pro linearem Zentimeter (240 Pfund pro linearem Zoll) bondiert. Die so kalandrierte Bahn wurde zu einem Gewebe der angegebenen Flächenmasse von 23 gsy (27,6 gsm) konvertiert; für die das Gewebe verwendenden Tests wurde es zu Prüfstücken zerschnitten.
Die Faser und das Gewebe des Beispiels 1 wurden als hydrophob bestimmt, wie es durch die in den Tabellen 1 und 4 aufgeführten Daten gezeigt wird (in dieser Hinsicht würde Gewebe mit schlechter Hydrophobie einen hydrostatischen Kopf von 30 ml oder weniger aufweisen).
Tabelle 2 zeigt die Testergebnisse zweier unterschiedlicher Windeln, die jeweils Gewebe des Beispiels 1 als Windel-Sperr- Beinmanschette verwenden. In beiden Fällen gab es keine Leckage um die Beinmanschette nach vier 60 ml-Dosen des synthetischen Urins.
Die physikalischen Eigenschaften der Faser und des Gewebes des Beispiels 1 sind in Tabelle 3 und in der angegebenen Tabelle 4 bereitgestellt.

Beispiel 2

Für dieses Beispiel wurden Fasern und Gewebe durch die Spinn-, Verarbeitungs- und Kalanderbondierungs-Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß das Gewebe mit einer Flächenmasse von 20 gsy (24 gsm) bereitgestellt wurde. Wie aus den hydrostatischen Kopf- und Ablaufwerten in den Tabellen 1 und 4 ersichtlich, ergab das thermisch bondierte Gewebe eine gute Hydrophobie.

Beispiel 3

Die Faser und das Gewebe in diesem Beispiel wurden ebenfalls wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die bereitgestellte Flächenmasse 17 gsy (20,4 gsm) betrug. Hier zeigen ebenfalls die hydrostatischen Kopfwerte mit Flüssigkeit und prozentualen Ablaufwerte in den Tabellen 1 und 4, daß das thermisch bondierte Gewebe aus dieser Faser hydrophob war und eine gute Hydrophobie ergab. Wie mit Beispiel 1 zeigt Tabelle 2, daß die Tests zweier unterschiedlicher Windeln mit Beinmanschetten aus diesem unbeschichteten Sperrgewebe keine Leckage um die Beinmanschette nach vier Dosen mit 60 ml von synthetischem Urin ergaben.

Beispiel 4

Für dieses Beispiel wurden das Verspinnen, die Verarbeitung und die Kalanderbondierung wie in Beispiel 1 bewirkt, außer daß die versponnene Faser zu 1,8 dpf (1,98 dTex) Stapelfaser verarbeitet wurde und das eingesetzte Streckverhältnis während der Verarbeitung dieser Faser das 1,90-fache betrug; wie in Beispiel 1 betrug die Masse des zuletzt erhaltenen thermisch bondierten Gewebes 23 gsy (27,6 gsm). Dieses Gewebe ergab ebenfalls eine gute Hydrophobie, wie es durch die hydrostatischen Kopfwerte mit Flüssigkeit und die prozentualen Ablaufwerte in den Tabellen 1 und 4 gezeigt wird.

Beispiel 5

Für dieses Beispiel ist die Faser die gleiche wie aus Beispiel 4; das Gewebe wurde jedoch mit einer Masse von 20 gsy (24 gsm) hergestellt. Die in den Tabellen 1 und 4 bereitgestellten Werte zeigen ebenfalls, daß das Gewebe eine gute Hydrophobie ergab.

Beispiel 6

Die Faser in diesem Beispiel ist ebenfalls die gleiche wie die aus Beispiel 4; aber in diesem Fall wurde das Gewebe mit einer Masse von 17 gsy (20,4 gsm) hergestellt. Die in den Tabellen 1 und 4 bereitgestellten Werte zeigen in diesem Fall ebenfalls, daß das Gewebe eine gute Hydrophobie ergab.

Beispiel 7

Für dieses Beispiel wurden das Verspinnen, die Verarbeitung und das Kalanderbondieren wie in Beispiel 1 bewirkt, außer daß die versponnene Faser zu 1,6 dpf (1,76 dTex) Stapelfaser verarbeitet wurde und das eingesetzte Streckverhältnis während der Verarbeitung dieser Faser das 2,24-fache betrug. Wie in Beispiel 1 betrug die Flächenmasse des zuletzt erhaltenen thermisch bondierten Gewebes 23 gsy (27,6 gsm).
Die in den Tabellen 1 und 4 bereitgestellten Werte zeigen wieder, daß das Gewebe eine gute Hydrophobie ergab. Wie mit den Beispielen 1 und 3 zeigt die Tabelle 2, daß die Tests für zwei unterschiedliche Windeln mit Beinmanschetten dieses Gewebes keine Leckage um die Beinmanschette herum nach vier Dosen mit 60 ml von synthetischem Urin ergaben.

Beispiel 8

Für dieses Beispiel ist die Faser die gleiche wie die aus Beispiel 7; das Gewebe wurde jedoch mit einer Masse von 20 gsy (24 gsm) hergestellt. Das Gewebe wies eine gute Hydrophobie auf, wie es in den Tabellen 1 und 4 ersichtlich ist. Wie mit den Beispielen 1, 3, 7 und 8 zeigt Tabelle 2, daß die Tests für zwei unterschiedliche Windeln mit Beinmanschetten aus diesem Gewebe keine Leckage um die Beinmanschette herum nach vier Dosen mit 60 ml von synthetischem Urin ergaben.

Beispiel 9

Für dieses Beispiel ist die Faser ebenfalls die gleiche wie aus Beispiel 7; in diesem Fall wurde jedoch das Gewebe mit einer Masse von 17 gsy (20,4 gsm) hergestellt. Die in Tabelle 1 bereitgestellten Ergebnisse zeigen ebenfalls eine gute Hydrophobie.

Beispiel 10

Hier wurde der Maßstab einer Pilotanlage eingesetzt. Die Polypropylen-Fasern wurden zu einem 2,38 dpf (2,618 dTex) Filament versponnen, auf das 0,30% einer hydrophoben Spinnappreturmischung - die gleiche wie die aus Beispiel 1 - aufgetragen wurde.
Die versponnene Fasser wurde zu einer 1,6 dpf (1,76 dTex) Stapelfaser durch Strecken der versponnenen Faser mit einem 1,65-fachen Streckverhältnis mit 90%iger effektiver Streckung verarbeitet; zusätzlich 0,10% Lurol ASY wurde zu den gestreckten Fasern nach dem Kräuseln hinzugegeben. Der Stapel wurde kardiert und thermisch kalanderbondiert, bei Bahngeschwindigkeiten von 250 Fuß/min (76,2 m/min) zu einem 23 gsy (27,6 gsm) Gewebe.
Für dieses Beispiel war die zur Bestimmung des hydrostatischen Kopfwertes verwendete Flüssigkeit Wasser. In dieser Hinsicht wurde der hydrostatische Kopfwert für Wasser für die Faser zu 272 mm bestimmt; für das Gewebe zu 122 mm. Die Sinkzeit für die Faser betrug über 24 h.

Beispiel 11

Für dieses Beispiel wurden die Verfahren des Beispiels 1 eingesetzt, außer wie nachfolgend aufgeführt.
Z. B. betrug das durch Extrusion aus der Spinndüse erhaltene Filament 2,8 dpf (3,08 dTex). Ferner wurde im zweiten Schritt des zweiteiligen Verfahrens zur Faserherstellung ein mechanisches Streckverhältnis 2,8 eingesetzt, und die Filamente wurde zu unterschiedlichen gewünschten Deniers gestreckt; entsprechend waren die einzelnen Bahnen und das resultierende Gewebe im Kardierungs- und Bondierungs- Arbeitsgang gleichsam von verschiedenen gewünschten Massen. Die Deniers der so erhaltenen Fasern und die Massen der aus diesen Fasern hergestellten Gewebe sind in Tabelle 5 aufgeführt.
Speziell hatten die Gewebe, wie in Tabelle 5 gezeigt, Massen im Bereich von 16,4 bis 23,3 gsy (19,7 bis 28,0 gsm) und wurden aus Fasern mit 1,0 bis 2,2 dpf (1,1 bis 2,42 dTex) hergestellt; diese Gewebe wurden zu Prüfstücken zerschnitten und identisch auf Hydrophobie mit Wasser unter Verwendung des hier zuerst bereitgestellten hydrostatischen Kopftests getestet - d. h. mit der angegebenen Modifizierung von AATCC 1952-18.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind gleichsam in Tabelle 5 gezeigt. Wie durch die in dieser Tabelle bereitgestellten Daten ersichtlich, resultiert die Kombination von niedrigeren Denier-Fasern mit höheren Flächenmassen in höheren hydrostatischen Kopfwerten.

Beispiel 12

Für dieses Beispiel wurden die Fasern, Gewebe und Prüfstücke wie in Beispiel 11 hergestellt und getestet, außer daß Fasern zweier unterschiedlicher Deniers - d. h. 1,0 dpf (1, 1 dTex) und 1,6 dpf (1,78 dTex) - hergestellt wurden und die Gewebe aus Mischungen dieser Fasern hergestellt wurden. Bei der Herstellung der Gewebe wurden Stapelfasern der unterschiedlichen Deniers vermischt und dann dem Kardierungs- und Bondierungsverfahren unterworfen; verschiedene relative Anteile der unterschiedlichen Denier-Fasern wurden eingesetzt, und die die aus diesen verschiedenen Mischungen hergestellten Gewebe hatten alle eine Flächenmasse von 20 gsy.
Die Daten für dieses Beispiel sind in Tabelle 6 bereitgestellt. Wie daraus ersichtlich ist, erhöhte sich der hydrostatische Kopf des Gewebes mit zunehmenden Anteilen von 1,0 dpf (1,11 dTex) Fasern im Gewebe. Tabelle 1 Gewebehydrophobie, gemessen durch synthetischen Urin unter Verwendung des modifizierten hydrostatischen Kopftests Tabelle 2 Windel-Leckage-Daten Tabelle 2 (Fortsetzung) Tabelle 3 Gewebe- und Fasereigenschaften

Tabelle 4

Gewebe- und Faserhydrophobieeigenschaften

Beispiele % Gewebeablauf

1 95
2 96
3 97
4 96
5 97
6 97
7 98
8 96 Tabelle 5 Tabelle 5 (Fortsetzung) Tabelle 6 Hydrostatischer Kopf von 20 gsy (24 gsm) Geweben aus Mischungen von 1,0 und 1,6 dpf (1,11 und 1,78 dTex) Faser
Diese Anmeldung steht in Verbindung mit der britischen vorläufigen Anmeldung Nr. 93-174902, eingereicht am 23. August 1993, deren Priorität beansprucht wird und die hier in ihrer Gesamtheit durch Verweis eingeführt wird.
Schließlich sollte beachtet werden, daß die Erfindung, obwohl sie unter Bezugnahme auf besondere Mittel, Materialien und Ausführungsformen beschrieben wurde, nicht auf die offenbarten Einzelheiten beschränkt ist und sich auf alle Äquivalente innerhalb des Umfangs der Patentansprüche ausdehnt.

Claims

1. Schutzartikel, umfassend ein filmloses hydrophobes Sperrelement, worin das filmlose hydrophobe Sperrelement ein Vliesgewebe umfasst, das ein Gewebegewicht von wenigstens ca. 10 gsy (12 g/m²) hat und kardierte und bondierte hydrophobe Polyolefin-Stapelfasern umfasst, wobei im wesentlichen alle Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 aufweisen (einen dTex-Wert von nicht mehr als 2,22).

2. Schutzartikel, umfassend ein filmloses hydrophobes Sperrelement, worin das filmlose hydrophobe Sperrelement ein Vliesgewebe umfasst, das einen hydrostatischen Kopfwert mit Wasser von wenigstens ca. 60 mm hat und kardierte und bondierte hydrophobe Polyolefin- Stapelfasern umfasst, wobei wenigstens ca. 10 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 aufweisen (einen dTex-Wert von nicht mehr als 2,22).

3. Artikel gemäss Anspruch 1, worin im wesentlichen alle Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 1, 8 aufweisen (einen dTex-Wert von nicht mehr als 2,0).

4. Artikel gemäss Anspruch 1 oder 3, worin das Vliesgewebe einen hydrostatischen Kopfwert mit Wasser von wenigstens ca. 60 mm aufweist.

5. Artikel gemäss Anspruch 1, 2, 3 oder 4, worin die Stapelfasern Fasern wenigstens zweier unterschiedlicher dpf-Werte umfassen.

6. Artikel gemäss Anspruch 5, worin ca. 10 bis 90 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von ca. 0,5 bis 2,0 (0,55 bis 2,22 dTex) und ca. 10 bis 90 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von ca. 2,2 bis 4,0 aufweisen (2,44 bis 4,44 dTex).

7. Artikel gemäss Anspruch 5, worin ca. 10 bis 90 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von ca. 1,0 bis 1, 8 (1, 11 bis 2,0 dTex) und ca. 10 bis 90 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von ca. 2,2 bis 4,0 dpf aufweisen (2,44 bis 4,44 dTex).

8. Artikel gemäss einem der Ansprüche 5 bis 7, worin das Vliesgewebe eine Schicht umfasst, die Fasern wenigstens zweier unterschiedlicher dpf-Werte umfasst.

9. Artikel gemäss einem der Ansprüche 5 bis 7, worin das Vliesgewebe wenigstens zwei Schichten umfasst, wobei eine erste Schicht der wenigstens zwei Schichten Fasern mit einem ersten dpf-Wert umfasst und eine zweite Schicht der wenigstens zwei Schichten Fasern mit einem zweiten dpf-Wert umfasst, wobei der erste dpf-Wert vom zweiten dpf-Wert verschieden ist.

10. Artikel gemäss Anspruch 9, worin das Vliesgewebe ein zweischichtiges Gewebe ist, das im wesentlichen aus der ersten Schicht und der zweiten Schicht besteht.

11. Artikel gemäss Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 5 bis 10, abhängig von Anspruch 2, worin wenigstens ca. 30 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 aufweisen (einen dTex-Wert von nicht mehr als 2,22).

12. Artikel gemäss Anspruch 11, worin wenigstens ca. 40 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 aufweisen (einen dTex-Wert von nicht mehr als 2,22).

13. Artikel gemäss Anspruch 12, worin wenigstens ca. 50 Gew.-% der Stapelfasern einen dpf-Wert von nicht mehr als ca. 2,0 aufweisen (einen dTex-Wert von nicht mehr als 2,22).

14. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein Abfalleinschliessungsartikel ist.

15. Artikel gemäss Anspruch 14, worin das filmlose hydrophobe Sperrelement wenigstens ein Element umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Sperrmanschetten und flüssigkeitsundurchlässigen Verstärkungskomponenten besteht.

16. Artikel gemäss Anspruch 14, der eine Windel ist, worin das filmlose hydrophobe Sperrelement wenigstens ein Element umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Beinmanschetten, Hosenbünden und flüssigkeitsundurchlässigen Verstärkungskomponenten besteht.

17. Artikel gemäss Anspruch 14, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Hemden, Hosen, Jacken, Kitteln, Krankenhaus- und Chirurgiehauben, Krankenhaus- und Chirurgiekitteln, Krankenhaus- und Chirurgieputzkleidung, Bögen, chirurgischen Tischabdeckungen, Abdeckungen für Beistelltischchen, Industriekleidungen, Menstruationsvorrichtungen und Inkontinenzbinden besteht.

18. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Stapelfasern ein Polyolefin mit einer hydrophoben antistatischen Oberflächenappretur umfassen.

19. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin im wesentlichen alle Stapelfasern eine Länge von ca. 1 bis 3 Zoll (25 bis 76 mm) aufweisen.

20. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Polyolefin Polypropylen umfasst.

21. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Vliesgewebe eine Flächenmasse von ca. 10 bis 50 gsy (12 bis 60 g/m²) aufweist.

22. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Vliesgewebe eine mittlere Porengrösse von nicht mehr als ca. 52 um aufweist.

23. Artikel gemäss Anspruch 22, worin das Vliesgewebe eine mittlere Porengrösse von nicht mehr als ca. 43 um aufweist.

24. Artikel gemäss Anspruch 22, worin das Vliesgewebe eine mittlere Porengrösse von nicht mehr als ca. 41 um aufweist.

25. Artikel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Vliesgewebe eine Dichte von ca. 0,01 bis 0,15 g/cm³ aufweist.

26. Artikel gemäss Anspruch 25, worin das Vliesgewebe eine Dichte von ca. 0,05 bis 0,15 g/cm³ aufweist.

27. Artikel gemäss Anspruch 26, worin das Vliesgewebe eine Dichte von ca. 0,07 bis 0,15 g/cm³ aufweist.