DE69725233T2

DE69725233T2 - Vliesstoffe mit unterschiedlichen ästhetischen Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69725233T2
Application number: DE1997625233
Authority: DE
Inventors: Jacqueline A. Mauldin Willey; Deborah K. Easley Lickfield
Original assignee: BBA Nonwovens Simpsonville Inc
Current assignee: Fitesa Simpsonville Inc
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: US5766737A; DE69725233D1; EP0821092B1; EP0821092A3; EP0821092A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Vliesstoffe und Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen. Insbesondere betrifft die Erfindung Sperrvliesstoffe, die sich besonders für medizinische Anwendungen eignen.
Hintergrund der Erfindung
Es wurden Sperrvliesstoffe entwickelt, die den Durchgang von Bakterien und anderen Verunreinigungen verhindern und für einmal verwendbare medizinische Gewebe verwendet werden, beispielsweise für Operationsabdecktücher, einmal verwendbare Kittel und dergleichen. Sperrstoffe können gebildet werden, indem ein inneres Faservlies aus thermoplastischen schmelzgeblasenen Mikrofasern sandwichartig zwischen zwei äußeren Vliesbahnen aus im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen spunbonded Filamenten angeordnet wird. Das schmelzgeblasene Faservlies stellt eine für Bakterien und andere Verunreinigungen undurchdringliche Sperre in dem Verbundvliesstoff bereit. Die äußeren Spinnvliesbahnen sind so gewählt, daß sie dem Verbundstoff Abriebbeständigkeit und Festigkeit verleihen. Beispiele für solche dreilagigen Verbundvliesstoffe werden beschrieben in US 4,041,203 , US 4,863,785 und US 4,863,779.
Herkömmliche Sperrstoffe können hinsichtlich ihrer ästhetischen Eigenschaften wie zum Beispiel der Drapierbarkeit, Flexibilität und Weichheit des Stoffes begrenzt sein. Zum Beispiel ist normalerweise jede der Stoffschichten eines dreilagigen Sperrvliesstoffes aus Polypropylen gebildet, was dem Stoff eine gute Festigkeit und Abriebbeständigkeit verleihen kann, hat aber ästhetische Nachteile, wie zum Beispiel Steifigkeit, Hartgriffigkeit und dergleichen.
Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn dreilagige Sperrvliesstoffe fluidabweisende Eigenschaften haben, insbesondere bei Stoffen, die für chirurgische Gegenstände wie zum Beispiel Operationsabdecktücher und Operationskittel verwendet werden. Oft ist es wünschenswert, eine hydrophobe Vliesbahn als flüssigkeitsundurchlässige Schicht in einen Vliesverbundstoff einzubauen, um zu verhindern, daß Fluide den Vliesstoff durchdringen und bis zur Haut des Trägers gelangen. Für die Herstellung hydrophober Vliese verwendetes Material hat jedoch normalerweise eine schlechte Griffigkeit bzw. fühlt sich schlecht an, und somit können solche Vliese an einer schlechten Ästhetik des Stoffes leiden.
Um die Ästhetik von dreilagigen Verbundstoffen zu verbessern, ohne die Festigkeit und die fluidabweisenden Eigenschaften zu beeinträchtigen, wurden Bikomponentenfasern und Mischfasern verwendet, um einzelne Komponenten eines dreilagigen Verbundstoffes herzustellen. Die konstituierenden Polymere von Bikomponenten- und Mischfasern können so gewählt werden, daß sie den Fasern und den daraus hergestellten Stoffen die gewünschten Eigenschaften verleihen. Stoffe, die als Komponente ein Vlies aus Bikomponenten- oder Mischfasern enthalten, können bessere ästhetische und sonstige Eigenschaften haben. Die Verwendung von Bikomponenten- und/oder Mischfasern erfordert jedoch komplexere Geräte, als sie für Homofilamente erforderlich sind, und können außerdem zusätzliche Verarbeitungsschritte erfordern. Außerdem können solche Geräte kostspielig zu betreiben sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Einige bevorzugte Merkmale sind in den Unteransprüchen definiert. Die Erfindung stellt Verbundvliesstoffe bereit, die in einem Stoff wünschenswerte Sperreigenschaften, fluidabweisende Eigenschaften und/oder ästhetische Eigenschaften vereinen. Die erfindungsgemäßen Vliesstoffe umfassen eine äußere Vliesbahn, die aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten gebildet ist, und eine Vliesbahn aus thermoplastischen schmelzgeblasenen Mikrofasern, die sandwichartig zwischen den Spinnvliesbahnen angeordnet und mit diesen verbunden ist. Die Filamente der äußeren Spinnvliesbahnen sind aus Polymeren mit unterschiedlichen ästhetischen Eigenschaften gebildet. Infolgedessen hat jede der Spinnvliesbahnen eine unterschiedliche Weichheit, Flexibilität, etc. und verleiht somit dem Verbundstoff unterschiedliche ästhetische Eigenschaften.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erfindungsgemäße Verbundstoff eine Vliesbahn, die aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen Polypropylenfilamenten gebildet ist, eine Vliesbahn, die aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen Polyethylenfilamenten gebildet ist, und eine Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Polypropylenmikrofasern, die sandwichartig zwischen den Spinnvliesbahnen angeordnet und mit diesen verbunden ist. Alle Schichten sind vorzugsweise thermisch miteinander verbunden über eine Vielzahl diskreter thermischer Verbindungen, die im wesentlichen über die gesamte Länge und Breite des Verbundvliesstoffes verteilt sind.
Die erfindungsgemäßen Verbundvliesstoffe haben ausgezeichnete Sperreigenschaften, sind flexibel und weich und bieten wünschenswerte fluidabweisende Eigenschaften. Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe können als Komponenten bei einer Vielzahl von Vliesprodukten verwendet werden und eignen sich besonders als Sperrkomponenten in medizinischen Geweben wie zum Beispiel sterilen Tüchern, Operationskitteln, Operationsabdecktüchern und dergleichen. Das Spinnvlies aus kontinuierlichen Polypropylenfilamenten verleiht dem erfindungsgemäßen Ver bundstoff eine gute Abriebbeständigkeit und Festigkeit. Die innere schmelzgeblasene Polypropylenschicht bietet gute Sperreigenschaften. Der Spinnvliesstoff aus Polyethylen verleiht dem Verbundstoff wünschenswerte ästhetische Eigenschaften wie zum Beispiel verbesserte Flexibilität und Weichheit.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden auch medizinische Gewebe bereitgestellt, die den oben beschriebenen Verbundstoff aus spunbonded Polypropylen/schmelzgeblasenem Polypropylen/spunbonded Polyethylen enthalten. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Verbundvliesstoffe nützlich als Komponenten in medizinischen Geweben wie zum Beispiel Operationsabdecktüchern und Operationskitteln. Wenn sie zum Beispiel zur Herstellung eines Operationskittels verwendet wird, ist die Stoffschicht aus spunbonded Polyethylen eine innere Schicht des bei der Operation verwendeten Stoffes, d. h. sie liegt an der Haut des Trägers an. Demzufolge verleihen die erfindungsgemäßen Operationskittel einem fluidabweisenden Sperrverbundstoff eine komfortable Textur. Durch Einbau eines inneren Spinnvliesstoffes aus Polyethylen zeigt der für eine Operation verwendete erfindungsgemäße Stoff eine verbesserte Flexibilität und Griffigkeit, was bei einem Operationskittel für seine Anpassungsfähigkeit an Körperteile oder für die Drapierbarkeit eines in einem Operationssaal verwendeten übergelegten Stoffes von Nutzen ist.
Verbundvliesstoffe gemäß der Erfindung können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung problemlos hergestellt werden. Die Verbundvliesstoffe können hergestellt werden durch Bilden einer aus Schichten bestehenden Vliesbahn, die eine Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Polypropylen-Mikrofasern enthält, die sandwichartig zwischen einer Spinnvliesbahn aus Polypropylenfilamenten und einer Spinnvliesbahn aus Polyethylenfilamenten angeordnet ist. Danach werden die Schichten des resultierenden Verbundvliesstoffes einer Behandlung zum ther mischen Verbinden unterzogen, die ausreicht, um eine Vielzahl diskreter thermischer Verbindungen bereitzustellen, die im wesentlichen über die gesamte Oberfläche des Stoffes verteilt sind. Vorteilhafterweise wird der Verbundstoff unter Verwendung eines Prägekalanders verbunden.
Der erfindungsgemäße Verbundvliesstoff bietet mehrere wünschenswerte und dennoch offensichtlich entgegengesetzte Eigenschaften in einem Stoff. Die erfindungsgemäßen Stoffe bieten nicht nur eine Sperre gegen die Übertragung von Fluiden, Bakterien und sonstigen Verunreinigungen sowie fluidabweisende Eigenschaften; sie bieten auch wünschenswerte ästhetische Eigenschaften wie zum Beispiel einen stoffartigen Griff und eine Drapierbarkeit, ohne die Sperreigenschaften und die fluidabweisenden Eigenschaften herabzusetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen, die Bestandteil der ursprünglichen Offenbarung der Erfindung sind, zeigen:
1 eine fragmentarische Draufsicht eines Verbundvliesstoffes gemäß der Erfindung, teilweise ausgeschnitten, um die einzelnen Schichten desselben zu veranschaulichen; und
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundvliesstoffes gemäß der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun im folgenden anhand der Zeichnungen gründlicher beschrieben, in denen veranschaulichende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollte nicht als auf die hierin dargeleg ten Ausführungsformen begrenzt verstanden werden. Diese Ausführungsformen sind vielmehr angegeben, um eine gründliche und vollständige Offenbarung zu erhalten, und sie werden dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermitteln. Gleiche Bezugszeichen betreffen durchwegs gleiche Elemente. Der Übersichtlichkeit halber wurde der Maßstab übertrieben.
1 ist eine fragmentarische Draufsicht eines Verbundstoffes gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Verbundstoff ist allgemein mit 10 bezeichnet. Der Verbundstoff 10 ist teilweise ausgeschnitten, um die einzelnen Komponenten desselben zu veranschaulichen. Der Stoff ist ein dreilagiger Verbundstoff mit einer inneren Lage 12, die sandwichartig zwischen den äußeren Lagen 14 und 16 angeordnet ist. Der Verbundstoff 10 hat eine gute Festigkeit und Flexibilität und fällt gut und kann zu verschiedenen Artikeln oder Kleidungsstücken wie zum Beispiel sterilen Tüchern, Operationskitteln, Operationsabdecktüchern und dergleichen geformt werden. Die Sperreigenschaften des Stoffes 10 machen ihn besonders geeignet für medizinische Anwendungen, aber der Stoff ist auch nützlich für alle anderen Anwendungen, bei denen eine Sperre gegen Verunreinigungen und fluidabweisende Eigenschaften sowie ein stoffartiger Griff und Drapierbarkeit wünschenswert wären, wie zum Beispiel bei Arbeitskleidung, Filtermedien und einmal verwendbaren Wischtüchern.
Die innere Lage 12 ist eine Faservliesbahn aus einer Vielzahl von schmelzgeblasenen thermoplastischen Mikrofasern. Die Mikrofasern können aus jeder einer Anzahl von bekannten faserbildenden Polymerzusammensetzungen hergestellt sein. Solche Polymere umfassen jene, die aus der aus Polyolefinen wie zum Beispiel Polypropylen und Polyethylen, Polyestern, Polyamiden und Copolymeren und Mischungen derselben bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Vorzugsweise sind die Mikrofasern Polypropylenmikrofasern.
Die Mikrofasern haben vorzugsweise einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von bis zu etwa 10 μm, wobei sehr wenige, wenn überhaupt, andere Fasern einen Durchmesser von mehr als 10 μm haben. Normalerweise wird der durchschnittliche Durchmesser der Fasern im Bereich von 2 bis 6 μm liegen. Die schmelzgeblasene Mikrofaserschicht 12 wird vorzugsweise nach dem in Buntin et al., US-Patent Nr. 3,978,185, beschriebenen Verfahren hergestellt. Die schmelzgeblasene Schicht 12 kann ein Basisgewicht im Bereich von etwa 10 bis etwa 80 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) haben, vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis 30 g/m².
Vorteilhafterweise wird das schmelzgeblasene Vlies 12 elektrisch behandelt, um die Filtrationseigenschaften des Vlieses zu verbessern. Solche elektrisch behandelten Fasern sind in der Technik als "Elektret"-Faservliese allgemein bekannt. Elektret-Faserfilter sind höchst effizient beim Filtern von Luft wegen der Kombination aus dem mechanischen Einfangen von Teilchen in der Luft und dem Einfangen von Teilchen aufgrund der elektrischen oder elektrostatischen Eigenschaften der Fasern. Sowohl geladene als auch ungeladene Teilchen in der Luft, die so groß sind, daß sie von dem Filtrationsmedium nicht mechanisch eingefangen werden würden, werden von dem geladenen Filtrationsmedium eingefangen. Das schmelzgeblasene Vlies 12 kann unter Verwendung von in der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen elektrisch behandelt werden. Alternativ kann der erfindungsgemäße Verbundstoff 10 unter Verwendung von herkömmlichen Verfahren elektrisch behandelt werden, nachdem die jeweiligen Schichten 12, 14 und 16 zu dem Verbundstoff 10 zusammengesetzt wurden.
Die äußere Lage 14 des Verbundstoffs 10 ist eine Vliesbahn aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten. Die thermoplastischen Filamente der Lage 14 können aus jeder einer Anzahl von bekannten faserbildenden Polymerzusammensetzungen hergestellt sein. Solche Polymere umfassen jene, die aus der aus Polyolefinen wie zum Beispiel Polypropylen und Polyethylen, Polyestern, Polyamiden und Copolymeren und Mischungen derselben bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Das Spinnvlies 14 kann unter Verwendung wohlbekannter Spinnvliesverfahren hergestellt werden, und es kann geeigneterweise ein Basisgewicht im Bereich von etwa 10 g/m² bis etwa 100 g/m² haben.
Die äußere Lage 16 des Verbundstoffs 10 ist ebenfalls eine Vliesbahn aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten. Wie bei der Spinnvlieslage 14 können die Filamente der Lage 16 aus jeder einer Anzahl von bekannten faserbildenden Polymerzusammensetzungen hergestellt sein, einschließlich Polyolefine wie zum Beispiel Polypropylen und Polyethylen, Polyester, Polyamide und Copolymere und Mischungen derselben. Die Filamente der Lage 16 sind jedoch aus einem Polymer gebildet, das ausgewählt wurde, um der Lage 16 im Vergleich zu der Lage 14 andere ästhetische Eigenschaften zu verleihen, d. h. eine andere Weichheit, Flexibilität, Drapierbarkeit und dergleichen. Vorzugsweise sind die Filamente der Lage 16 aus einem Polymer gebildet, das ihr im Vergleich zu der Lage 14 eine größere Weichheit und Flexibilität verleiht.
In dieser Hinsicht zeigt die Lage 16 vorteilhafterweise mindestens etwa 25% und vorzugsweise mindestens etwa 50% mehr Weichheit und Flexibilität als die Lage 14, ermittelt unter Verwendung herkömmlicher Prüfverfahren wie zum Beispiel IST90.3-92. Der Unterschied zwischen den Lagen 14 und 16 hinsichtlich Flexibilität und Weichheit führt zu einer verbesserten Weichheit und Flexibilität des resultierenden Verbundstoffs im Vergleich zu herkömmlichen dreilagigen Verbundstoffen aus spundbonded Polypropylen/schmelzgeblasenem Polypropylen/spunbonded Polypropylen mit im wesentlichen demselben Basisgewicht und Bindungsmuster. Insbesondere zeigen die erfindungsgemäßen Verbundstoffe mindestens etwa 25% und vorzugs weise mindestens etwa 40% oder mehr Zunahme an Weichheit und Flexibilität gegenüber herkömmlichen dreilagigen Verbundstoffen aus Polypropylen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lage 14 ein Polypropylenspinnvlies, und die Lage 16 ist ein Polyethylenspinnvlies, wenngleich die Lage 14 und die Lage 16 jeweils auch aus anderen Polymeren gebildet werden können, wie oben beschrieben, solange die dabei entstehenden Lagen unterschiedliche ästhetische Eigenschaften zeigen.
Der Begriff "Polyethylen" wird hierin in einem allgemeinen Sinn verwendet und soll verschiedene Homopolymere, Copolymere und Terpolymere von Ethylen umfassen, einschließlich Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen hoher Dichte und lineares Polyethylen geringer Dichte, wobei Polyethylen hoher Dichte ("HDPE") am meisten bevorzugt wird.
Das Spinnvlies 16 kann unter Verwendung wohlbekannter Spinnvliesverfahren hergestellt werden und kann ein Basisgewicht in dem oben im Zusammenhang mit dem Spinnvlies 14 beschriebenen Bereich haben. Vorteilhafterweise hat das Spinnvlies 16 ein ähnliches Basisgewicht wie das Spinnvlies 14.
Die Schichten 12, 14 und 16 des Verbundstoffes der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung von in der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu einem zusammenhängenden Stoff miteinander verbunden werden. Zum Beispiel können die Schichten 12, 14 und 16 durch thermisches Verbinden, mechanisches Verschlingen, Verkleben und dergleichen miteinander verbunden werden. Vorzugsweise umfaßt der Verbundstoff 10 eine Vielfalt an diskreten thermischen Verbindungen, die über den Stoff verteilt sind, so daß die Schichten 12, 14 und 16 zu einem zusammenhängenden Stoff miteinander verbunden werden.
Wie für den Fachmann klar ist, kann der Verbundstoff 10 außerdem noch eine oder mehrere zusätzliche Schichten umfassen, um verbesserte Sperren gegen die Übertragung von Flüssigkeiten, in der Luft enthaltenen Verunreinigungen, etc. und/oder zusätzliche Trägerschichten bereitzustellen.
Der erfindungsgemäße Verbundstoff 10 zeigt eine Vielzahl wünschenswerter Eigenschaften, was den Stoff besonders nützlich macht als Sperrstoff bei medizinischen Anwendungen. Mindestens eine Spinnvliesschicht ist aus einem Polymer gebildet, das ausgewählt wurde, um dem Verbundstoff eine gute Festigkeit und Abriebbeständigkeit zu verleihen, vorzugsweise Polypropylen. Das andere Spinnvlies ist aus einem Polymer gebildet, das ausgewählt wurde, um dem Vlies und damit dem resultierenden Verbundstoff wünschenswerte ästhetische Eigenschaften zu verleihen. Das andere Spinnvlies hat eine erhöhte Weichheit und Flexibilität und ist vorzugsweise ein Polyethylenspinnvlies. Das schmelzgeblasene innere Vlies bietet gute Sperreigenschaften und ist vorzugsweise ein Polypropylen-Schmelzblasvlies. Der resultierende Stoff kann signifikant verbesserte ästhetische Eigenschaften zeigen, wie zum Beispiel einen weichen Griff, einen verbesserten Fall und eine verbesserte Flexibilität im Vergleich zu den derzeit erhältlichen handelsüblichen Produkten. Dennoch behält der Stoff auch gute Sperreigenschaften sowie gute fluidabweisende Eigenschaften.
Anhand von 2 ist nun ein veranschaulichendes Verfahren zur Bildung des Verbundstoffs 10 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine herkömmliche Spinnvliesvorrichtung 20 bildet eine erste Spinnvliesschicht 22 aus im wesentlichen kontinuierlichen Polymerfilamenten aus Polypropylen. Das Vlies 22 wird auf dem Formungssieb 24 abgelegt, das durch Walzen 26 in Längsrichtung angetrieben wird.
Bei dem Spinnvliesverfahren wird ein Polymer durch einen im allgemeinen linearen Düsenkopf oder eine Spinndüse 30 zum Schmelzspinnen im wesentlichen kontinuierlicher Filamente 32 extrudiert. Die Spinndüse produziert die Filamente vorzugsweise in im wesentlichen gleich weit voneinander beabstandeten Gruppen, und die Düsenöffnungen haben vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,005 bis etwa 0,102 cm.
Wie in 2 gezeigt, werden die im wesentlichen kontinuierlichen Filamente 32 aus der Spinndüse 30 extrudiert und durch die Zufuhr von Kühlluft 34 abgekühlt. Die Filamente werden nach dem Abkühlen zu einer Verfeinerungsvorrichtung 36 geleitet, und die zugeführte Verfeinerungsluft wird darin eingeleitet. Wenngleich in der Zeichnung separate Abkühl- und Verfeinerungszonen dargestellt sind, wird es für den Fachmann offensichtlich sein, daß die Filamente aus der Spinndüse 30 direkt in die Verfeinerungsvorrichtung 36 gelangen können, wo die Filamente entweder durch die Zufuhr von Verfeinerungsluft oder durch eine separate Kühlluftzufuhr abgekühlt werden können.
Die Verfeinerungsluft kann durch eine Luftzufuhr über dem Eintrittsende, durch ein unter einem Formungsdraht befindliches Vakuum oder durch die Verwendung von einstückig mit der Verfeinerungsvorrichtung ausgebildeten Ejektoren in die Verfeinerungsvorrichtung 36 geleitet werden. Die Luft strömt die Verfeinerungsvorrichtung 36 hinab, die in Richtung von der Spinndüse 30 weg schmäler wird, so daß es zu einem Venturi-Effekt kommt und die Filamente verfeinert werden. Luft und Filamente treten aus der Verfeinerungsvorrichtung 36 aus, und die Filamente werden auf dem Sammelsieb 24 gesammelt. Die bei dem Spinnvliesverfahren verwendete Verfeinerungsvorrichtung 36 kann von jeder geeigneten, in der Technik bekannten Art sein, wie zum Beispiel eine Schlitzziehvorrichtung oder eine rohrartige Vorrichtung (Lurgi).
Nach dem Ablegen der Spinnvliesschicht 22 auf dem Sieb 24 bewegt sich die Vliesbahn in Längsrichtung unter eine herkömmliche Schmelzblasvorrichtung 40. Die Schmelzblasvorrichtung 40 bildet einen schmelzgeblasenen Faserstrom 42, der auf der Oberfläche der Spinnvliesbahn 22 abgelegt wird, um eine Struktur 44 aus Spinnvlies und Schmelzblasvlies zu bilden. Schmelzblasverfahren und -vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt und werden zum Beispiel in dem US-Patent Nr. 3,849,241 von Buntin et al. und dem US-Patent Nr. 4,048,364 von Harding et al. offenbart.
Beim Schmelzblasen wird thermoplastisches Harz in einen Extruder eingespeist, wo es geschmolzen und auf die geeignete, zur Faserbildung erforderliche Temperatur erwärmt wird. Der Extruder führt das geschmolzene Harz einer speziellen Schmelzblasdüse zu. Bei der Düsenanordnung handelt es sich im allgemeinen um eine Vielzahl von linear angeordneten Kapillaren mit kleinem Durchmesser. Das Harz tritt als schmelzflüssige Fäden oder Ströme aus den Düsenöffnungen in schnell strömende konvergierende Ströme von erwärmtem Gas, normalerweise Luft, aus. Die Luft verfeinert die Polymerströme und zerteilt den verfeinerten Strom in einen Strahl von feinen Fasern, die auf einem vor dem Strahl angebrachten beweglichen Sieb gesammelt werden. Wenn die Fasern auf dem Sieb landen, verschlingen sie sich zu einer zusammenhängenden Vliesbahn.
Die Struktur 44 aus Spinnvlies und Schmelzblasvlies wird als nächstes von dem Formungssieb 24 in Längsrichtung unter eine zweite herkömmliche Spinnvliesvorrichtung 50 befördert. Die Spinnvliesvorrichtung 50 legt eine Spinnvliesschicht aus Polyethylen auf der Struktur 44 ab, um dadurch eine Verbundstruktur 52 aus Polypropylenspinnvlies/Polypropylenschmelzblasvlies/Polyethylenspinnvlies zu bilden.
Der dreilagige Verbundstoff 52 wird gemäß 2 in Längsrichtung zu einer herkömmlichen thermischen Verschmelzungs station 60 befördert, um einen gebondeten Verbundvliesstoff 10 bereitzustellen. Die Verschmelzungsstation ist auf eine dem Fachmann bekannte, herkömmliche Weise konstruiert und umfaßt vorteilhafterweise zusammenwirkende Prägewalzen 62 und 64, die mindestens eine Punktwalze, Schneckenwalze und dergleichen umfassen können. Vorzugsweise werden die Schichten miteinander verbunden, um eine Vielzahl thermischer Verbindungen bereitzustellen, die über den gesamten Verbundstoff verteilt sind. Die Kaschierbedingungen, einschließlich Temperatur und Druck der Kaschierwalzen, sind in der Technik für verschiedene Polymere bekannt. Bei dem Verbundstoff aus einem Polypropylenspinnvlies/Polypropylenschmelzblasvlies/Polyethylenspinnvlies werden die Prägewalzen vorzugsweise auf eine Temperatur zuwischen etwa 120°C und etwa 130°C erwärmt. Der Verbundstoff wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 bis 300 m/min, und vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 5 und 150 m/min, durch die Prägewalzen geführt.
Wenngleich eine thermische Verschmelzungsstation in Form von Kaschierwalzen in 2 veranschaulicht ist, können auch andere Wärmebehandlungsstationen wie zum Beispiel Ultraschall-, Mikrowellen- oder sonstige HF-Behandlungszonen, die den Stoff verbinden könnnen, anstelle der Kaschierwalzen von 2 verwendet werden. Solche herkömmlichen Heizstationen sind dem Fachmann bekannt und in der Lage, eine beachtliche thermische Verschmelzung der Vliesbahnen zu bewirken. Außerdem können auch andere in der Technik bekannte Verbindungsverfahren verwendet werden, wie zum Beispiel die Hydroverschlingung der Fasern, Vernadelung, und dergleichen. Es ist auch möglich, die Verbindung mit Hilfe eines geeigneten, in der Technik bekannten Bindemittels zu erreichen, einzeln oder in Kombination mit der thermischen Verschmelzung.
Der resultierende Verbundstoff 10 verläßt die thermische Verschmelzungsstation und wird mit herkömmlichen Mitteln auf einer Rolle 70 aufgewickelt.
Bei dem in 2 veranschaulichten Verfahren sind zahlreiche Variationen möglich. Wenngleich gemäß der in 2 gezeigten schematischen Darstellung ein Spinnvlies direkt während eines kontinuierlichen In-line-Verfahrens gebildet wird, können die Spinnvliese ganz offensichtlich vorgeformt und als Rollen vorgeformter Vliesbahnen geliefert werden. Analog dazu können, wenngleich das Schmelzblasvlies laut Darstellung direkt auf dem Spinnvlies und darauf wieder das Spinnvlies ausgebildet wird, die Schmelzblasvliese und Spinnvliese vorgeformt werden, und solche vorgeformten Vliese können zu dem Verbundstoff kombiniert werden oder können zur weiteren Konsolidierung durch Heizwalzen und danach auf ein Spinnvlies geführt werden, oder sie können in Rollenform aufbewahrt und von einer vorgeformten Rolle auf die Spinnvliesschicht geführt werden. Analog dazu kann der dreilagige Verbundstoff gebildet und aufbewahrt werden, bevor er in der Prägestation geprägt wird.
Außerdem können die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Polymere speziell darauf zugeschnitten sein, eine gewünschte Eigenschaft in dem Verbundstoff bereitzustellen oder zu verbessern. Zum Beispiel kann einer aus einer Vielzahl von Haftvermittlern oder "Klebrigmachern", wie zum Beispiel Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, den bei der Herstellung eines der Vliese der Verbundstruktur verwendeten Polymeren zugesetzt werden, um die Haftung zwischen den Lagen zu verbessern. Ferner kann mindestens eines der Vliese mit einem Behandlungsmittel behandelt werden, um dem Stoff eine aus einer Anzahl von gewünschten Eigenschaften zu verleihen, wie zum Beispiel flammhemmende Eigenschaften, hydrophile Eigenschaften, und dergleichen.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden nichteinschränkenden Beispiele weiter veranschaulicht.
Beispiel 1
Es wurden Polypropylenspinnvliese und Polyethylenspinnvliese hergestellt, und bei jedem wurden verschiedene Eigenschaften bewertet. Die in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse zeigen die verbesserte Weichheit von Polyethylenspinnvliesen und die verbesserte Abriebbeständigkeit von Polypropylenspinnvliesen.
Tabelle 1
Beispiel 2
Ein Verbundvliesstoff gemäß der Erfindung wurde gemäß nachfolgender Beschreibung hergestellt. Es wurde eine Vliesbahn aus spunbonded Polypropylen hergestellt, das bei Exxon Chemical unter der Handelsbezeichnung 3445 erhältlich ist. Die Filamente hatten pro Filament ein Denier von 3, und das Spinnvlies aus im wesentlichen kontinuierlichen Polypropylenfilamenten hatte ein Basisgewicht von etwa 20 g/m². Eine zweite Vliesbahn wurde hergestellt durch Schmelzblasen von Polypropylen, das bei Exxon Chemical unter der Handelsbezeichnung 3445G erhältlich ist, zu einem Faservlies mit einem Basisgewicht von etwa 12 g/m². Eine dritte Vliesbahn wurde gebildet aus spunbonded Polyethylen, das bei Dow Chemical erhältlich ist.
Die Bahnen wurden kombiniert und zusammengedrückt, um einen Verbundstoff aus spunbonded Polypropylen/schmelzgeblasenem Polypropylen/spunbonded Polyethylen zu bilden. Der Verbundstoff wurde danach durch den Spalt von zwei zusammenwirkenden texturierten und glatten Prägewalzen geführt. (Probe C).
Zur Bewertung der verbesserten ästhetischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbundstoffe wurde ein zweiter dreilagiger Verbundstoff gemäß obiger Beschreibung hergestellt, nur daß hier das Polyethylenspinnvlies durch ein zweites Polypropylenspinnvlies ersetzt wurde (Probe D). Die Weichheit und Flexibilität sowohl des dreilagigen Verbundstoffes gemäß der Erfindung als auch des zum Vergleich herangezogenen dreilagigen Verbundstoffes wurden ermittelt, und die Ergebnisse sind unten in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe zeigten gute Sperr- und Filtrationseigenschaften und flüssigkeitsabweisende Eigenschaften. Außerdem zeigen die erfindungsgemäßen Verbundstoffe hohe Flexibilität (d. h. leichte Handhabung) und überlegene Weichheit.
Das vorstehende Beispiel dient der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sollte nicht als diese einschränkend verstanden werden. Die Erfindung ist durch die nun folgenden Ansprüche definiert, wobei Entsprechungen der Ansprüche darin enthalten sein sollen.

Claims

Flüssigkeitsabweisender Verbund-Sperrvliesstoff mit: einer ersten Vliesbahn aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten; einer zweiten Vliesbahn aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten, wobei der zweite spunbonded Stoff andere Weichheits- und Flexibilitätseigenschaften im Vergleich zur ersten spunbonded Bahn aufweist; und einer Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Mikrofasern, die aus einem oder mehreren Polymeren gebildet sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polypropylen, linearem Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Polyestern und Polyamiden besteht, sandwichartig zwischen den ersten und zweiten spunbonded Vliesbahnen angeordnet und mit diesen verbunden, um einen unitären Stoffaufbau mit einer Kombination unterschiedlicher Weichheits- und Flexibilitätseigenschaften zu bilden.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 1, bei dem der Weichheitsunterschied zwischen den ersten und zweiten spunbonded Vliesbahnen wenigstens ungefähr 25% beträgt, bestimmt unter Verwendung des IST90.3-92-Prüfverfahrens.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 1, bei dem der Weichheitsunterschied zwischen den ersten und zweiten spunbonded Vliesbahnen wenigstens ungefähr 50% beträgt, bestimmt unter Verwendung des IST90.3-92-Prüfverfahrens.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 1, bei dem der Flexibilitätsunterschied zwischen den ersten und zweiten spunbonded Vliesbahnen wenigstens ungefähr 25% beträgt, bestimmt unter Verwendung des IST90.3-92-Prüfverfahrens.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 1, bei dem der Flexibilitätsunterschied zwischen den ersten und zweiten spunbonded Vliesbahnen wenigstens ungefähr 50% beträgt, bestimmt unter Verwendung des IST90.3-92-Prüfverfahrens.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 1, bei dem die erste spunbonded Bahn im wesentlichen kontinuierliche Polypropylen-Filamente aufweist und bei dem die zweite spunbonded Bahn im wesentlichen kontinuierliche Polyethylen-Filamente aufweist.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 1, ferner mit einer Vielfalt von thermischen Verbindungen, die die ersten und zweiten spunbonded Vliesbahnen und die schmelzgeblasene Hahn miteinander verbinden, um einen zusammenhängenden Verbundstoff zu bilden.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 6, bei dem der Verbundstoff eine Flexibilität von ungefähr 45 Gramm zeigt, bestimmt unter Verwendung des Standardprüfverfahrens IST90.3-92.
Verbund-Vliesstoff nach Anspruch 6, bei dem der Verbundstoff wenigstens ungefähr 25% mehr Flexibilität zeigt im Vergleich zu einem Stoff aus spunbonded Polypropylen/schmelzgeblasenem Polypropylen/spunbonded Propylen von im wesentlichen demselben Basisgewicht.
Operationskittel gebildet aus einem Vliesstoff-Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Operationsabdecktuch gebildet aus einem Vliesstoff-Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Vliesstoffes, mit: dem Bilden eines Schichtstoffes, der eine Vliesbahn aus thermoplastischen mikrofeinen schmelzgeblasenen Fasern aufweist, die aus einem oder mehreren Polymeren gebildet sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polypropylen, linearem Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Polyestern und Polyamiden besteht, sandwichartig zwischen einander gegenüberliegenen Vliesbahnen angeordnet, die aus spunbonded, im wesentlichen kontinuierlichen Filamenten gebildet sind, wobei die einander gegenüberliegenden spunbonded Bahnen unterschiedliche Weichheits- und Flexibilitätseigenschaften aufweisen; und dem Verbinden der einander gegenüberliegenden spunbonded Vliesbahnen und der schmelzgeblasenen Bahnen miteinander, um einen zusammenhängenden Verbundstoff mit unterschiedlichen Weichheits- und Flexibilitätseigenschaften zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt des Verbindens des Verbundstoffes ein thermisches Verbinden des Verbundstoffes umfaßt, um eine Vielfalt diskreter thermischer Verbindungen zu bilden, die über den gesamten Stoff verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem wenigstens eine der spunbonded Bahnen eine spunbonded Bahn ist, die aus im wesentlichen kontinuierlichen Polypropylen-Filamenten gebildet ist, und bei dem die andere der spunbonded Bahnen eine spunbonded Bahn ist, die aus im wesentlichen kontinuierlichen Polyethylen-Filamenten gebildet ist.