-
Umfang der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endbehandlung von
Vliesstoffen, in welchem spezifische Bereiche des Vliesstoffes mit
hydrophilen oder hydrophoben Eigenschaften definiert sind und die
Eigenschaften für
mindestens einen spezifischen Bereich durch Drucktechniken, insbesondere
durch Flexodrucktechniken, erreicht werden. Der Zweck des Verfahrens
ist eine Endbehandlung für
faserige Vliesstoffe, welche den Stoffen den trockenen Griffkomfort
verleiht. Der trockene Griffkomfort wird durch eine dauerhafte Hydrophilie
erreicht, wobei der Begriff in Verbindung mit dieser Anmeldung verwendet
wird, um einen Grad der Hydrophilie der Stoffe mit ausreichender
Beständigkeit,
um mindestens drei Befeuchtungsdurchgänge mit einer Flüssigkeit
auszuhalten, zu bezeichnen.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Absorbierende
Einweg-Sanitärprodukte,
wie Windeln, umfassen im Allgemeinen eine flüssigkeitsdurchlässige Abdeckung,
hergestellt aus faserigen Vliesmaterial, eine Schicht, welche ein
Super-Absorptionsmittel und/oder Cellulosefaser enthält und eine
flüssigkeitsundurchlässige Trägerschicht.
Die Abdeckung, die als Oberflächenschicht
von Windeln verwendet wird, ist typischerweise ein Vliesstoff, hergestellt
aus Polyolefinfasern, wie Polypropylen-, oder Polyethylenfasern.
Die wichtigsten Flüssigkeitshandhabungseigenschaften
der Abdeckung sind eine schnelle Durchlaufgeschwindigkeit für Flüssigkeit,
kombiniert mit einem guten trockenen Griffkomfort. Ein derartiger
guter trockener Griffkomfort setzt voraus, dass während die
Flüssigkeit rasch
durch die Abdeckung fließt,
kein umgekehrter Fluss der Flüssigkeit
zurück
zur Oberfläche
des Abdeckungsstoffes auftritt.
-
Um
das inhärent
hydrophobe Polyolefin-Stoffmaterial, das als Durchlaufabdeckung
verwendet wird, für
eine Flüssigkeit
auf Wasserbasis durchlässig
zu machen, muss das Material hydrophilisiert werden. Stapelfaser,
die durch Kardieren und Wärmebindung
faseriger Vliesstoffe hergestellt wurde, wird in Verbindung mit dem
Spinnverfahren hydrophilisiert. Dementsprechend werden spingebundene
und schmelzgeblasene Vliesstoffe durch funktionelles Beschichten
des gebundenen Stoffes mit einem als grenzflächenaktiven Mittel bekannten
Netzmittel hydrophilisiert.
-
Typischerweise
basiert die Einbahnstraßen-Funktion
einer Abdeckung, die ausgewählt
ist, um sowohl gute Durchlauf- als auch gute trockene Griffkomforteigenschaften
zu besitzen, darauf, dass die hydrophilen Funktionsbeschichtungsmaterialien,
welche auf die Faser oder den Vliesstoff aufgebracht werden, hoch
wasserlösliche
grenzflächenaktive
Mittel sind. Beim Durchlaufen durch den Vliesstoff löst die absorbierte
Flüssigkeit
einen Hauptteil der/des auf den Vliesstoff aufgebrachten grenzflächenaktiven
Mittel(s), wodurch der Stoff am Durchlaufpunkt hydrophob wird und
auf diese Weise die Flüssigkeit
vom Zurückfließen abhält. Herkömmlicherweise
werden Abdeckungsmaterialien über
ihre gesamte Fläche
hydrophil gemacht, auch wenn die Flüssigkeitsaufnahme nur an ausgewählten Bereichen
der Abdeckungsoberfläche
eingeführt
wird. Die durch die Abdeckung durchgelaufene Flüssigkeit wandert seitlich in
die absorbierende Schicht und befeuchtet auf diese Weise auch jene
Teile des Absorptionsmittels, die nicht in der unmittelbaren Nachbarschaft
des Flüssigkeitsaufnahmepunkt
angeordnet sind. Da das grenzflächenaktive
Mittel im Wesentlichen am Flüssigkeitsaufnahmepunkt
der Abdeckung gelöst
wird, wird der Rückfluss
der Flüssigkeit
aus dem Absorptionsmittel leicht über den Bereich der Abdeckung,
welcher hydrophil geblieben ist, stattfinden. Überdies senkt die Lösung des
grenzflächenaktiven
Mittels die Oberflächenspannung
der durch den Abdeckungsstoff gelaufenen Flüssigkeit, was den Rückfluss
der Flüssigkeit
unterstützt.
-
Eine
derartige einmalige Durchlauffähigkeit
des Abdeckungsmaterials ist jedoch nicht immer zufriedenstellend,
sondern insbesondere in Windeln soll der Abdeckungsstoff wünschenswert
dazu fähig
sein, die Flüssigkeit
eine größere Anzahl
von Malen aufeinander durchzuleiten. Ein derartiger sogenannter
dauerhaft hydrophiler Vliesstoff, der seine Absorptionsfähigkeit
für mindestens
drei aufeinander folgende Durchlaufdurchgänge beibehalten kann, macht
Schwierigkeiten durch seinen minderwertigen trockenen Griffkomfort.
Da der Vliesstoff für
einige Durchlaufdurchgänge
hydrophil bleibt, wird es der durch den Stoff gelaufenen Flüssigkeit
ermöglicht,
zur Oberfläche
der Abdeckung zurück
zu fließen.
-
Der
trockene Griffkomfort von absorbierenden Einweg-Sanitärprodukten
kann verbessert werden, z. B. durch hinzufügen einer Zwischenschicht von
höherer
Hydrophobie als derjenigen der Abdeckung zwischen dem Absorptionsmittel
und dem Abdeckungsmaterial (siehe
U.S.-Patent Nr. 4,798,603 ).
Eine derartige Zwischenschicht, welche eine höhere Hydrophobie als die Abdeckung
zeigt, trennt das Absorptionsmittel von der Abdeckung und verhindert
dadurch den Rückfluss
der Flüssigkeit.
U.S.-Patent Nr. 5,257,982 offenbart
ein Verfahren, wobei die Abdeckung aus einer Mehrzahl von Vliesfaserschichten
mit verschiedenen Faserdurchmessern wärmegebunden wird. Ein derartiger
Vliesstoff weist die kleinste Porengröße auf der inneren Abdeckungsoberfläche gegenüber dem
Absorptionsmittel und die größte Porengröße an seiner äußeren Oberfläche auf.
Auf diese Weise ermöglichen
die großen
Poren der äußeren Abdeckungsoberfläche den
schnellen Durchlauf einer Flüssigkeit,
während
die kleineren Poren der Innenseite Rückfluss der Flüssigkeit
verhindern.
-
Dementsprechend
beschreibt
U.S.-Patent Nr. 5,273,596 ein
Verfahren zur Herstellung eines wärmegebundenen Doppelschichtvliesstoffes,
dessen eine Seite sowohl hydrophobe als auch hydrophile Fasern (wie Polypropen-
und Viskoseseidefasern, zum Beispiel) umfasst, während die andere Seite hauptsächlich hydrophobe
Fasern umfasst. Dann hindert die hydrophobe Seite des Vliesstoffes
die Flüssigkeit
am Zurückfließen aus
dem Absorptionsmittel auf die hydrophile Außenseite des Stoffes.
-
Ein
technisch einfacheres und billigeres Verfahren zur Verbesserung
der trockenen Griffkomforteigenschaften eines Vliesstoffes ist es,
die Flüssigkeitshandhabungsfähigkeit
des Stoffes ohne Veränderung
der physikalischen Struktur des Stoffes zu modifizieren. Der trockene
Griffkomfort der Abdeckung kann verbessert werden, z. B. durch Verringern
des Anteils des hydrophilen Oberflächenbereichs des Vliesstoffes
durch Bearbeiten des hydrophoben Stoffes, so dass das Funktionsbeschichtungsmaterial
nur auf ausgewählte
Bereiche des Stoffes aufgebracht wird (siehe
EP-Patent Nr. 0611607 A1 ,
U.S.-Patent Nr. 4,585,449 ).
In
U.S.-Patent Nr. 4,585,449 wird
ein Abdeckungsmaterial für
ein Einweg-Sanitärprodukt
mit z. B. kreisförmigen
oder rechteckigen mit einem grenzflächenaktiven Mittel beschichteten
Bereichen, die in seiner Mitte aufgebracht sind, offenbart. In Hinsicht
auf den Stand der Technik wird insbesondere auf die Patentveröffentlichung
EP 0611607 Bezug genommen,
wobei ein Verfahren zur Funktionsbeschichtung eines Vliesstoffes
mit einem grenzflächenaktiven
Mittel oder einem Hydrophobie verursachenden Mittel, das auf den
Stoff durch eine gemusterte Walze übertragen wird, offenbart wird.
Das grenzflächenaktive
Mittel kann z. B. auf die Mitte des Vliesstoffes aufgebracht werden,
wodurch die Kantenbereiche des Stoffes hydrophob bleiben.
-
Die
Funktionsbeschichtung des Vliesstoffes kann auch unter Verwendung
einer Druckmaschine durchgeführt
werden. Die Patentveröffentlichung
EP 0546580 A1 beschreibt
eine Funktionsbeschichtung zum Aufbringen einer homogenen Beschichtung
eines Netzmittels oder grenzflächenaktiven
Mittels auf ein Vliesmaterial durch einen Tiefdruck-Walzendrucker.
Aufgrund einer derartigen Drucktechnologie können konzentrierte Netzmittellösungen verwendet
werden, wodurch das Vliesmaterial eine kleinere Menge der Netzmittellösung absorbiert
als bei anderen Funktionsbeschichtungsverfahren. Demgemäß wird die
Trockenzeit des beschichteten Stoffes verkürzt und der Verlust an Stofffestigkeit
aufgrund des Trocknens wird verringert.
-
Es
ist eine Aufgabe des vorliegenden Verfahrens ein Funktionsbeschichtungsverfahren,
auf Basis von Flexodrucktechnologie bereitzustellen, das zur Behandlung
eines faserigen Vliesstoffes, um dauerhaft hydrophile Bereiche mit
gutem trockenen Griffkomfort zu enthalten, geeignet ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird ein dauerhaft hydrophiles Funktionsbeschichtungsmaterial auf
ausgewählte
Bereiche an der Oberfläche
eines hydrophoben Abdeckungsvliesstoffes derartig aufgebracht, dass
keine wesentlichen Mengen des Beschichtungsmaterials zur unbeschichteten
Seite des Abdeckungsvliesstoffes wandern werden. Im Zusammenhang
der Erfindung bezieht sich der Begriff dauerhaft hydrophiles Funktionsbeschichtungsmaterial
auf ein Beschichtungsmaterial mit hydrophilen oberflächenchemischen
Eigenschaften, die das Material in Wasser dispergierbar machen.
Deshalb wird ein derartiges Beschichtungsmaterial nicht in wesentlichen
Mengen Wasser gelöst
werden, z. B. von einer Polyolefinoberfläche, wodurch die Abdeckungsoberfläche auch
in Kontakt mit Wasser hydrophil bleibt.
-
Das
vorliegende Funktionsbeschichtungsverfahren kann auf wärmegebundene,
spingebundene, schmelzgeblasene, wasserstrahlgebundene und andere
Typen von Vliesstoffen, die zur Verwendung als Abdeckungsmaterial
von absorbierenden Einweg-Sanitärprodukten
vorgesehen sind, angewendet werden.
-
Die
Kennzeichen des Verfahrens gemäß der Erfindung
werden in den angefügten
Ansprüchen
offenbart.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
basiert auf der Tatsache, dass die Tinte im Flexodruck, gut bekannt im
herkömmlichen
Farbdruck, durch ein dauerhaft hydrophiles Funktionsbeschichtungsmaterial
ersetzt wird. Unter Verwendung einer Flexodruckmaschine wird das
Beschichtungsmaterial derartig auf die Oberfläche des Vliesstoffes aufgebracht,
dass nach dem Drucken die Vliesmaterialoberfläche Bereiche einschließt, welche das
dauerhaft hydrophile Beschichtungsmaterial enthalten. Der unbehandelte
faserige Vliesstoff, der als Ausgangsmaterial verwendet wird, ist
hydrophob.
-
Ein
besonderer Nutzen des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Verbesserung
des trockenen Griffkomforts bei dem funktionell beschichteten, dauerhaft
hydrophilen Vliesstoff. Weiterhin kann das grenzflächenaktive
Mittel auf genau definierte Bereiche an der Oberfläche des
Vliesstoffes aufgebracht werden, wodurch nur der Bereich des Vliesstoffes,
welcher der Hauptflüssigkeitsaufnahme
unterworfen ist, dauerhaft hydrophilisiert werden kann. Daher ist
dieses Verfahren ebenfalls wirtschaftlich in der Verwendung, weil
dauerhaft hydrophile Funktionsbeschichtungsmaterialien typischerweise
teurer sind als herkömmliche
grenzflächenaktive Mittel.
Demgemäß verringert
die Aufbringung des dauerhaft hydrophilen Funktionsbeschichtungsmaterials
auf jene Flächen
am Vliesstoff, die für
den Endgebrauch wichtig sind, den Verbrauch des Beschichtungsmaterials.
-
Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ausführlicher
erläutert,
wobei
-
1 eine
Rolle von gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung funktionell beschichtetem Vliesstoff zeigt;
-
2 die
Abdeckung einer aus der Rolle des Vliesstoffes von 1 hergestellten
Windel zeigt;
-
3 eine
schematische Ansicht der in der Erfindung verwendeten Flexodrucktechnik
ist;
-
4 Vliesstoff
zeigt, der mittels einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in
einer Reihe von mehreren Flexodruckeinheiten funktionell beschichtet
wurde;
-
5 eine
Darstellung ist, welche die Durchlaufzeiten von gemäß Beispiel
1 funktionell beschichteten Vliesstoffen als Funktion der Durchlaufdurchgänge zeigt;
und
-
6 eine
Darstellung ist, welche die Wiederbefeuchtungszeiten von gemäß Beispiel
2 funktionell beschichteten Vliesstoffen als Funktion des Flüssigkeitsaufnahmefaktors
zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst die darin gezeigte
Vliesmaterialrolle 1, die gemäß der Erfindung funktionell
beschichtet ist, ein Vliesstoffmaterial 2, welches Polyolefinfasern,
wie einen faserigen Stoff, der auf dem Fachgebiet gut bekannt ist,
und als wärmegebundener,
spingebundener, schmelzgeblasener oder Wasserstrahl gestochener
Vliesstoff hergestellt ist, enthält.
Zusätzlich
zu Polyolefinfasern kann ein wärmegebundener
oder Wasserstrahl gestochener Vliesstoff auch andere Fasern, wie
Polyesterfasern, enthalten. Das Vliesstoffgrundmaterial kann inhärent hydrophob
sein und sein Grundgewicht kann sich im Bereich von 10–80 g/m2 variieren. Ein hydrophober Vliesstoff umfasst
Fasern, deren äußere Oberfläche einen
Kontaktwinkel von mehr als 90° mit
Wasser bildet (z. B. Polyolefinfasern).
-
Unterer
weiterer Bezugname auf 1 schließt der darin gezeigte Vliesstoff,
der gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung funktionell beschichtet ist, dauerhaft hydrophile
mit einem grenzflächenaktiven
Mittel beschichtete Bereiche 3, welche unter Verwendung
der in 3 veranschaulichten Flexodrucktechnik hergestellt
werden, ein. Die mit grenzflachenaktiven Mittel beschichteten Bereiche 3 werden
vorteilhaft derartig auf die bedruckte Oberfläche des Vliesstoffes aufgebracht,
dass die Hydrophobieeigenschaften an der unbeschichteten Seite des
Vliesstoffes identisch mit jenen des unberührten Vliesgewebes 2 bleiben. Um
dem beschichteten Vliesstoff optimale trockene Griffkomforteigenschaften
zu verleihen, ist das Grundmaterial 2 hydrophob, wodurch
die unbeschichtete Seite des Stoffes vollständig hydrophob bleibt und die
unbeschichteten Bereiche außerhalb
der beschichteten Bereiche 3 auf der mit grenzflächenaktiven
beschichteten Seite ähnlich
hydrophob bleiben.
-
Die
in 1 gezeigte Vliesmaterialrolle 1 kann
in die in 2 veranschaulichten Windelabdeckungszuschnitte 4 verarbeitet
werden. Der Windelabdeckungszuschnitt 4 wird vom kontinuierlichen
Gewebe der Vliesstoffrolle 1 derartig abgeschnitten, dass
der dauerhaft hydrophile Bereich 3 an einer vorteilhaften
Stelle auf der Windel angeordnet ist.
-
Die
dauerhaft hydrophilen mit grenzflächenaktiven Mittel beschichteten
Bereiche werden auf den Vliesstoff unter Verwendung der in 3 veranschaulichten
Flexodrucktechnik, die aus dem Fachgebiet des Farbdrucks bekannt
ist, gedruckt. Die in der Erfindung verwendete Flexodrucktechnik
wird nicht auf die hier beschriebene Übertragungswalzen-Druckeinheit
begrenzt, sondern andere Typen von Flexodruckeinheitenkonstruktionen,
wie eine Druckeinheit mit einem Farbmesser, sind ebenfalls zum Ausführen des
Verfahrens gemäß der Erfindung
geeignet. Die Netzmittellösung
oder Dispersion 5 wird aus der Tintenwanne 6 auf
die gravierte Aniloxwalze 8 mittels einer Übertragungswalze 7 übertragen.
Die Aniloxwalze benetzt die Druckplatte 10, welche um die
Presswalze gewickelt ist. Auf die Druckplatte 10, die aus
einem lichtempfindlichen Polymermaterial hergestellt ist, wird ein
erhabenes Muster, entsprechend der Form der mit grenzflächenaktiven
Mittel beschichteten Bereiche, die auf das faserige Vliesstoffmaterial 11 aufgebracht
werden sollen, durch Chemigraphie aufgebracht. Die Druckwalze 9 mit
der darum gewickelten Druckplatte 10 überträgt das Netzmittel auf die Oberfläche des
Vliesmaterials 11 derartig, dass die gespiegelte Form des
erhabenen Musters auf der Druckplatte 10 auf die Oberfläche des
Stoffes abgedruckt wird. Der Weg des Stoffes in der Druckeinheit
wird durch eine Gegenwalze 12 und eine Zugwalze 13 geführt. Die
Menge des auf das Vliesmaterial 11 aufgebrachten Netzmittels
wird durch Einstellen des Aufwalzdrucks zwischen der Abstreichwalze 14 und
der Übertragungswalze 7,
ebenso wie durch die Breite des Spalts 15 zwischen der Übertragungswalze 7 und
der Aniloxwalze 8, gesteuert. Die Viskosität der Beschichtungsmittellösung 5 beeinflusst
ebenfalls die Menge der auf den Vliesstoff übertragenen Drucklösung.
-
Das
Bedrucken des Stoffes mit dem dauerhaft hydrophilen Funktionsbeschichtungsmaterial
kann entweder unter Verwendung von Wasser oder organischer Lösungsmittel,
wie Isopropanol, Ethylacetat oder Ethanol als das Beschichtungslösungsmittel
durchgeführt
werden. Wenn das Druckverfahren unter Verwendung eines Beschichtungslösungsmittels
durchgeführt
wird, welches das Vliesmaterial nicht benetzt, wird eine höhere Oberflächenaffinität des Druckmusters
erzielt, wodurch das Beschichtungsmaterial an der Oberfläche des Stoffes
anhaftet, ohne weiter zu wandern. Daher ist es am vorteilhaftesten,
eine wässrige
Dispersion des Beschichtungsmaterials zum Drucken auf einen hydrophoben
Vliesstoff zu verwenden. Dies erfordert jedoch, dass Emulgatoren
mit dem wasserunlöslichen
Beschichtungsmaterial gemischt werden. Druckformulierungen auf Lösungsmittelbasis
sind in dem Fall vorteilhaft, dass eine schnell trocknende Drucklösung erwünscht ist. Überdies
stellen Lösungsmittel,
die den Vliesstoff am gedruckten Bereich benetzten können, eine
homogener beschichtete Oberfläche
bereit als das, was durch Verwenden wässriger Dispersionen des Beschichtungsmaterials
erreichbar ist.
-
Die
trockenen Griffkomforteigenschaften eines dauerhaft hydrophilen
Vliesstoffes hängen
von der Menge des auf den Stoff aufgebrachten Beschichtungsmaterials
ab. Um ein ausreichend schnelles Durchdringen der absorbierten Flüssigkeit
in einen hydrophoben Vliesstoff zu erreichen, muss das dauerhaft
hydrophile grenzflächenaktive
Mittel auf den zu bedruckenden Bereich mit mindestens etwa 0,2–0,5 Gew.-%
pro Gewichtseinheit des Grundvliesstoffes, abhängig von der Porositätsstruktur
und Hydrophobie des Stoffes, aufgebracht werden. Häufig wird
erwartet, dass das Abdeckungsmaterial eine spezielle Eigenschaft
aufweist, nämlich
schnelles Durchdringen, insbesondere während des ersten Befeuchtungsdurchgangs
mit einer Flüssigkeit. Dann
kann der hydrophobe Vliesstoff während
seiner Funktionsbeschichtung mit einem Gemisch aus sowohl einem
wasserlöslichen
grenzflächenaktiven
Mittel als auch einem dauerhaft hydrophilen Beschichtungsmaterial
behandelt werden. Aufgrund der Komponente des grenzflächenaktiven
Mittels ist das Durchdringen des Stoffes beim ersten Mal schnell
und die Komponente des dauerhaft hydrophilen Beschichtungsmaterials
sichert, dass der Vliesstoff über
eine größere Anzahl
von Durchlaufdurchgängen
hydrophil bleibt.
-
Organisch
modifizierte Beschichtungsmaterialien auf Basis von Polysiloxan
(wie Silikon-Ethylenoxidcopolymere,
zum Beispiel), welchen die kosteneffektivsten dauerhaft hydrophilen
Beschichtungsmittel auf dem Stand der Technik darstellen, sind im
Allgemeinen schädlich
für die
Wärmebindung
von Polyolefinfasern und die Nahtbildung von Polyolefinfaservliesstoffen.
Zum Beispiel weisen wärmegebundene
Vliesstoffe, die durch Kardieren aus einer mit Polysiloxanverbindungen
behandelten Stapelfaser hergestellt sind, typischerweise eine Festigkeit
auf, die schlechter als die von Stoffen ist, die mit anderen Typen
von Materialen zur Endbehandlung beschichtet sind. Insbesondere
für aus
einer Stapelfaser hergestellte Stoffe, bietet das Verfahren gemäß der Erfindung
den wesentlichen Nutzen, dass der Vliesstoff vor der Beschichtungsbehandlung
gebunden werden kann. Überdies
werden die Nahtbildungseigenschaften von Vliesstoffen im Beschichtungsverfahren
nicht verschlechtert werden, weil die Nahtbereiche des Stoffes außerhalb
der dauerhaft hydrophilen Bereiche gelassen werden können.
-
Die
Erfindung wird am vorteilhaftesten für kardierte, wärmegebundene
Vliesstoffe derartig umgesetzt, dass die Fasern in Verbindung mit
dem Faserspinnverfahren mit einem hydrophoben Antistatikmittel und
einem in Wasser dispergierbaren Gleitmittel, welches die kinetische
Reibung von Faser zu Faser und von Faser zu Metall senkt, behandelt
werden. Die behandelte hydrophobe Stapelfaser wird kardiert und
wärmegebunden, wobei
anschließend
der Vliesstoff auf einer Flexodruckmaschine auf ausgewählten Bereichen
mit einem dauerhaft hydrophilen grenzflächenaktiven Mittel aus modifiziertem
Polymethylsiloxan beschichtet wird.
-
Die
Druckplatten des Flexodruckverfahrens werden durch Belichten einer
Druckplatte aus einem lichtempfindlichen Polymer mit einem UV-Licht
mittels eines geeignet gemusterten Negativs hergestellt. Die Belichtung
der Druckplatte mit UV-Licht härtet
die belichteten Bereiche der Platte, wobei danach die nicht belichteten
Bereiche fortgelöst
werden können,
und auf diese Weise das erwünschte
erhabene Muster auf der Druckplatte gebildet wird. Aufgrund der
einfachen Verarbeitung der Druckplatten, können die Druckmuster des Beschichtungsmittels
im Funktionsbeschichtungsverfahren gemäß der Erfindung einfach verändert und
modifiziert werden. Weiterhin kann, da eine Flexodruckmaschine typischerweise
mindestens vier Druckeinheiten einschließt, dasselbe Basisstoffgewebe
in einem einzigen Durchgang sowohl mit dauerhaft hydrophilen als auch
hydrophoben Bereichen beschichtet werden. Deshalb macht es das Verfahren
möglich,
mit großer
Genauigkeit eine Anzahl von Bereichen mit verschiedener Hydrophilie/Hydrophobie
auf den Vliesstoff aufzubringen.
-
Da
die auf das Stoffgewebe gedruckten dauerhaft hydrophilen oder hydrophoben
Bereiche farblos sind, erfordert die weitere Verarbeitung der Geweberolle,
dass das Gewebe mit farbigen Ausrichtungsmarkierungen bedruckt wird.
Derartige Ausrichtungsmarkierungen ermöglichen es, das Gewebe, z.
B. in Windelherstellungsmaschinen, derartig zu führen, dass die in der Druckmaschine
beschichteten Bereiche des Gewebes auf der Windel korrekt ausgerichtet
werden. Das dauerhaft hydrophile Beschichtungsmittel kann auf einer Druckeinheit
auf die Oberfläche
des Vliesstoffes gedruckt werden, während die farbige Ausrichtungsmarkierung
auf einer anderen Druckeinheit gedruckt wird.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 wird darin ein Vliesstoff
gezeigt, der gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unter Verwendung von drei Druckeinheiten für die Aufbringung
der Beschichtung beschichtet wird. Auf der ersten Druckeinheit wird
ein hydrophiler Bereich 17 auf ein Gewebe aus einem hydrophoben
Vliesstoff 16 gedruckt. Auf einer zweiten Druckeinheit
wird auf einen hydrophilen Bereich 17 als nächstes ein
dauerhaft hydrophiler Bereich 18 aufgebracht, auf welchen
der Hauptteil der Flüssigkeitsaufnahme
im Endgebrauch des Vliesstoffes konzentriert ist. Eine auf der dritten
Druckeinheit gedruckte farbige Ausrichtungsmarkierung 19 dient,
um den Weg des Gewebes in einer Windelherstellungsmaschine derartig
zu führen, dass
die Bereiche 17 und 18 an den gewünschten
Punkten des Endprodukts ausgerichtet sind.
-
Gemäß der Erfindung
funktionell beschichtete Vliesstoffe sind zur Verwendung als Abdeckungsmaterial
von z. B. absorbierenden Einweg-Sanitärprodukten geeignet. Insbesondere
für den
trockenen Griffkomfort von Windeln ist es am vorteilhaftesten, dass
die unbeschichtete Seite des Vliesstoffes in engem Kontakt mit dem
Absorptionsmittel oder der Zwischenschicht der Windel ist, während die
dauerhaft hydrophilen Bereiche an der äußeren Oberfläche davon
angeordnet sind. Die Flüssigkeitsdurchdringungszeit
des Abdeckungsmaterials ist im Wesentlichen gleich bei beschichteter
Oberfläche
und unbeschichteter Oberfläche.
Jedoch sind die trockenen Griffkomforteigenschaften des Abdeckungsmaterials
deutlich besser, wenn die Flüssigkeit
zuerst die beschichtete Oberfläche
des Vliesabdeckungsmaterials durchläuft. Dann kann die innere Oberfläche der
hydrophilen Abdeckung, welche inhärent hydrophob ist, Flüssigkeitsrückfluss
aus dem Absorptionsmittel an die obere Oberfläche der Abdeckung verhindern.
Jedoch behalten die auf dem Abdeckungsstoff gedruckten dauerhaft
hydrophilen Bereiche ihre Durchlaufeigenschaft für eine größere Anzahl von Malen, wodurch
die Durchlauffähigkeit
des Abdeckungsmaterials nicht wesentlich beeinträchtigt werden wird, während die
trockenen Griffkomforteigenschaften des Abdeckungsmaterials gegenüber herkömmlichen
Vliesstoffen, die homogen mit einer Funktionsbeschichtung behandelt
wurden, verbessert werden.
-
Die
nachstehend beschriebenen Beispiele erläutern die Funktion von gemäß der Erfindung
behandelten Vliesstoffen in Hinsicht auf ihre Durchdringungszeit
und die trockenen Griffkomforteigenschaften. Die Prüfung der
Flüssigkeitshandhabungskennzeichen
dieser Vliesstoffe wurde unter Verwendung der folgenden Verfahren
durchgeführt:
- 1. Wiederholter Flüssigkeitsdurchdringungszeittest:
Die Flüssigkeitsdurchdringungszeit
der Vliesstoffe (in Tabellen 1–4
als LSTT abgekürzt)
wurde unter Verwendung des Standardtestverfahrens (Edana Recommended
Test) ERT 150.2-93 (Flüssigkeitsdurchdringungszeit)
von Edana (European Disposables and Nonwovens Association) gemessen.
Nachdem der erste Wert der Durchdringungszeit gemessen wurde, wurde das
Löschpapierblatt
ersetzt und die Durchdringungszeitmessung wurde an demselben Punkt
des Vliesstoffes wiederholt. Die Messung wurde fünf Mal in Folge wiederholt,
wobei der Anstieg der Durchdringungszeit als Funktion der Messdurchgangsanzahl
umgekehrt proportional zur Beständigkeit
der Hydrophilie des Vliesstoffes ist. Die Hydrophiliebeständigkeit
eines Vliesstoffes wird als gut betrachtet, wenn die Durchdringungszeit
des fünften
Messdurchgangs unter 3,5 s beträgt.
- 2. Flüssigkeitswiederbefeuchtung:
Dieser Test wurde gemäß dem ERT
151.0-93 Standardtest (Coverstock Wetback) unter Verwendung von
Aufnahmefaktoren im Bereich 3,5–3,8
durchgeführt.
Die Flüssigkeitsdurchdringungszeit
der Abdeckung wurde ebenfalls gleichzeitig gemäß dem vorstehend erwähnten ERT 150.2-93-Test
bestimmt. Die Flüssigkeitswiederbefeuchtung
und die Durchdringungszeit wurden sowohl für die Druckseite als auch die
Innerseite des Vliesstoffes gemessen.
- 3. Gehalt an grenzflächenaktivem
Mittel: In diesem Test wurden die Vliesstoffe auf den Gehalt an
grenzflächenaktivem
Mittel (g grenzflächenaktives
Mittel pro g Vlies), die im Flexodruckverfahren absorbiert wird, unter
Verwendung eines Verfahrens, wobei das grenzflächenaktive Mittel aus den Vliesstoffen
in Kohlenstoffdisulfid eluiert wurde und dann der Polysiloxangehalt
der Elutionslösung
durch ein IR-Spektrophotometer bei der Absorptionswellenlänge 1259
cm–1 der
Si-O-Bindung gemessen wurde, untersucht.
- 4. Statischer Druck: Die Hydrophobie von unbehandeltem Vliesstoff
wurde durch Verschließen
des unteren Endes einer Säule
mit 7,5 cm Durchmesser mit dem Stoff bestimmt. Die Säule wurde
allmählich
mit 0,9 Gew.-% wässriger
NaCl-Lösung
befüllt,
so dass der statische Druck der Flüssigkeitssäule, der dem Stoff auferlegt
wurde, mit einer Geschwindigkeit von 3 cm H2O/min.
anstieg. Der hydrostatische Druck, bei welchem der Vliesstoff zum
ersten Mal beginnt, die Lösung
durchzulassen, wird als der statische Druckwert des Stoffes markiert.
-
In
den Beispielen wurden die Flüssigkeitsdurchdringungszeit-
und Wiederbefeuchtungstests am funktionell beschichteten Mittelbereich
der Vliesstoffe durchgeführt.
Die nachstehend angegebenen Testergebnisse sind jeweils ein Mittelwert
aus drei parallelen Messungen.
-
Beispiel 1
-
Unter
Verwendung einer mit einer Übertragungswalze
ausgestatteten Druckeinheit einer PAVEMA Flexodruckmaschine (hergestellt
von Maschinenbau Ludwig Meyer, Düsseldorf,
Deutschland) wurde auf die Mitte eines 38 cm breiten, wärmegebundenen
hydrophoben Vliesstoffes, hergestellt aus kardierter Polypropylenstapelfaser
mit einem Grundgewicht von 33 g/m2 ein kontinuierlicher
32,5 cm breiter, dauerhaft hydrophiler Bereich bedruckt. Die Flüssigkeitsdurchdringungszeit
des unbedruckten Vliesstoffes war größer als 200 s und sein statischer
Druckwert betrug 99 mm, wie an der bedruckten Seite des Stoffes
gemessen. Wässrige
Dispersionen des organisch modifizierten Polydimethylsiloxans in
Wirkstoffkonzentrationen von 20, 10 und 5 Gew.-% wurden als die
Drucklösungen
(auf den Vliesstoffproben Nrn. 1.1, 1.2 bzw. 1.3) verwendet. Die
Seite (Windelseite) des Vliesstoffes, welcher der punktgemusterten
Oberfläche
der Wärmebindungswalze
gegenüber
lag, wurde als die Druckseite des Stoffgewebes verwendet. Fünf wiederholte
Durchgänge
der Flüssigkeitsdurchdringungszeitmessungen
wurden an der Druckseite des Vliesstoffes durchgeführt. Die
Wiederbefeuchtungswerte und die Flüssigkeitsdurchdringungszeiten,
die durch dasselbe Merkmal bestimmt waren, wurden sowohl für die Druckseite
als auch die unbedruckte Seite gemessen. Tabelle 1 listet die Flüssigkeitsdurchdringungszeitwerte
von wiederholten Messungen an der Druckseite der Vliesstoffe von
Beispiel 1, ebenso wie die Wiederbefeuchtungs- und Durchdringungszeitwerte
(bei einem Aufnahmefaktor von 3,7), aus Messungen auf, die an beiden
Seiten der Vliesstoffe durchgeführt
wurden. 5 ist ein Diagramm der Durchdringungszeitwerte
als Funktion der Messdurchgangsanzahl von wiederholten Tests, die
an der Druckseite der Vliesstoffproben Nrn. 3.1 und 3.2 durchgeführt wurden.
Dasselbe Diagramm zeigt ebenfalls die Werte von wiederholten Durchdringungs zeittests
für die
Vergleichsproben der Vliesstoffproben Nrn. 3.1 und 3.2. Wie aus 5 ersichtlich ist,
tritt keine wesentliche Veränderung
in den Werten der wiederholten Durchdringungstests auf, auch wenn die
Beschichtungslösung
nur auf die äußere Oberfläche des
Abdeckungsstoffes gedruckt wird. Die in Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse
zeigen weiter, dass keine wesentlichen Unterschiede in den Durchdringungszeiten,
die an den bedruckten und unbedruckten Seiten des Stoffes gemessen
werden, bemerkt werden können. Im
Gegensatz dazu sind die Wiederbefeuchtungswerte für Vliesstoffe
mit einer guten Hydrophiliebeständigkeit (das
heißt
der fünfte
Durchgangswert beträgt
weniger als 3,5 s) um eine Größenordnung
größer, wenn
sie an der unbedruckten Seite des Stoffes gemessen werden.
-
Beispiel 2
-
Wieder
unter Verwendung der mit einer Übertragungswalze,
ausgestatteten Druckeinheit einer PAVEMA Flexodruckmaschine (hergestellt
von Maschinenbau Ludwig Meyer, Düsseldorf,
Deutschland) wurde auf die Mitte eines 67 cm breiten, wärmegebundenen
hydrophoben Vliesstoffes, hergestellt aus kardierter Polypropylenstapelfaser
mit einem Grundgewicht von 30 g/m2, ein
kontinuierlicher 32,5 cm breiter, dauerhaft hydrophiler Bereich
bedruckt. Die Flüssigkeitsdurchdringungszeit
des unbedruckten Vliesstoffes war größer als 200 s und sein statischer
Druckwert betrug 91 mm, wie auf der Druckseite des Stoffes gemessen.
Wässrige Dispersionen
von organisch modifizierten Polydimethylsiloxan in Wirkstoffkonzentrationen
von 40, 20 und 10 Gew.-% mit 20, 10 bzw. 5 Gew.-% Isopropanol, die
dazu als Lösungsmittel
zugegebenen waren, wurden als Drucklösungen (an den Vliesstoffproben
Nrn. 2.1, 2.2 bzw. 2.3) verwendet. Die glatte Seite des Vliesstoffes, welche
der Wärmebindungswalze
mit glatter Oberfläche
gegenüber
lag, wurde als die Druckseite des Stoffgewebes verwendet. Tabelle
2 listet die Flüssigkeitsdurchdringungszeitwerte
von wiederholten Messungen an der Druckseite der Vliesstoffe von
Beispiel 2, ebenso wie die Wiederbefeuchtungs- und Durchdringungszeitwerte
(bei einem Aufnahmefaktor von 3,7), aus Messungen auf, die an beiden
Seiten der Vliesstoffe durchgeführt
wurden. 6 ist ein Diagramm der Wiederbefeuchtungswerte
als Funktion des Aufnahmefaktors aus Tests, die an der Druckseite
der Vliesstoffprobe Nr. 2.1 und der Vergleichsprobe von Stoffprobe
Nr. 4.1 durchgeführt
wurden.
-
Wie
aus den in Tabelle 2 angegebenen Werten ersichtlich ist, sind die
Wiederbefeuchtungswerte der unbedruckten Seite des Stoffes, verglichen
mit den an der bedruckten Seite des Stoffes gemessenen Werten, in
derselben Weise, wie in Beispiel 1, um eine Größenordnung größer. 6 zeigt,
dass der trockene Griffkomfort von einem einseitig bedruckten Vliesstoff
deutlich besser ist, als das einer Vergleichsprobe, welche dieselbe
Menge der hydrophilen Beschichtungslösung, homogen im Stoff verteilt,
enthält.
-
Beispiel 3 (Vergleichsproben)
-
Eine
Probe des Vliesstoffes von Beispiel 1 wurde mit den wässrigen
Emulsionen des in Beispiel 1 verwendeten Wirkstoffes derartig behandelt,
dass der behandelte Stoff 0,6, 0,3 und 0,15 Gew.-% (Stoffproben Nrn.
3.1, 3.2 bzw. 3.3) des Wirkstoffes, homogen im Stoff verteilt, enthielt.
Dieselben Durchdringungszeit- und Wiederbefeuchtungstests, wie in
Beispiel 1, wurden auf der Windelseite des Vliesstoffes durchgeführt. Tabelle 3
zeigt die Testergebnisse des Vergleichsbeispiels.
-
Beispiel 4 (Vergleichsproben)
-
Eine
Probe des Vliesstoffes von Beispiel 2 wurde mit den wässrigen
Emulsionen des in Beispiel 2 verwendeten Wirkstoffes derartig behandelt,
dass der behandelte Stoff 3,5, 0,8 und 0,3 Gew.-% (Stoffproben Nrn. 4.1,
4.2 bzw. 4.3) des Wirkstoffes, homogen im Stoff verteilt, enthielt.
Dieselben Durchdringungszeit- und Wiederbefeuchtungstests, wie in
Beispiel 2, wurden an der glatten Seite des Vliesstoffes durchgeführt. Tabelle
4 zeigt die Testergebnisse des Vergleichsbeispiels. Tabelle 1. Flüssigkeitsdurchdringungszeit
(LSTT) und Wiederbefeuchtungswerte von in Beispiel 1 getesteten Vliesstoffen
| Vliesstoff | 1.1,
20 Gew.-% | 1.2,
10 Gew.-% | 1.3,
5 Gew.-% |
| Wirkstoffkonzentration
(Gew.-%) | 0,64 | 0,32 | 0,15 |
| 1.
Durchgang LSTT [s] | 2,8 | 3,0 | 3,7 |
| 2.
Durchgang LSTT [s] | 2,3 | 2,3 | 2,6 |
| 3.
Durchgang LSTT [s] | 2,4 | 2,5 | 2,7 |
| 4.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 26 | 3,6 |
| 5.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 3,1 | 5,2 |
| LSTT
an der Druckseite (s) | 2,7 | 3,1 | 4,1 |
| Wiederbefeuchtg
an der Druckseite (g) | 0,29 | 0,16 | 0,18 |
| LSTT
an der Innenseite (s) | 2,7 | 2,7 | 3,9 |
| Wiederbefeuchtg
an der Innenseite (g) | 1,55 | 0,67 | 0,13 |
Tabelle 2. Flüssigkeitsdurchdringungszeit
(LSTT) und Wiederbefeuchtungswerte von in Beispiel 2 getesteten Vliesstoffen
| Vliesstoff | 2.1,
40 Gew.-% | 2.2,
20 Gew.-% | 2.3,
10 Gew.-% |
| Wirkstoffkonzentration
(Gew.-%) | 3,5 | 0,83 | 0,31 |
| 1.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 5,9 | 39,9 |
| 2.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 2,8 | 5,6 |
| 3.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 2,7 | 4,2 |
| 4.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 2,9 | 4,3 |
| 5.
Durchgang LSTT [s] | 2,9 | 3,7 | 5,3 |
| LSTT
an der Druckseite (s) | 2,4 | 7,6 | 59,0 |
| Wiederbefeuchtg
an der Druckseite (g) | 0,54 | 0,18 | 0,15 |
| LSTT
an der Innenseite (s) | 2,5 | 3,0 | 6,2 |
| Wiederbefeuchtg
an der Innenseite (g) | 1,46 | 1,44 | 0,11 |
Tabelle 3. Flüssigkeitsdurchdringungszeit
(LSTT) und Wiederbefeuchtungswerte von in Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
getesteten Vliesstoffen
| Vliesstoff | 3.1 | 3.2 | 3.3 |
| Wirkstoffkonzentration
(Gew.-%) | 0,6 | 0,3 | 0,15 |
| 1.
Durchgang LSTT [s] | 24 | 2,4 | 3,1 |
| 2.
Durchgang LSTT [s] | 2,4 | 2,4 | 2,9 |
| 3.
Durchgang LSTT [s] | 2,4 | 2,7 | 3,2 |
| 4.
Durchgang LSTT [s] | 2,7 | 3,7 | 3,6 |
| 5.
Durchgang LSTT [s] | 2,7 | 3,5 | 4,0 |
| LSTT
[s] | 2,1 | 2,4 | 3,0 |
| Wiederbefeuchtung
(g) | 0,60 | 0,31 | 0,10 |
Tabelle 4. Flüssigkeitsdurchdringungszeit
(LSTT) und Wiederbefeuchtungswerte von in Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)
getesteten Vliesstoffen
| Vliesstoff | 4.1 | 4.2 | 4.3 |
| Wirkstoffkonzentration
(Gew.-%) | 3,5 | 0,8 | 0,3 |
| 1.
Durchgang LSTT [s] | 4,8 | 2,7 | 3,7 |
| 2.
Durchgang LSTT [s] | 2,8 | 2,5 | 3,2 |
| 3.
Durchgang LSTT [s] | 2,4 | 3,1 | 4,1 |
| 4.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 3,5 | 5,8 |
| 5.
Durchgang LSTT [s] | 2,6 | 4,2 | 6,0 |
| LSTT
[s] | 7,2 | 2,7 | 3,5 |
| Wiederbefeuchtung
(g) | 1,08 | 0,13 | 0,11 |