EP1187949B1 - Method for the production of spunbonded or melt blown fibers/filaments, method for the production of foils and spundbonded or melt blown fibers/filaments, foils and nonwoven fabric - Google Patents
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- EP1187949B1 EP1187949B1 EP00945550A EP00945550A EP1187949B1 EP 1187949 B1 EP1187949 B1 EP 1187949B1 EP 00945550 A EP00945550 A EP 00945550A EP 00945550 A EP00945550 A EP 00945550A EP 1187949 B1 EP1187949 B1 EP 1187949B1
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- D06M23/00—Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
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- D06M23/10—Processes in which the treating agent is dissolved or dispersed in organic solvents; Processes for the recovery of organic solvents thereof
Definitions
- the invention relates to a process for the production of products, in particular spunbond or meltblown fibers / filaments according to the preamble of claim 1.
- polymers are usually in the form of granules used as starting material by means of an extrusion process via suitable spinnerets to fibers / filaments formed and after targeted cooling in the production of nonwovens in-line (e.g., spunbond, meltblown) or Off-line (e.g., carded nonwoven fabrics) to a nonwoven fabric are processed.
- nonwovens in-line e.g., spunbond, meltblown
- Off-line e.g., carded nonwoven fabrics
- this Form of process control use of a quench liquid
- the advantage that the fiber / filament cross-section low Affects the formation of fiber bundles decreases and the Formation of drops are suppressed at the fiber ends can.
- an increased cooling rate in the Continuous filament production e.g., spunbond process).
- the fibers / filaments can be the barrier properties Change targeted to liquid media.
- the additives are in the trained Fibers / filaments across the fiber / filament cross section only a part of the additive distributes the surface chemistry (e.g., interfacial tension) of the fibers / filaments affected.
- U.S. Patent 5,178,931 discloses the surface application of at least one substance for changing the surface properties the nonwoven fibers mentioned, the application takes place on the finished nonwoven fabric.
- the substance is used in an amount that is sufficient at least one of the fibers of such a nonwoven Lend property, differing from the surface properties untreated fibers.
- a disadvantage of this method is that in nonwovens, in their entirety, the altered surface properties should have the entire structure of the product with the Liquid must be wetted.
- the carrier safely dried and optionally with high energy input be networked. This is done in elaborate Dryers, thus a sufficient evaporation or curing time is available.
- the temperature in the ovens is due to the limited temperature stability of the raw materials of the fleece limited.
- the invention is the Task is based, a method and an apparatus for production to create a product in which several substances are applied and the surface tension can be adjusted.
- At the starting material at least one polymer to a Melting liquid is processed, this through a nozzle pressed as a molten polymer and deposited as a layer.
- At least one a surface property of the product changing substance comes in a period of product emergence until the product is deposited on the surface of the product applied. It uses a substance, with a barrier property of the product is increased, wherein an interfacial tension of the product is lowered.
- the finished fibers / filaments possibly even after the Solidification to a nonwoven, are the fibers / filaments or the slide in the period between its creation and its Store still close to its melting or softening temperature. In this state, they have a particularly good affinity or binding force on its surface for the supplied Substance. This results in a better later Adhesion and durability of the substance to the surface of the fibers / filaments or the film.
- this application of the substance allows the Use of several substances to set different Properties on the product.
- the substances can at the same time, for example in the form of a mixture, or be applied one after the other.
- Another advantage results from the small amount used the substance needed to achieve the desired surface properties the fibers / filaments or the film to receive. This means primarily a cost-effective Production.
- the order of a Barrier property enhancing substance itself the desired Surface tension on the product precisely defined on the fluid to vote.
- This can be done by appropriate selection of Concentration of the substance, the volume of the order like also, for example, the set surface wetting the product surface can be achieved with the substance.
- the Definition of the interfacial tension can be set so precisely that it is possible that the surface of the product has an interfacial tension opposite to a Surface tension of a subsequently wetting the surface Fluids has a difference of at least 3 mN / m.
- a difference is set, which is lower by 5mN / m compared to a product without such substance.
- the difference can also be adjusted be between 10 mN / m and 20 mN / m.
- at usable polymers is the interfacial tension between for example, 25 mN / m and over 60 mN / m at 20 ° C, wherein the interfacial tension also depends on whether a pure Polymer or a polymer mixture or one or more Additives for example as a batch in the molten Phase before exiting the nozzle.
- interfacial tensions such as to be achieved and usable polymer materials is expressly on panels 1, 2 and 3, chapter VI / page 524ff from "Polymer Handbook", publisher: Brandrup, Immergut, Grulke, publisher John Wiley & Sons, 4th edition, 1999, referenced. Also goes out there, that the interfacial tension by, for example, a Flourcarbon group or silicone group decisively lowered can be. Other substances that interfacial tension can be adjusted as desired, are the "Handbook of Chemistry and Physics", publisher Robert C. Weast, CRC Press, 68th Edition, 1987. From pages F-33 to F-37 are various substances with which a desired barrier effect by Reduction of the interfacial tension depending on the used Polymer and later used fluid is adjustable.
- the fluid used later be water or mainly Contain water, so is an interfacial tension below to adjust the of this fluid, thus below about 70 mN / m.
- interfacial tension also be much lower, for example at about 40 mN / m.
- the nature of the order allows for accuracy as well as homogenization of the order, the interfacial tension of the product to, for example, 35 mN / m or 28 mN / m can be set.
- the fault tolerance width can be set so that they are below 5%, preferably below 2.5%.
- the order is so adjusted that a surface is wetted, the proportionately more than 2%, in particular in a range between 5% and 85% lies.
- this can also be the case with a film be further deformed later, so that proportionately on For example, end product range between 25% and 40%.
- the order will also depend on the Mode of action of the substance selected.
- sizes flow such as molecular size, viscosity or otherwise with a.
- the regularity of the order due to the Furthermore, the manufacturing method allows the surface to be in one Range from about 2% to about 15% with one substance too wet to a sufficient reduction of the interfacial tension to achieve.
- a further development provides that the substance on the surface the fibers / filaments or the film is sprayed on. This ensures that the surface of the fibers / filaments or the film even with small amounts of the substance is evenly covered by the substance.
- the substance is unmixed as Solution or as a dispersion (emulsion / suspension / aerosol) or from the gas phase to the surface of the fibers / filaments or the film is applied.
- a further development provides that the solution or dispersant is water.
- the coolant after wetting the fibers / filaments or the film evaporates, and the substance contained in the coolant on the surface of Fibers / filaments or the film remains.
- a further embodiment provides that the coolant with the therein contained substance in the finest droplets against the fibers / filaments or the film is sprayed.
- the droplets on impact the fibers / filaments or the film no undesirable negative Influence on the fiber / filament or foil structure have, and that the coolant after wetting the fibers / filaments or the film evaporates quickly.
- the substance can be at different heights along a Product development path are applied to the product, for example, directly at the nozzle or during a nonwoven production with stretching of the material after a drawing zone or even in this one. There is also the possibility a place of application of the material in dependence of to choose the temperature of the product. Preferably, the Substance applied at a time at which the product has stored so much heat energy that a subsequent Drying of the product is eliminated. According to a development The product can also have a certain residual moisture below 10%, especially in one area between 2.5% and 5%.
- the fibers / filaments or Slide from different directions with the coolant and the substance contained therein are sprayed. Can do this the coolant and the substance partially against nozzles a direction of movement of the product are introduced, so that a turbulence for a proper distribution of the substance provides.
- turbulence vortices by means of appropriate constructive devices such as baffles, Deflections and / or by means of appropriate inflow the coolant or other carrier medium for the substance so generated that the substance evenly distributed becomes.
- the substance may be one-sided or multi-sided, in particular two-sided, be supplied.
- a further development provides that the wettability through the substance the fibers / filaments or the film opposite wetting Media, especially water, alcohols, surfactants, lipids, organic solvents, proteins or opposite in wetting media containing targeted solutes becomes. So it is possible, one for each application optimized barrier effect against liquids adjust.
- a nonwoven depending on applied additive to certain wetting media more permeable or impermeable than the untreated one Nonwoven fabric under the same test conditions.
- the permeability or their inverse value which is barrier effect thereby of the applied test method, in particular the Pressure difference of the load on the nonwoven medium and the residence time, depending.
- Solvents contained in wetting media may cause the Wetting properties and thus the permeability or the barrier effect of the fibers / filaments or films in comparison to the same media in pure form, so without the dissolved Substances in an undesirable manner.
- inventive measure succeeds beyond, even the effects on wetting properties caused by the solutes to change specifically.
- the fiber / filament layer may after application of the surface properties changing the fibers / filaments Solidified substance to form a nonwoven.
- the substance is already uniform on the fibers / filaments present and therefore also in areas that are in the Course of consolidation for subsequent treatment with Substances become inaccessible.
- the substance which changes the surface properties of the fibers / filaments is a pseudo-cationic fatty amide in an amount of 4 percent by weight.
- the nonwoven fabric has a basis weight of 11.5 g / m 2 and a pore size of 16 microns.
- the nonwoven fabric or the film may be part of a two or multilayer inline or offline produced composite from other fabrics and / or films.
- the nonwoven fabric or the film in the hygiene industry is a use of the nonwoven fabric or the film in the hygiene industry as a barrier material, in particular as a textile supine in diapers, incontinence products or Feminine hygiene products, in the textile industry, in particular as a material for protective clothing in the medical field as well for drapes and wipes, as starting material for Protective clothing in the technical fields of application, as Barrier material for vapor-permeable materials, in particular intended in the construction sector.
- the application of the Substance that the polymer is perforated by means of stretching of the film material is perforated by means of stretching of the film material.
- the film material for example Polypropylene with chalk and / or a beta nucleating agent on.
- the nucleating agent is preferably in a Concentration between 0.1 ppm to 100 ppm added and before a stretching, in particular stretching the film extracted.
- other fillers are also thermoplastic Film material available.
- fillers there is also the ability to add miscible additives that to separate during crystallization. Because of it occurring phase separation arise in the film material Openings.
- the schematically illustrated method is especially for optimized a meltblown process. It is also suitable for the spunbonding process or with minor modifications for the foil process.
- a device 18 for producing the melt 6 of polymers 4 one or several attached (spinning or) Meltbown nozzles 8 (shown here as a single nozzle for clarity) with capillary openings 20, air nozzles 22, a laying belt 12 and a spraying device 24, which is a dissolving or dispersing device 26 upstream, in which the substance 14 and the solvent or dispersant 16 mixable with each other are.
- polymers 4 are usually in the form of granules used as starting material. This polymer granules 4 is processed in a device 18 into a melt 6, from which about spun or meltblown nozzles 8, the fibers / filaments 2 are produced to form the nonwoven fabric.
- the fibers / filaments formed from the (spinning or) meltblown nozzles 8 2 be on a laying belt 12 as a fiber or Filament layer 10 filed. If necessary, this filament layer 10 subjected to a suitable solidification process.
- the substance 14 is either unmixed, as a solution or as a dispersion, preferably by means of a spraying device 24 sprayed onto the surface of the fibers / filaments 2.
- a spraying device 24 sprayed onto the surface of the fibers / filaments 2.
- substance 14 is in the form of a solution or dispersion sprayed, takes place beforehand in the dissolving and dispersing 26 a mixing of the substance 14 with the solution or dispersant 16.
- the substance 14 with the least possible to apply technical effort to the fibers / filaments 2 consists of the substance 14 a for cooling the fibers / filaments mass to add sprayed coolant. Therefore the coolant then provides the solvent or dispersant 16 dar.
- the substance 14 is in this case via the dissolving or dispersing device 26 mixed with the coolant 16 and via the spraying device 24 in the fibers / filaments Beam 2 introduced.
- the coolant 16 and the contained therein Substance 14 evenly wet the surface fibers / filaments 2, with the coolant 16 evaporating, and the substance 14 on the surface of the fibers / filaments 2 remains.
- the spraying device and the number of Sprühungs wornen 24 will depend on the type of used Method, the polymer 4 and the applied substance 14 varies so that an optimal wetting of the fibers / filaments 2 and resulting in a uniform distribution the substance 14 on the entire surface of the fibers / filaments 2 takes place.
- the sprayer 24 is preferably adjustable in height.
- One from the sprayer 24 applied jet for wetting the fibers / filaments 2 is preferably applied via a nozzle bar.
- the shape of the nozzle itself can be slit, cross or be circular.
- a variable Nozzle geometry selected, in this way the beam to the to be able to adapt the respective process.
- substance 14 depends on the desired surface property the fibers / filaments 2.
- Fig. 2 shows schematically the cross section of a fiber / a Filaments 2, on the surface at least one of the surface properties changing the fiber / filament 2 Substance 14 is applied.
- This substance 14 is uniform over the entire surface applied to the fiber / filament 2.
- a polypropylene granulate was used (manufacturer Himont, Grade Valtec HH442H, MFI 800 manufacturer's information).
- a standard meltblown nozzle (manufacturer Accurate Products) was used.
- the extrusion and spinning temperatures were in the usual range for PP as well as air temperature and quantities.
- the cooling of the fibers was assisted by the addition of a quench liquid.
- the produced nonwoven has a weight of 11.5 g / m 2 .
- the product properties are listed in Table 1.
- nonionic flourchemic Compound grade FX1801, manufacturer 3M
- the produced fleece also has a weight of 11.5 g / m 2 .
- the product properties are listed in Table 1.
- This material was prepared analogously to web 1.
- the quench liquid was an additive (pseudo cationic Fatty amide, grade BK2047FL, manufacturer Henkel KGaA), so that the fleece equipped with 4 weight percent on the fleece is.
- the produced fleece also has a weight of 11.5 g / m 2 .
- the product properties are listed in Table 1.
- Fleece 3 shows by the surface application of the additive no change in pore size. Demonstrate the measurements according to (b) one by the addition of the additive to the melt increased barrier effect of the nonwoven 2 against nonwoven 1 despite of the enlarged pore diameter.
- FIG. 3 shows a nonwoven production device 30, which likewise Meltblown fibers 32 produced, which are deposited on a sieve 34 become.
- the screen 34 continues according to the direction of the arrow transported.
- the device 30 has a Encapsulation 36 on. This encloses the meltblown fibers 32 preferably not only in the area of the application of the substance 14, but as shown, also beyond.
- the substance 14 may additionally or exclusively be supplied via the air nozzles 22, indicated by the arrows.
- a two-sided substance supply 38 shown.
- Via a means 40 for adjusting a fluid state a fluid supply 42 indicated by arrows becomes a carrier fluid and / or the substance 14 accordingly conditioned conditions, e.g. tempered, pressurized, mixed, etc.
- the fluid supply 42 allows also a dosage of the inflowing into the encapsulation Fluid flow, e.g. depending on the setting certain turbulent flow conditions. For example can in this way a Sekundär Kunststoffzströmömung to the Meltblown fibers 32 controlled or regulated by a fan become.
- the substance supply can also be done by means of high pressure, i.e. a pressure higher than that of the Air nozzles 22 outflowing air, for example, 80 bar and more.
- the encapsulation 36 itself may also be equivalent Have ventilation slots in the area over the the necessary secondary air can be sucked in. By a corresponding selection of the arrangement of the ventilation slots for example, depending on the fluid supply 42 and / or Substance supply 38 happens this preferably automatically.
- 36 may flow distribution means inside the encapsulation like the illustrated flow baffles 44 be present.
- the substance can be 14 and / or direct and fluidize the carrier fluid such that a uniform application of the surface of the meltblown fibers 32 takes place.
- the substance supply 38 also on be arranged in different places, either individually or complementary.
- the substance supply is in their Angularity adjustable so that the substance 14 is also against the flow direction of the meltblown fibers 32 into the encapsulation 36 is introduced.
- the encapsulation 36 itself has, for example a conical shape or an hourglass shape.
- encapsulation 36 which is a drawing zone of the Meltblown fiber detected after exiting the nozzle.
- the encapsulation is between 5 and 10 inches long.
- a fan is preferably arranged, that creates a negative pressure in the encapsulation 26.
- Such described nonwovens such as films find their application in the hygiene industry as a barrier material e.g. as a textile supine in diapers, incontinence products or feminine hygiene products, in the textile industry e.g. when Material for protective clothing in the medical field, e.g. when Material for drapes and wipes or as a starting material for protective clothing in the technical fields of application as barrier material for vapor-permeable Materials e.g. but not limited in the construction sector to the mentioned examples in the respective segment and also not limited to the segments.
- barrier material for vapor-permeable Materials e.g. but not limited in the construction sector to the mentioned examples in the respective segment and also not limited to the segments.
- There are also inline / offline combinations with other materials such as others Spunbonded nonwovens, meltblowns, foils, textile materials in the widest Senses, tissue, etc.) conceivable in order to represent synergy effects.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Produkten, insbesondere Spinnvlies- oder Meltblown- Fasern/Filamenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a process for the production of products, in particular spunbond or meltblown fibers / filaments according to the preamble of claim 1.
Für die Herstellung von Chemiefasern mittels Schmelzspinntechnologie insbesondere Spinnvlies- oder Meltblown-Fasern/Filamenten werden Polymere üblicherweise in Form von Granulat als Ausgangsmaterial verwendet, die mittels eines Extrusionsprozesses über geeignete Spinndüsen zu Fasern/Filamenten ausgeformt und nach gezielter Abkühlung bei der Herstellung von Vliesstoffen in-line (z.B. Spinnvlies, Meltblown) bzw. off-line (z.B. Kardierte Vliesstoffe) zu einem Vliesstoff verarbeitet werden. Um den Abkühlvorgang der gebildeten Fasern/Filamente während und nach deren Ausformung gezielt zu beeinflussen, kann nach dem Austreten des geschmolzenen Polymers aus den Spinndüsen eine zusätzliche Abkühl- (Quench-) Flüssigkeit in Form kleiner Tropfen (Nebel) auf die Fasern/Filamente gesprüht werden, bevor die Fäden bei der in-line Vliesstoffertigung als Faser/Filamentschicht auf einem Legeband abgelegt und anschließend gegebenenfalls einem Verfestigungsprozeß z. B. durch Wärmeprägung oder Vernadelung unterzogen werden. Besonders beim Meltblownprozeß bietet diese Form der Prozeßführung (Verwendung einer Quenchflüssigkeit) den Vorteil, daß der Faser/Filamentquerschnitt günstig beeinflußt, die Bildung von Faserbündeln verringert sowie die Ausbildung von Tropfen an den Faserenden unterdrückt werden kann. Ebenso vorteilhaft ist eine erhöhte Abkühlrate bei der Produktion von Endlosfilamenten (z.B. Spinnvliesprozeß).For the production of chemical fibers by means of melt spinning technology in particular spunbond or meltblown fibers / filaments polymers are usually in the form of granules used as starting material by means of an extrusion process via suitable spinnerets to fibers / filaments formed and after targeted cooling in the production of nonwovens in-line (e.g., spunbond, meltblown) or Off-line (e.g., carded nonwoven fabrics) to a nonwoven fabric are processed. To the cooling process of the fibers / filaments formed targeted during and after their formation can influence after the leakage of the molten polymer from the spinnerets an additional cooling (quench) Liquid in the form of small drops (mist) on the fibers / filaments be sprayed before the threads at the in-line Nonwoven production as a fiber / filament layer on a laying belt filed and then optionally a solidification process z. B. subjected by heat stamping or needling become. Especially in the meltblown process offers this Form of process control (use of a quench liquid) the advantage that the fiber / filament cross-section low Affects the formation of fiber bundles decreases and the Formation of drops are suppressed at the fiber ends can. Also advantageous is an increased cooling rate in the Continuous filament production (e.g., spunbond process).
Die Auswahl der Rohmaterialien für die genannten Prozesse (Spinnvlies- und Meltblownherstellung) ist hinlänglich in der einschlägigen Literatur beschrieben. Für die in Frage kommenden Produkte sind häufig ein oder mehrere Polyolefine (Polypropylen, Polyethylen oder Mischungen aus vorgenannten unter sich oder mit anderen Polyolefinen) oder andere thermoplastische Kunststoffe (wie z.B. Polyethylentherephtalat, Polyamid, auf natürlichen und/oder nachwachsenden Rohmaterialien basierenden Polymerisate, -kondensate oder -additionsprodukte, abbaubare Polymere etc.) oder Mischungen aus den genannten Stoffgruppen angebracht.The selection of raw materials for the processes mentioned (Spunbond and meltblown production) is sufficient in the relevant literature. For those in question Products are often one or more polyolefins (polypropylene, Polyethylene or mixtures of the aforementioned or with other polyolefins) or other thermoplastic Plastics (such as polyethylene terephthalate, polyamide, on natural and / or renewable raw materials based polymers, condensates or addition products, degradable polymers, etc.) or mixtures of the appropriate substance groups attached.
Eine Barrierewirkung des gebildeten Vliesstoffes gegenüber
Flüssigkeiten wird in erster Näherung durch die Laplace Gleichung
beschrieben und ergibt sich für unbehandelte Spinnvlies-
oder Meltblown-Fasern/Filamenten aus der Porenstruktur
(Porengröße und Porenform) des gebildeten Vliesstoffes sowie
der Oberflächenchemie (Grenzflächenspannung) des zur Faser/Filament-Bildung
eingesetzten Polymers.
- ΔP:
- Druckdifferenz über die poröse Struktur die notwendig ist um die Flüssigkeit durch die Pore mit dem Radius r zu drücken (Benetzung der Pore)
- γ:
- freie Grenzflächenenthalpie ("Grenzflächenspannung") des Systems Polymer/Flüssigkeit/Luft
- ϑ:
- Benetzungswinkel
- r:
- Porenradius
- .DELTA.P:
- Pressure difference across the porous structure necessary to push the fluid through the pore of radius r (wetting of the pore)
- γ:
- free interfacial enthalpy ("interfacial tension") of the system polymer / liquid / air
- θ:
- Wetting angle
- r:
- pore radius
Durch das Aufbringen von Additiven (Substanzen) auf die Oberfläche der Fasern/Filamente lassen sich die Barriereeigenschaften gegenüber flüssigen Medien gezielt verändern.By applying additives (substances) to the surface The fibers / filaments can be the barrier properties Change targeted to liquid media.
Bei der Herstellung von Spinnvlies- oder Meltblown-Fasern/Filamenten sind zum Aufbringen der Additive auf die Oberfläche der Fasern/Filamente zwei Verfahren bekannt, die in dem US-Patent 5 178 931 beschrieben werden.In the production of spunbonded or meltblown fibers / filaments are for applying the additives to the surface the fibers / filaments two methods known in the U.S. Patent 5,178,931.
Zur Polymerschmelze werden vor der Ausformung der Fasern/Filamente Additive zugesetzt. Die Additive sind in den ausgebildeten Fasern/Filamenten über den Faser/Filament-Querschnitt verteilt wobei nur ein Teil des Additivs die Oberflächenchemie (z.B. Grenzflächenspannung) der Fasern/Filamente beeinflußt. Abhängig vom verwendeten Additiv kann sich der Anteil des an der Oberfläche wirksamen Additivs durch Migration aus dem Faserquerschnitt verändern. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß die gesamte Faseroberfläche unabhängig von der Porengröße des gebildeten Vliesstoffes zuverlässig erfaßt wird. To the polymer melt are before the formation of the fibers / filaments Additives added. The additives are in the trained Fibers / filaments across the fiber / filament cross section only a part of the additive distributes the surface chemistry (e.g., interfacial tension) of the fibers / filaments affected. Depending on the additive used, the Percentage of surfactant-effective additive by migration change from the fiber cross section. This method offers the advantage that the entire fiber surface is independent reliable from the pore size of the formed nonwoven fabric is detected.
Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß der Zusatz eines Additivs zur Polymerschmelze mit der Veränderung der inneren Struktur der Schmelze den Schmelzspinnprozeß direkt beeinflußt und damit Faserausformverhalten, Faserstruktur, Fasereigenschaften und Ablageverhalten der Fasern (und damit der Vliesstoffstruktur) verändert. Damit einher geht - besonders im Meltblownprozeß - z.B. häufig eine Vergrößerung der Poren im gebildeten Vliesstoff, wodurch sich die Barrierewirkung gegenüber Flüssigkeiten verringert. Weiterhin gelangt nur ein geringer Anteil des Additivs an die Faser/Filament-Oberflache der zur gewünschten Erhöhung der Barrierewirkung gegenüber Flüssigkeiten beitragen kann.Disadvantages of this method are that the addition an additive to the polymer melt with the change of internal structure of the melt the melt spinning process directly influenced and thus Faserausformverhalten, fiber structure, Fiber properties and deposition behavior of the fibers (and thus the nonwoven fabric structure) changed. This goes hand in hand - especially in the meltblown process - e.g. often an enlargement of the Pores in the formed nonwoven fabric, resulting in the barrier effect reduced to liquids. Continue to arrive only a small proportion of the additive to the fiber / filament surface the desired increase in the barrier effect can contribute to liquids.
In dem US-Patent 5 178 931 wird die oberflächige Anwendung von wenigstens einer Substanz zur Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Vliesfasern erwähnt, wobei die Anwendung am fertigen Vliesstoff erfolgt.U.S. Patent 5,178,931 discloses the surface application of at least one substance for changing the surface properties the nonwoven fibers mentioned, the application takes place on the finished nonwoven fabric.
Die Substanz wird dabei in einer Menge eingesetzt, die ausreicht, um den Fasern eines solchen Vlieses wenigstens eine Eigenschaft zu verleihen, die sich von den Oberflächeneigenschaften unbehandelter Fasern unterscheidet.The substance is used in an amount that is sufficient at least one of the fibers of such a nonwoven Lend property, differing from the surface properties untreated fibers.
Für die Aufbringung der Substanz werden verschiedene Methoden angegeben, die sich auf das fertig hergestellte Vlies beziehen, darunter das Eintauchen des Vlieses in eine das Additiv enthaltende Flüssigkeit mit anschließendem Abquetschen des Vlieses, oder das Besprühen des Vlieses mit gleicher Flüssigkeit.For the application of the substance are different methods given, which relate to the finished nonwoven, including immersing the fleece in an additive containing liquid with subsequent squeezing the Fleece, or spraying the fleece with the same liquid.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß bei Vliesen, die in ihrer Gesamtheit die veränderten Oberflächeneigenschaften aufweisen sollen, die gesamte Struktur des Produktes mit der Flüssigkeit benetzt werden muß.A disadvantage of this method is that in nonwovens, in their entirety, the altered surface properties should have the entire structure of the product with the Liquid must be wetted.
Dieses geschieht zumeist durch Eintauchen des Vlieses in ein Tauchbad, das mit der die Additive enthaltenden Flüssigkeit gefüllt ist.This happens mostly by immersing the fleece in a Dip bath containing the liquid containing the additives is filled.
Eine Durchdringung des Vlieses mit der Flüssigkeit ist jedoch dann besonders schwierig zu erreichen, wenn die Benetzung des Vlieses nicht hinreichend gut ist. Als besonders kritisch erweist sich dabei das Aufbringen des Additivs in engporigen Bereichen (z.B. an Überkreuzungspunkten einzelner Fasern) des Vlieses.However, a penetration of the fleece with the liquid is then particularly difficult to achieve when the wetting of the Fleece is not good enough. As particularly critical proves thereby the application of the additive in small pores Areas (e.g., at crossover points of individual fibers) of the Batt.
Nachteilig an den Tauchbädern sind außerdem die extrem langsamen Verarbeitungsgeschwindigkeiten.Another disadvantage of the dipping baths are the extremely slow ones Processing speeds.
Im Anschluß an die Benetzung des Vlieses muß die Trägersubstanz sicher abgetrocknet und gegebenenfalls mit hohem Energieeintrag vernetzt werden. Dieses erfolgt in aufwendigen Trocknern, damit eine ausreichende Verdampfungs- oder Vernetzungszeit zur Verfügung steht. Die Temperatur in den Öfen ist durch die begrenzte Temperaturstabilität der Rohmaterialien des Vlieses limitiert. Following the wetting of the web must the carrier safely dried and optionally with high energy input be networked. This is done in elaborate Dryers, thus a sufficient evaporation or curing time is available. The temperature in the ovens is due to the limited temperature stability of the raw materials of the fleece limited.
Die aufwendige Technik und langsame Verarbeitungsgeschwindigkeit sind dann die Ursache für hohe Prozeßkosten dieser Ausrüstungstechnologie.The elaborate technology and slow processing speed are then the cause of high process costs of this equipment technology.
Andere Methoden wie das Besprühen des Vliesstoffes haben den Nachteil, daß nur die obere Schicht des Vlieses behandelt wird. Die gewünschte Veränderung der Oberflächeneigenschaften des gesamten Vliesstoffes kann dadurch nicht erreicht werden. Dies führt zu einzelnen Fehlstellen im behandelten Vliesstoff an denen die Barrierewirkung gegenüber Flüssigkeiten nicht die gewünschte Höhe aufweist.Other methods such as spraying the nonwoven fabric have that Disadvantage that treats only the upper layer of the web becomes. The desired change in surface properties of the entire nonwoven fabric can not be achieved. This leads to individual defects in the treated nonwoven fabric where the barrier effect to liquids is not has the desired height.
Aus der EP 0 550 029 A1 ist es nun bekannt, in einem Meltblownverfahren eine leitfähige Substanz auf die Meltblownfaser aufzubringen, bevor die Meltblownfaser auf ein Transportband auftritt und mit diesem abgeführt wird.From EP 0 550 029 A1 it is now known in a meltblown process a conductive substance on the meltblown fiber Apply before the meltblown fiber on a conveyor belt occurs and is dissipated with this.
Ausgehend von der EP 0 550 029 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Produktes zu schaffen, bei dem mehrere Substanzen aufgebracht werden und die Oberflächenspannung eingestellt werden kann. Starting from EP 0 550 029 A1, the invention is the Task is based, a method and an apparatus for production to create a product in which several substances are applied and the surface tension can be adjusted.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1, mit einer Vlies-Faser/Filament mit den Merkmalen
des Anspruches 15, mit einer Folie mit, den Merkmalen des Anspruches
16 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruches 25 bzw. 26 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is performed using a procedure with the characteristics of
Claim 1, with a nonwoven fiber / filament having the features
of claim 15, with a film having, the features of the
Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung eines Produktes, bei dem als Ausgangsmaterial zumindest ein Polymer zu einer Schmelzflüssigkeit verarbeitet wird, dieses durch eine Düse als schmelzflüssiges Polymer gedrückt und als Schicht abgelegt wird. Wenigstens eine eine Oberflächeneigenschaft des Produktes verändernde Substanz wird in einer Zeitspanne der Produkt-Entstehung bis zur Produkt-Ablage auf die Oberfläche des Produktes aufgebracht. Verwendet wird dabei eine Substanz, mit der eine Barriereeigenschaft des Produktes erhöht wird, wobei eine Grenzflächenspannung des Produktes herabgesetzt wird.According to the invention for the production of a product, at the starting material at least one polymer to a Melting liquid is processed, this through a nozzle pressed as a molten polymer and deposited as a layer. At least one a surface property of the product changing substance comes in a period of product emergence until the product is deposited on the surface of the product applied. It uses a substance, with a barrier property of the product is increased, wherein an interfacial tension of the product is lowered.
Durch das Aufbringen wenigstens einer die Oberflächeneigenschaften bei beispielsweise Fasern/Filamente verändernden Substanz, auch als Additiv bezeichnet, innerhalb einer Zeitspanne von Entstehen bis zum Ablegen der Fasern/Filamente wird erreicht, daß die Substanz vor einer Weiterverarbeitung, z.B. vor einer Vliesstoffbildung auf der gesamten Oberfläche der Fasern/Filamente verteilt wird. Entsprechendes gilt für ein Verfahren zur Herstellung einer Folie analog.By applying at least one of the surface properties for example, changing fibers / filaments Substance, also referred to as an additive, within a period of time from emergence to laying down the fibers / filaments is achieved that the substance before further processing, e.g. before a nonwoven formation on the entire surface the fibers / filaments is distributed. The same applies to a method for producing a film analog.
Gegenüber dem Zumischen der Substanz zur Polymerschmelze wird erreicht, daß die Aufbringung keinen Einfluß auf die innere Struktur des Polymers hat und einen Spinnprozess nicht beeinflußt. Die Eigenschaften, die sich aus der Polymerstruktur im Inneren der Fasern/Filamente bzw. der Folie ergeben, wie beispielsweise Festigkeit, Dehnbarkeit und andere bleiben erhalten. Durch Auswahl geeigneter Substanzen besteht sogar die Möglichkeit, derartige Eigenschaften zu unterstützen. Beispielsweise kann eine Substanz aufgetragen werden, die eine Oberflächenweichheit bei gleichzeitiger Herabsetzung der Grenzflächenspannung erzielt, während der Kern des Produktes weiterhin hohe Festigkeitswerte aufweist.Compared to the admixing of the substance to the polymer melt ensures that the application has no influence on the inner Structure of the polymer has and does not affect a spinning process. The properties resulting from the polymer structure in the Inside the fibers / filaments or the film yield, such as Strength, ductility and others are preserved. By selecting suitable substances even the Possibility to support such properties. For example can be applied to a substance that has a Surface softness while reducing the Surface tension achieved while the core of the product still has high strength values.
Im Vergleich zum nachträglichen Aufbringen der Substanz auf die fertigen Fasern/Filamente, eventuell sogar erst nach der Verfestigung zu einem Vlies, sind die Fasern/Filamente bzw. die Folie in der Zeitspanne zwischen ihrer Entstehung und ihrer Ablage noch nahe ihrer Schmelz- oder Erweichungstemperatur. In diesem Zustand besitzen sie eine besonders gute Affinität oder Bindungskraft an ihrer Oberfläche für die zugeführte Substanz. Dadurch ergibt sich später eine bessere Haft- und Haltbarkeit der Substanz an der Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie.Compared to the subsequent application of the substance the finished fibers / filaments, possibly even after the Solidification to a nonwoven, are the fibers / filaments or the slide in the period between its creation and its Store still close to its melting or softening temperature. In this state, they have a particularly good affinity or binding force on its surface for the supplied Substance. This results in a better later Adhesion and durability of the substance to the surface of the fibers / filaments or the film.
Darüber hinaus erlaubt diese Aufbringung der Substanz die Verwendung von mehreren Substanzen zur Einstellung von unterschiedlichen Eigenschaften am Produkt. Die Substanzen können gleichzeitig, beispielsweise in Form einer Mischung, oder nacheinander aufgebracht werden. In addition, this application of the substance allows the Use of several substances to set different Properties on the product. The substances can at the same time, for example in the form of a mixture, or be applied one after the other.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der geringen Einsatzmenge der Substanz, die benötigt wird, um die gewünschten Oberflächeneigenschaften der Fasern/Filamente bzw. der Folie zu erhalten. Das bedeutet in erster Linie eine kostengünstige Produktion.Another advantage results from the small amount used the substance needed to achieve the desired surface properties the fibers / filaments or the film to receive. This means primarily a cost-effective Production.
Vorteilhaft ist ferner, daß gegenüber dem Zumischen des Additivs zum Polymer keine negative/ungewünschte Beeinflussung des Ablageverhaltens und damit verbunden der Vliesstoffstruktur - sichtbar z.B. in einer Vergrößerung des Porendurchmessers - des Spinnvlieses oder Meltblown hervorgerufen wird.It is also advantageous that compared to the admixing of the additive to the polymer no negative / undesired influence the storage behavior and associated the nonwoven fabric structure visible, e.g. in an enlargement of the pore diameter - The spunbond or meltblown is caused.
Die Aufbringung der Substanz innerhalb einer Zeitspanne vom Entstehen bis zur Ablage der Fasern/Filamente hat außerdem den Vorteil, daß gewünschte Oberflächeneigenschaften der Fasern/Filamente unabhängig vom Migrationsverhalten einzelner Additive in unterschiedlichen Polymeren erheblich einfacher und genauer einzustellen sind. Insbesondere erlaubt es diese Art des Auftrages, dass die Grenzflächenspannung definiert eingestellt werden kann in Abhängigkeit von dem Einsatzgebiet des Produktes. Wenn ein später mit dem Produkt in Kontakt tretende Fluid bekannt ist, sind somit auch die diesem Fluid zuzurechnenden Parameter wie Oberflächenspannung zumindest in etwa etc bekannt.The application of the substance within a period of time Arise until the filing of the fibers / filaments has as well the advantage that desired surface properties of the fibers / filaments regardless of the migration behavior of individuals Additives in different polymers considerably easier and to be set more precisely. In particular, it allows this Type of order that defines the interfacial tension can be adjusted depending on the field of application of the product. If a later in contact with the product passing fluid is known, are thus the fluid attributable parameters such as surface tension at least in about etc known.
Es hat sich herausgestellt, dass durch den Auftrag einer die Barriereeigenschaft erhöhenden Substanz sich die erwünschte Grenzflächenspannung am Produkt genau definiert auf das Fluid abstimmen lässt. Dieses kann durch entsprechende Auswahl der Konzentration der Substanz, des Volumens des Auftrages wie auch beispielsweise der eingestellten Oberflächenbenetzung der Produktoberfläche mit der Substanz erzielt werden. Die Definierung der Grenzflächenspannung lässt sich so genau einstellen, dass es möglich ist, das die Oberfläche des Produktes eine Grenzflächenspannung aufweist, die gegenüber einer Grenzflächenspannung eines nachfolgend die Oberfläche benetzenden Fluides eine Differenz von mindestens 3 mN/m hat. Vorzugsweise wird eine Differenz eingestellt, die um 5mN/m geringer ist gegenüber einem Produkt ohne derartig aufgebrachte Substanz. Bei Fluiden, deren Grenzflächenspannung beispielsweise aufgrund von Schwankungen in der Zusammensetzung nicht immer einheitlich ist, kann die Differenz auch so eingestellt werden, dass diese zwischen 10 mN/m und 20 mN/m beträgt. Bei einsetzbaren Polymeren liegt die Grenzflächenspannung zwischen beispielsweise 25 mN/m und über 60 mN/m bei 20°C, wobei die Grenzflächenspannung auch davon abhängig ist, ob ein reines Polymer oder eine Polymermischung oder noch ein oder weitere Additive beispielsweise als Batch in der schmelzflüssigen Phase vor Austritt aus der Düse vorliegen.It has been proven that by the order of a Barrier property enhancing substance itself the desired Surface tension on the product precisely defined on the fluid to vote. This can be done by appropriate selection of Concentration of the substance, the volume of the order like also, for example, the set surface wetting the product surface can be achieved with the substance. The Definition of the interfacial tension can be set so precisely that it is possible that the surface of the product has an interfacial tension opposite to a Surface tension of a subsequently wetting the surface Fluids has a difference of at least 3 mN / m. Preferably if a difference is set, which is lower by 5mN / m compared to a product without such substance. For fluids whose interfacial tension, for example not always due to variations in composition is uniform, the difference can also be adjusted be between 10 mN / m and 20 mN / m. at usable polymers is the interfacial tension between for example, 25 mN / m and over 60 mN / m at 20 ° C, wherein the interfacial tension also depends on whether a pure Polymer or a polymer mixture or one or more Additives for example as a batch in the molten Phase before exiting the nozzle.
Bezüglich möglicher Grenzflächenspannungen, vorhandenen wie
zu erzielende, und verwendbarer Polymerwerkstoffe wird ausdrücklich,
auf die Tafeln 1, 2 und 3, Kapitel VI/Seite 524ff
aus "Polymer Handbook", Herausgeber: Brandrup, Immergut,
Grulke, Verlag John Wiley & Sons, 4.Auflage, 1999, verwiesen.
Auch geht dort hervor,
dass die Grenzflächenspannung durch beispielsweise eine
Flourcarbon-Gruppe oder Silikon-Gruppe entscheidend gesenkt
werden kann. Weitere Substanzen, mit denen die Grenzflächenspannung
entsprechend wie gewünscht eingestellt werden kann,
sind dem "Handbook of Chemistry and Physics", Herausgeber
Robert C. Weast, CRC Press, 68. Auflage, 1987, zu entnehmen.
Aus den Seiten F-33 bis F-37 sind verschiedenste Substanzen
zu entnehmen, mit denen eine gewünschte Barrierewirkung durch
Herabsetzung der Grenzflächenspannung je nach verwendetem
Polymer und später verwendetem Fluid einstellbar ist.Regarding possible interfacial tensions, such as
to be achieved and usable polymer materials is expressly
on
Soll das später verwendete Fluid Wasser oder hauptsächlich Wasser enthalten, so ist eine Grenzflächenspannung unterhalb der von diesem Fluid einzustellen, somit unterhalb von etwa 70 mN/m. Bei anderen Fluiden wie beispielsweise Blut oder salzhaltigen Lösungen kann deren Grenzflächenspannung jedoch auch sehr viel niedriger sein, beispielsweise bei etwa 40 mN/m. Die Art des Auftrages ermöglicht aufgrund der Genauigkeit wie auch Vergleichmäßigung des Auftrages, das die Grenzflächenspannung des Produktes auf beispielsweise 35 mN/m oder 28 mN/m eingestellt werden kann. Die Fehlertoleranzbreite kann dabei so eingestellt sein, dass sich diese unterhalb von 5%, vorzugsweise unterhalb von 2,5% bewegt.Should the fluid used later be water or mainly Contain water, so is an interfacial tension below to adjust the of this fluid, thus below about 70 mN / m. For other fluids such as blood or saline solutions may, however, their interfacial tension also be much lower, for example at about 40 mN / m. The nature of the order allows for accuracy as well as homogenization of the order, the interfacial tension of the product to, for example, 35 mN / m or 28 mN / m can be set. The fault tolerance width can be set so that they are below 5%, preferably below 2.5%.
Gegenüber dem nachträglichen Aufbringen der Substanz auf den fertigen Vliesstoff wird erreicht, daß beispielsweise ein Additiv auf der gesamten Oberfläche der Fasern/Filamente gleichmäßig aufgebracht und/oder verteilt ist. Dies ergibt sich daraus, daß die Oberfläche der Fasern/Filamente beim Abziehen noch völlig freiliegt und daher zum Aufbringen der Substanz gut zugänglich ist. Fehlstellen an Stellen des Vliesstoffes, an denen sich Fasern/Filamente überlappen (d.h. engporige Bereiche), und daraus resultierende nicht einheitliche Oberflächeneigenschaften ergeben sich nicht. Die Eigenschaften "gleichmäßig aufgebracht und/oder verteilt" sowie der Begriff "Fehlstellen" sind hier nicht nach absoluten Maßstäben sondern im makroskopischen Sinn auf das benetzende Medium bezogen, zu werten. Vorzugsweise wird der Auftrag so eingestellt, daß eine Oberfläche benetzt ist, die anteilig mehr als 2% beträgt, insbesondere in einem Bereich zwischen 5% und 85% liegt. Beispielsweise kann bei einer Folie diese auch noch später weiterverformt werden, so dass sich anteilig am Endprodukt beispielsweise Bereiche zwischen 25% und 40% ergeben. Weiterhin wird der Auftrag auch in Abhängigkeit von der Wirkungsweise der Substanz ausgewählt. Dabei fließen Größen wie beispielsweise die Molekülgröße, die Viskosität oder anderes mit ein. Die Gleichmäßigkeit des Auftrages aufgrund der Herstellungsweise erlaubt des weiteren, die Oberfläche in einem Bereich von etwa 2% bis etwa 15% mit einer Substanz zu benetzen, um eine ausreichende Herabsetzung der Grenzflächenspannung zu erzielen.Compared to the subsequent application of the substance on the finished nonwoven fabric is achieved that, for example, an additive on the entire surface of the fibers / filaments evenly applied and / or distributed. This results from the fact that the surface of the fibers / filaments during stripping still completely exposed and therefore for applying the Substance is easily accessible. Defects in places of Nonwoven fabric where fibers / filaments overlap (i.e. narrow pores), and the resulting non-uniform Surface properties do not arise. The properties "evenly applied and / or distributed" as well The term "defects" are not here by absolute standards but in a macroscopic sense to the wetting medium related, to evaluate. Preferably, the order is so adjusted that a surface is wetted, the proportionately more than 2%, in particular in a range between 5% and 85% lies. For example, this can also be the case with a film be further deformed later, so that proportionately on For example, end product range between 25% and 40%. Furthermore, the order will also depend on the Mode of action of the substance selected. Here, sizes flow such as molecular size, viscosity or otherwise with a. The regularity of the order due to the Furthermore, the manufacturing method allows the surface to be in one Range from about 2% to about 15% with one substance too wet to a sufficient reduction of the interfacial tension to achieve.
Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Substanz auf die Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie aufgesprüht wird. Dadurch wird erreicht, daß die Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie auch bei geringen Einsatzmengen der Substanz gleichmäßig von der Substanz bedeckt wird. A further development provides that the substance on the surface the fibers / filaments or the film is sprayed on. This ensures that the surface of the fibers / filaments or the film even with small amounts of the substance is evenly covered by the substance.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Substanz unvermischt als Lösung oder als Dispersion (Emulsion/Suspension/Aerosol) oder aus der Gasphase auf die Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie aufgebracht wird.It is further provided that the substance is unmixed as Solution or as a dispersion (emulsion / suspension / aerosol) or from the gas phase to the surface of the fibers / filaments or the film is applied.
Dadurch wird erreicht, daß auch Substanzen auf die Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie aufgebracht werden, die zum einen für ein vorheriges Zumischen zum Ausgangsmaterial nicht geeignet sind, da sie beispielsweise ein schlechtes Migrationsverhalten zeigen oder die innere Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze im Spinnprozeß stören, oder zum anderen für ein nachträgliches Aufbringen auf das Vlies bzw. die Folie nicht geeignet sind, da sich das Vlies bzw. die Folie nicht in ausreichendem Umfang benetzten läßt.This ensures that also substances on the surface the fibers / filaments or the film are applied, the on the one hand for a previous mixing in with the starting material are not suitable because they have a poor migration behavior, for example show or the inner workability of the Disturb polymer melt in the spinning process, or for another a subsequent application to the fleece or the film are not suitable because the fleece or the film is not sufficiently wetted.
Eine Weiterbildung sieht vor, daß es sich bei dem Lösungs- oder Dispersionsmittel um Wasser handelt.A further development provides that the solution or dispersant is water.
Dadurch wird erreicht, daß die Substanz optimal gelöst oder dispergiert wird, und daß die Faser-/Filamentmasse oder Folienmasse in geeigneter Weise benetzt wird.This ensures that the substance is optimally dissolved or is dispersed, and that the fiber / filament mass or film mass is wetted in a suitable manner.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, die Substanz in dem gegen die Fasern/Filamente bzw. die Folie versprühten Kühlmittel zu lösen oder zu dispergieren.According to a development, it is possible to use the substance in the against the fibers / filaments or the film sprayed coolant to dissolve or disperse.
Dadurch wird erreicht, daß die gleichmäßige Aufbringung der Substanz auf die gesamte Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie mit geringem technischen Aufwand erfolgt. Außerdem bleiben die Kühleigenschaften beim Herstellungsprozeß gewahrt.This ensures that the uniform application of the Substance on the entire surface of the fibers / filaments or the film is done with little technical effort. Furthermore the cooling properties are preserved during the manufacturing process.
Des weiteren ist vorgesehen, daß das Kühlmittel nach der Benetzung der Fasern/Filamente bzw. der Folie verdampft, und die im Kühlmittel enthaltene Substanz auf der Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie verbleibt.Furthermore, it is provided that the coolant after wetting the fibers / filaments or the film evaporates, and the substance contained in the coolant on the surface of Fibers / filaments or the film remains.
Dadurch wird erreicht, daß sich die Substanz über den Weg der Benetzung gleichmäßig auf der Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie verteilt, dort nach dem Verdampfen des Kühlmittels verbleibt und somit die gesamte Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie bedeckt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nach dem Aufbringen der Substanz auf die Oberfläche der Fasern/Filamente keine weiteren aufwendigen und energieintensiven Nachbehandlungsschritte für den fertigen Vliesstoff zwingend notwendig sind. Die beim Aufbringen von Additiven auf Vliesstoff mittels eines Tauchbades nötigen Nachbehandlungsschritte wie Auspressen des Vlieses und Trocknen und die damit verbundenen kostenintensiven, extrem langsamen Verarbeitungszeiten fallen weg.This ensures that the substance on the way the Wetting evenly on the surface of the fibers / filaments or the film distributed, there after the evaporation of the coolant remains and thus the entire surface of the fibers / filaments or the film covered. Another advantage is that after the application of the substance on the Surface of the fibers / filaments no further elaborate and energy-intensive post-treatment steps for the finished Nonwoven are mandatory. The while applying of additives on nonwoven fabric by means of a dip bath Aftertreatment steps such as pressing the fleece and drying and the associated costly, extremely slow Processing times are gone.
Eine Weiterbildung sieht vor, daß das Kühlmittel mit der darin enthaltenen Substanz in feinsten Tröpfchen gegen die Fasern/Filamente bzw. die Folie gesprüht wird.A further embodiment provides that the coolant with the therein contained substance in the finest droplets against the fibers / filaments or the film is sprayed.
Dadurch wird erreicht, daß das Kühlmittel und damit die darin enthaltene Substanz fein verteilt auf die gesamte Oberfläche der Fasern/Filamente bzw. der Folie gelangt, diese auch benetzt und sich darauf gleichmäßig verteilt.This ensures that the coolant and thus the therein contained substance finely distributed over the entire surface the fibers / filaments or the film passes, this also wetted and distributed evenly on it.
Vorteilhaft ist ferner, daß die Tröpfchen beim Auftreffen auf die Fasern/Filamente bzw. die Folie keinen unerwünscht negativen Einfluß auf die Faser/Filament- bzw. Folien-Struktur haben, und daß das Kühlmittel nach dem Benetzen der Fasern/Filamente bzw. der Folie schnell verdampft.It is also advantageous that the droplets on impact the fibers / filaments or the film no undesirable negative Influence on the fiber / filament or foil structure have, and that the coolant after wetting the fibers / filaments or the film evaporates quickly.
Die Substanz kann in unterschiedlichen Höhen entlang eines Produktentstehungsweges auf das Produkt aufgebracht werden, beispielsweise direkt an der Düse oder bei einer Vliesherstellung mit Verstreckung des Materials nach einer Verstreckzone oder aber auch in dieser. Auch besteht die Möglichkeit, einen Ort der Aufbringung des Materials in Abhängigkeit von der Temperatur des Produktes zu wählen. Vorzugsweise wird die Substanz zu einem Zeitpunkt aufgebracht, an dem das Produkt noch soviel Wärmeenergie gespeichert hat, dass ein anschließendes Trocknen des Produktes entfällt. Gemäß einer Weiterbildung kann das Produkt auch noch eine gewisse Restfeuchte von unterhalb von 10% aufweisen, insbesondere in einem Bereich zwischen 2,5% und 5%.The substance can be at different heights along a Product development path are applied to the product, for example, directly at the nozzle or during a nonwoven production with stretching of the material after a drawing zone or even in this one. There is also the possibility a place of application of the material in dependence of to choose the temperature of the product. Preferably, the Substance applied at a time at which the product has stored so much heat energy that a subsequent Drying of the product is eliminated. According to a development The product can also have a certain residual moisture below 10%, especially in one area between 2.5% and 5%.
Außerdem ist es möglich, daß die Fasern/Filamente bzw. die Folie aus unterschiedlichen Richtungen mit dem Kühlmittel und der darin enthaltenen Substanz besprüht werden. Dazu können das Kühlmittel und die Substanz teilweise über Düsen entgegen eine Bewegungsrichtung des Produktes eingebracht werden, so dass eine Turbulenz für eine ausrechende Verteilung der Substanz sorgt. Gemäß einer Weiterbildung werden Turbulenzwirbel mittels entsprechender konstruktiver Vorrichtungen wie Staubleche, Umlenkungen und/oder mittels entsprechendem Zufluss des Kühlmittels oder eines anderen Trägermediums für die Substanz so erzeugt, dass die Substanz gleichmäßig verteilt wird. Dazu kann die Substanz einseitig oder mehrseitig, insbesondere zweiseitig, zugeführt werden.In addition, it is possible that the fibers / filaments or Slide from different directions with the coolant and the substance contained therein are sprayed. Can do this the coolant and the substance partially against nozzles a direction of movement of the product are introduced, so that a turbulence for a proper distribution of the substance provides. According to a further development, turbulence vortices by means of appropriate constructive devices such as baffles, Deflections and / or by means of appropriate inflow the coolant or other carrier medium for the substance so generated that the substance evenly distributed becomes. For this purpose, the substance may be one-sided or multi-sided, in particular two-sided, be supplied.
Dadurch wird erreicht, daß gegenüber dem Besprühen der Fasern/Filamente bzw. der Folie aus nur einer Richtung eine noch effektivere Benetzung der Fasern/Filamente bzw. der Folie und eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Additivaufbringung erfolgt.This ensures that compared to the spraying of the fibers / filaments or the film from one direction only even more effective wetting of the fibers / filaments or the film and improved uniformity of additive application he follows.
Eine Weiterbildung sieht vor, daß durch die Substanz die Benetzbarkeit der Fasern/Filamente bzw. der Folie gegenüber benetzenden Medien, insbesondere Wasser, Alkohole, Tenside, Lipide, organische Lösungsmittel, Proteine oder gegenüber in benetzenden Medien enthaltenen gelösten Stoffen gezielt eingestellt wird. So ist es möglich, eine für die jeweilige Anwendung optimierte Barrierewirkung gegenüber Flüssigkeiten einzustellen.A further development provides that the wettability through the substance the fibers / filaments or the film opposite wetting Media, especially water, alcohols, surfactants, lipids, organic solvents, proteins or opposite in wetting media containing targeted solutes becomes. So it is possible, one for each application optimized barrier effect against liquids adjust.
Z.B. kann dadurch erreicht werden, daß ein Vliesstoff je nach aufgebrachtem Additiv gegenüber bestimmten benetzenden Medien durchlässiger oder undurchlässiger als der unbehandelte Vliesstoff unter denselben Prüfbedingungen wird. Die Durchlässigkeit oder deren inverser Wert, die Barrierewirkung ist dabei von der angewandten Prüfmethode, insbesondere der Druckdifferenz des auf dem Vliesstoff lastenden Mediums und der Verweilzeit, abhängig. Ähnliches gilt für poröse Folien entsprechend.For example, can be achieved by a nonwoven depending on applied additive to certain wetting media more permeable or impermeable than the untreated one Nonwoven fabric under the same test conditions. The permeability or their inverse value, which is barrier effect thereby of the applied test method, in particular the Pressure difference of the load on the nonwoven medium and the residence time, depending. The same applies to porous films corresponding.
Es können gezielt Substanzen auf die Fasern/Filamente bzw. die Folie aufgebracht werden, die deren Oberfläche gleichmäßig bedecken und sie hierdurch gegenüber einem großen Spektrum von benetzenden Medien, geringer oder stärker benetzbar machen, im Vergleich zu unbehandelten Fasern/Filamenten bzw. Folien.It can be targeted substances on the fibers / filaments or the film can be applied, the surface of which evenly cover them and thus across a wide spectrum of wetting media, less or more wettable compared to untreated fibers / filaments or Films.
In benetzenden Medien enthaltene gelöste Stoffen können die Benetzungseigenschaften und damit die Durchlässigkeit oder die Barrierewirkung der Fasern/Filamenten bzw. Folien im Vergleich zu denselben Medien in reiner Form, also ohne die gelösten Stoffe, in unerwünschter Weise verändern. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme gelingt es darüber hinaus, auch die durch die gelösten Stoffe verursachten Wirkungen auf die Benetzungseigenschaften gezielt verändern zu können.Solvents contained in wetting media may cause the Wetting properties and thus the permeability or the barrier effect of the fibers / filaments or films in comparison to the same media in pure form, so without the dissolved Substances in an undesirable manner. By the inventive measure succeeds beyond, even the effects on wetting properties caused by the solutes to change specifically.
Die Faser-/Filament-Schicht kann nach Aufbringen der die Oberflächeneigenschaften der Fasern/Filamente verändernden Substanz zur Bildung eines Vlieses verfestigt werden.The fiber / filament layer may after application of the surface properties changing the fibers / filaments Solidified substance to form a nonwoven.
Durch die dem Verfestigungsprozeß vorgeschaltete Aufbringung der Substanz ist die Substanz bereits gleichmäßig auf den Fasern/Filamenten vorhanden und somit auch in Bereichen, die im Zuge der Verfestigung für eine nachträgliche Behandlung mit Substanzen unzugänglich werden. By applying the solidification process upstream the substance is already uniform on the fibers / filaments present and therefore also in areas that are in the Course of consolidation for subsequent treatment with Substances become inaccessible.
Im übrigen gelten die zu den Verfahrensmerkmalen gemachten Erläuterungen auch für die Sachmerkmale entsprechend.Moreover, the made to the procedural features apply Explanations also for the characteristics accordingly.
Bei einem Produkt wie einem Vliesstoff aus Spinnvlies- oder Meltblown-Fasern/Filamenten, bei denen die Faser-/Filament-Schicht nach Aufbringen der die Oberflächeneigenschaften der Fasern/Filamente verändernden Substanz verfestigt wurde, ist die Oberfläche der Fasern/Filamente nun einheitlich und gleichmäßig von Additiven bedeckt. Dadurch besitzt der Vliesstoff durchgehend, also auch an den dicht aneinander liegenden Kreuzungspunkten der Fasern/Filamente die gewünschte Oberflächenchemie. Die innere Struktur der Fasern/Filamente und die daraus resultierenden Eigenschaften des Vliesstoffes, insbesondere seine Porengröße, wird nicht negativ beeinflußt.For a product such as a spunbond or nonwoven fabric Meltblown fibers / filaments where the fiber / filament layer after application of the surface properties of Is fibers / filaments changing substance was solidified is the surface of the fibers / filaments now uniform and evenly covered by additives. As a result, the nonwoven fabric has continuous, so also at the close together Crossing points of the fibers / filaments the desired surface chemistry. The internal structure of the fibers / filaments and the resulting properties of the nonwoven fabric, especially its pore size, is not adversely affected.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines Vliesstoffes ist die die Oberflächeneigenschaften der Fasern/Filamente verändernden Substanz ein pseudokationisches Fettamid mit einem Anteil von 4 Gewichtsprozent. Der Vliesstoff besitzt ein Flächengewicht von 11,5 g/m2 und eine Porengröße von 16 µm.In an advantageous embodiment of a nonwoven fabric, the substance which changes the surface properties of the fibers / filaments is a pseudo-cationic fatty amide in an amount of 4 percent by weight. The nonwoven fabric has a basis weight of 11.5 g / m 2 and a pore size of 16 microns.
Bei dieser Ausführung wird erreicht, daß auch bei Wasser als benetzendes Medium die Barrierewirkung des Vliesstoffes nicht durch im Wasser gelöste tensidhaltige Inhaltsstoffe verringert wird, was bei einem unbehandeltem Vliesstoff der Fall wäre. In this embodiment it is achieved that even with water as wetting medium, the barrier effect of the nonwoven fabric not reduced by dissolved in the water surfactant-containing ingredients which is the case with an untreated nonwoven fabric would.
Der Vliesstoff bzw. die Folie kann Bestandteil eines zwei oder mehrlagigen inline oder offline hergestellten Verbundes aus weiteren Textilstoffen und/oder Folien sein.The nonwoven fabric or the film may be part of a two or multilayer inline or offline produced composite from other fabrics and / or films.
Durch die Kombination mit anderen Textilstoffen und/oder Folien lassen sich die erreichten Benetzungseigenschaften und die daraus resultierende Durchlässigkeit und Barrierewirkung für flüssige Medien auch für andere Flächengebilde nutzen. Die Kombination mit diesen Textilstoffen und/oder Folien kann auch zu Synergieeffekten mit anderen Eigenschaften führen, die sich dann für Anwendungsfälle nutzen lassen.By combining with other fabrics and / or films can be achieved wetting properties and the resulting permeability and barrier effect for liquid media also for other fabrics use. The combination with these fabrics and / or films can also lead to synergy effects with other properties, which can then be used for applications.
Aufgrund der durch die Oberflächenchemie erhaltenen Eigenschaften ist eine Verwendung des Vliesstoffes oder der Folie in der Hygieneindustrie als Barriere-Material, insbesondere als textile Rückenlage in Windeln, Inkontinenzprodukten oder Frauenhygieneprodukten, in der Textilindustrie, insbesondere als Material für Schutzbekleidungen im medikalen Bereich sowie für Drapes und Wischtücher, als Ausgangsmaterial für Schutzbekleidungen in den technischen Anwendungsgebieten, als Barrierematerial für diffusionsoffene Materialien, insbesondere im Baubereich vorgesehen.Due to the properties obtained by the surface chemistry is a use of the nonwoven fabric or the film in the hygiene industry as a barrier material, in particular as a textile supine in diapers, incontinence products or Feminine hygiene products, in the textile industry, in particular as a material for protective clothing in the medical field as well for drapes and wipes, as starting material for Protective clothing in the technical fields of application, as Barrier material for vapor-permeable materials, in particular intended in the construction sector.
Bei diesen Anwendungsfällen werden entweder die atmungsaktiven Eigenschaften, also die Barrierewirkung gegen flüssige Medien und Durchlässigkeit für dampfförmige oder gasförmige Medien ausgenutzt oder umgekehrt die Saugfähigkeit für Medien durch eine erhöhte Benetzbarkeit. In these applications, either the breathable Properties, ie the barrier effect against liquid Media and permeability to vapor or gaseous Media exploited or vice versa the absorbency for media by increased wettability.
Insbesondere bei einer Folie ermöglicht die Auftragung der Substanz, dass das Polymer perforiert wird mittels Dehnung des Folienmaterials. Dazu weist das Folienmaterial beispielsweise Polypropylen mit Kreide und/oder einem Beta-Nukleiiermittel auf. Das Nukleiiermittel wird vorzugsweise in einer Konzentration zwischen 0,1 ppm bis 100 ppm beigefügt und vor einem Dehnen, insbesondere Verstrecken der Folie, extrahiert. Neben Kreide sind auch andere Füllstoffe dem thermoplastischen Filmmaterial beifügbar. Neben Füllstoffen besteht ebenfalls die Möglichkeit, mischbare Additive zuzusetzen, die sich bei der Kristallisation abscheiden. Aufgrund der dabei auftretenden Phasentrennung entstehen in dem Folienmaterial Öffnungen.Especially with a film, the application of the Substance that the polymer is perforated by means of stretching of the film material. For this purpose, the film material, for example Polypropylene with chalk and / or a beta nucleating agent on. The nucleating agent is preferably in a Concentration between 0.1 ppm to 100 ppm added and before a stretching, in particular stretching the film extracted. Besides chalk, other fillers are also thermoplastic Film material available. In addition to fillers there is also the ability to add miscible additives that to separate during crystallization. Because of it occurring phase separation arise in the film material Openings.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.The invention will be described below with reference to an exemplary embodiment explained, which is shown in the drawing.
In dieser zeigen:
- Fig.1
- eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von (Spinnvlies oder) Meltblown,
- Fig. 2
- eine schematische Querschnittsansicht einer Faser/ eines Filaments mit der auf der Oberfläche aufgebrachten Substanz, und
- Fig. 3
- eine Vliesherstellvorrichtung.
- Fig.1
- a schematic representation of the process according to the invention for the production of (spunbond or meltblown),
- Fig. 2
- a schematic cross-sectional view of a fiber / a filament with the substance applied to the surface, and
- Fig. 3
- a nonwoven manufacturing device.
Das schematisch dargestellte Verfahren ist hier speziell für
einen Meltblown-Prozess optimiert. Es eignet sich aber auch
für den Spinnvliesprozeß oder mit geringen Modifikationen für
den Folienprozeß. Zur Erzeugung von (Spinnvlies- oder) Meltblown-Fasern/Filamenten
als Produkt 2 dient eine Vorrichtung
18 zum Herstellen der Schmelze 6 aus Polymeren 4, eine oder
mehrere daran angeschlossene (Spinn- oder) Meltbown-Düsen 8
(hier übersichtshalber als eine einzelne Düse dargestellt)
mit Kapillaröffnungen 20, Luftdüsen 22, ein Legeband 12 und
eine Besprühungseinrichtung 24, der eine Löse- oder Dispergiereinrichtung
26 vorgeschaltet ist, in der die Substanz 14
und das Lösungs- oder Dispersionsmittel 16 miteinander vermischbar
sind.The schematically illustrated method is especially for
optimized a meltblown process. It is also suitable
for the spunbonding process or with minor modifications for
the foil process. For the production of (spunbond or meltblown) fibers / filaments
as a
Für die Herstellung von (Spinnvlies- oder) Meltblown-Fasern/Filamente
2 werden Polymere 4 üblicherweise in Form von Granulat
als Ausgangsmaterial verwendet. Dieses Polymergranulat
4 wird in einer Vorrichtung 18 zu einer Schmelze 6 verarbeitet,
aus welcher über Spinn- oder Meltblown-Düsen 8 die Fasern/Filamente
2 zur Bildung des Vliesstoffes erzeugt werden.For the production of (spunbonded) or meltblown fibers /
Dazu treten aus den Kapillaröffnungen 20 der Düse 8 Schmelzetropfen
28 aus, auf die aus Luftdüsen 22 ein scharfer Luftstrom
gerichtet ist, der Fäden (Fasern/Filamente) 2 aus den
Schmelzetropfen 28 erzeugt.To get out of the capillary 20 of the
Die aus den (Spinn- oder) Meltblown-Düsen 8 gebildeten Fasern/Filamente
2 werden auf einem Legeband 12 als Faser- oder
Filamentschicht 10 abgelegt. Gegebenenfalls wird diese Filamentschicht
10 einem geeigneten Verfestigungsverfahren unterzogen.The fibers / filaments formed from the (spinning or)
Beim Entstehen der Fasern/Filamente 2 aus den Schmelzetropfen
28 kann es durch die schlechte Abkühlung der Faser/Filamente-Masse
zur Tropfenbildung beim Entstehen der Fasern/Filamente
2 und zu Faserbündeln beim Kühlen oder Verstrecken kommen.
Diese Nachteile werden behoben, indem ein Kühlmittel, vorzugsweise
Wasser, in Form von sehr kleinen Tröpfchen über eine
Besprühungseinrichtung in den Fasern/Filamenten-Strahl 2
eingebracht wird.Upon the emergence of the fibers /
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun wenigstens eine
die Oberflächeneigenschaften der Fasern/Filamente 2 verändernde
Substanz 14 auf die Oberfläche der Fasern/Filamente 2
gebracht, und zwar innerhalb einer Zeitspanne vom Entstehen
bis zur Niederlegung der Fasern/Filamente 2 als Fasern/-Filamentschicht
10.In the method according to the invention now at least one
the surface properties of the fibers /
Die Substanz 14 wird dazu entweder unvermischt, als Lösung
oder als Dispersion vorzugsweise mittels einer Besprühungseinrichtung
24 auf die Oberfläche der Fasern/Filamente 2 gesprüht.
Wird die Substanz 14 in Form einer Lösung oder Dispersion
versprüht, erfolgt vorher in der Löse- und Dispergiereinrichtung
26 eine Vermischung der Substanz 14 mit dem Lösungs-
oder Dispersionsmittel 16. The
Eine Möglichkeit, die Substanz 14 mit möglichst geringem
technischen Aufwand auf die Fasern/Filamente 2 aufzubringen,
besteht darin, die Substanz 14 einem zur Abkühlung der Fasern/Filamenten-Masse
versprühten Kühlmittel zuzugeben. Demnach
stellt das Kühlmittel dann das Lösungs- oder Dispersionsmittel
16 dar.One way, the
Die Substanz 14 wird in diesem Fall über die Löse- oder Dispergiereinrichtung
26 mit dem Kühlmittel 16 vermischt und
über die Besprühungseinrichtung 24 in den Fasern/Filamenten
Strahl 2 eingebracht. Das Kühlmittel 16 und die darin enthaltene
Substanz 14 benetzen dabei gleichmäßig die Oberfläche
der Fasern/Filamente 2, wobei das Kühlmittel 16 verdampft,
und die Substanz 14 auf der Oberfläche der Fasern/Filamente 2
verbleibt.The
Die Besprühungseinrichtung sowie die Anzahl der Besprühungseinrichtungen
24 wird abhängig von der Art des eingesetzten
Verfahrens, des Polymers 4 und der aufzubringenden Substanz
14 so variiert, daß eine optimale Benetzung der Fasern/Filamente
2 und daraus resultierend eine gleichmäßige Verteilung
der Substanz 14 auf der gesamten Oberfläche der Fasern/Filamente
2 erfolgt. Die Besprüheinrichtung 24 ist vorzugsweise
höhenverstellbar einrichtbar. Ein aus der Besprüheinrichtung
24 aufgebrachter Strahl zur Benetzung der Fasern/Filamente
2 wird vorzugsweise über eine Düsenleiste aufgebracht.
Die Form der Düse selbst kann schlitz-, kreuz oder
kreisförmig sein. Vorzugsweise wird auch eine veränderbare
Düsengeometrie gewählt, um auf diese Weise den Strahl an den
jeweiligen Prozess anpassen zu können. Weitere Anpassungen
des Strahles erfolgen beispielsweise über unterschiedliche
Mischungsverhältnisse in der Löse- und Dispergiereinrichtung
wie auch über die Variation des Druckes. Weiterhin kann der
Winkel der Richtung des Strahles auf die Fasern/Filamente 2
verändert werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass dieser
Winkel sehr flach ist in Bezug auf aus den Luftdüsen austretender,
die Fasern/Filamente 2 umgebende Luft, beispielsweise
zwischen 10° und 35°. Dann wird die Substanz 14 hauptsächlich
durch Mikrowirbel aufgetragen und eine Störung des Luftstromes
vermieden.The spraying device and the number of
Die Wahl der Substanz 14 ist abhängig von der gewünschten Oberflächeneigenschaft
der Fasern/Filamente 2. Dabei werden
Substanzen 14 gewählt, die die Benetzbarkeit der Fasern/Filamente
2 bzw. des fertigen Spinnvlieses oder Meltblown gegenüber
bestimmten benetzenden Medien wie Wasser, Alkohol,
Tenside, Lipide, organische Lösungsmittel, Proteine etc. einstellen
d.h. die Barrierewirkung gegenüber den betreffenden
Flüssigkeiten gezielt beeinflussen.The choice of
Fig. 2 zeigt schematisch den Querschnitt einer Faser/eines
Filaments 2, auf dessen Oberfläche wenigstens eine die Oberflächeneigenschaften
der Faser/des Filaments 2 verändernde
Substanz 14 aufgebracht ist.Fig. 2 shows schematically the cross section of a fiber / a
Diese Substanz 14 ist dabei gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche
der Faser/des Filaments 2 aufgebracht. This
Zum Vergleich der verschiedenen Verfahren wurden, basierend auf denselben Meltblown- Prozesseinstellungen, mehrere Vliese hergestellt und deren Barrierewirkung gegenüber benetzenden Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Verfahren gemessen.To compare the different methods were based on the same meltblown process settings, several nonwovens manufactured and their barrier effect against wetting Liquids measured by different methods.
Verwendet wurde ein Polypropylengranulat (Hersteller Himont, Grade Valtec HH442H, MFI 800-Herstellerangabe). Verwendet wurde eine Standard- Meltblowndüse (Hersteller Accurate Products). Die Extrusions- und Spinntemperaturen lagen im für PP üblichen Bereich ebenso wie Lufttemperatur und -mengen. Bei der Herstellung der Fasern wurde die Abkühlung der Fasern durch Zugabe einer Quenchflüssigkeit unterstützt. Das hergestellte Vlies hat ein Gewicht von 11,5 g/m2. Die Produkteigenschaften sind in Tabelle 1 aufgelistet.A polypropylene granulate was used (manufacturer Himont, Grade Valtec HH442H, MFI 800 manufacturer's information). A standard meltblown nozzle (manufacturer Accurate Products) was used. The extrusion and spinning temperatures were in the usual range for PP as well as air temperature and quantities. In the manufacture of the fibers, the cooling of the fibers was assisted by the addition of a quench liquid. The produced nonwoven has a weight of 11.5 g / m 2 . The product properties are listed in Table 1.
Zusätzlich zu dem für die Herstellung von Vlies 1 verwendeten PP wurde hier zur Polymerschmelze 1,0 Gewichtsprozent des Gesamtprodukts eines Additivs (nichtionische flourchemische Verbindung, Grade FX1801, Hersteller 3M) zugegeben.In addition to that used for the production of nonwoven 1 PP here became 1.0 weight percent of the total product to the polymer melt an additive (nonionic flourchemic Compound, grade FX1801, manufacturer 3M).
Das hergestellte Vlies hat ebenfalls ein Gewicht von 11,5 g/m2. Die Produkteigenschaften sind in Tabelle 1 aufgelistet. The produced fleece also has a weight of 11.5 g / m 2 . The product properties are listed in Table 1.
Dieses Material wurde analog zu Vlies 1 hergestellt. Hier wurde der Quenchflüssigkeit ein Additiv (pseudokationisches Fettamid, Grade BK2047FL, Hersteller Henkel KGaA) zugegeben, so daß das Vlies mit 4 Gewichtspozent auf das Vlies ausgerüstet ist.This material was prepared analogously to web 1. Here the quench liquid was an additive (pseudo cationic Fatty amide, grade BK2047FL, manufacturer Henkel KGaA), so that the fleece equipped with 4 weight percent on the fleece is.
Das hergestellte Vlies hat ebenfalls ein Gewicht von 11,5 g/m2. Die Produkteigenschaften sind in Tabelle 1 aufgelistet.The produced fleece also has a weight of 11.5 g / m 2 . The product properties are listed in Table 1.
Es ist sichtbar, daß das Additiv in Vlies 2 die Ausziehbarkeit
der Fasern verringert und somit bei gleichen Prozesseinstellungen
zu gegenüber Vlies 1 vergrößerten Poren führt. Dadurch
wurde nach (a) ein geringerer Wert gemessen.It can be seen that the additive in
Vlies 3 zeigt durch den oberflächigen Auftrag des Additivs keine Veränderung der Porengröße. Die Meßwerte nach (b) demonstrieren eine durch die Zugabe des Additivs zur Schmelze erhöhte Barrierewirkung des Vlieses 2 gegenüber Vlies 1 trotz des vergrößerten Porendurchmessers.Fleece 3 shows by the surface application of the additive no change in pore size. Demonstrate the measurements according to (b) one by the addition of the additive to the melt increased barrier effect of the nonwoven 2 against nonwoven 1 despite of the enlarged pore diameter.
Durch Beibehaltung des kleinen Porendurchmessers von Vlies 1 bei Vlies 3 und der oberflächigen Ausrüstung mit dem der Quenchflüssigkeit zugegebenen Additiv wird eine - auch gegenüber Vlies 2 - deutlich erhöhte Barrierewirkung nach (b) erreicht.By maintaining the small pore diameter of web 1 at Fleece 3 and the surface equipment with the Quench liquid added additive becomes a - even opposite Fleece 2 - achieved significantly increased barrier effect after (b).
Figur 3 zeigt eine Vliesherstellvorrichtung 30, die ebenfalls
Meltblownfasern 32 herstellt, die auf einem Sieb 34 abgelegt
werden. Das Sieb 34 wird entsprechend der Pfeilrichtung weiter
transportiert. Weiterhin weist die Vorrichtung 30 eine
Einkapselung 36 auf. Diese umschließt die Meltblownfasern 32
vorzugsweise nicht nur im Bereich der Aufbringung der Substanz
14, sondern so wie dargestellt, auch darüber hinaus.
Die Substanz 14 kann jedoch zusätzlich oder nur ausschließlich
über die Luftdüsen 22 zugeführt werden, angedeutet durch
die Pfeile. Weiterhin ist eine zweiseitige Substanzzuführung
38 dargestellt. Über ein Mittel 40 zur Einstellung eines Fluidzustandes
einer durch Pfeile angedeuteten Fluidzuführung 42
wird das ein Trägerfluid und/oder die Substanz 14 entsprechend
gewünschter Vorgaben konditioniert, z.B. temperiert,
druckbeaufschlagt, gemischt etc. Die Fluidzuführung 42 erlaubt
auch eine Dosierung des in die Einkapselung einströmenden
Fluidstromes, z.B. in Abhängigkeit von der Einstellung
gewisser turbulenter Strömungsverhältnisse. Beispielsweise
kann auf diese Weise eine Sekundärluftzuströmung an die
Meltblownfasern 32 über einen Ventilator gesteuert oder geregelt
werden. Gemäß einer nicht näher dargestellten Ausführung
kann die Substanzzuführung auch mittels Hochdruck erfolgen,
d.h. einem Druck, der höher ist als derjenige der aus den
Luftdüsen 22 ausströmenden Luft, beispielsweise 80 bar und
mehr. Die Einkapselung 36 selbst kann jedoch auch entsprechende
Lüftungsschlitze in die Umgebung aufweisen, über die
die notwendige Sekundärluft hereingesaugt werden kann. Durch
eine entsprechende Auswahl der Anordnung der Lüftungsschlitze
zum Beispiel in Abhängigkeit von der Fluidzuführung 42 und/oder
Substanzzuführung 38 geschieht dieses vorzugsweise
selbsttätig.FIG. 3 shows a
Des weiteren können im Inneren der Einkapselung 36 Strömungsverteilungsmittel
wie die dargestellten Strömungsleitbleche
44 vorhanden sein. Mit diesen lässt sich die Substanz 14
und/oder das Trägerfluid so leiten und verwirbeln, dass eine
gleichmäßige Beaufschlagung der Oberfläche der Meltblownfasern
32 erfolgt. Vorzugsweise lässt sich beispielsweise auch
mit diesen Strömungsverteilungsmitteln die Substanz 14
mehrfach durch die Meltblownfasern 32 hindurchleiten. Wie
gestrichelt angedeutet, kann die Substanzzuführung 38 auch an
verschiedenen Orten angeordnet sein, entweder einzeln oder
ergänzend. Vorzugsweise ist die Substanzzuführung in ihrer
Winkligkeit einstellbar, so dass die Substanz 14 auch gegen
die Strömungsrichtung der Meltblownfasern 32 in die Einkapselung
36 einleitbar ist. Die Einkapselung 36 selbst hat beispielsweise
eine konische Form oder auch eine Sanduhrform.
Sie kann oben wie unten mit der Düse bzw. dem Sieb 34 abschließen
oder aber zumindest teilweise auch offen sein, beispielsweise
in Form von Schlitzen. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung
einer Einkapselung 36, die eine Verstreckungszone der
Meltblownfaser nach Austritt aus der Düse erfasst. Beispielsweise
ist die Umkapselung zwischen 5 und 10 Zentimeter lang.
Unterhalb des Siebes 34 ist vorzugsweise ein Gebläse angeordnet,
dass in der Einkapselung 26 einen Unterdruck erzeugt.
Dadurch werden die in die Einkapselung ein- und hindurchströmenden
Fluide laminarisiert.Furthermore, 36 may flow distribution means inside the encapsulation
like the illustrated flow baffles
44 be present. With these, the substance can be 14
and / or direct and fluidize the carrier fluid such that a
uniform application of the surface of the
Derartig beschriebene Vliese wie Folien finden ihren Anwendungsbereich in der Hygieneindustrie als Barriere-Material z.B. als textile Rückenlage in Windeln, Inkontinenzprodukten oder Frauenhygieneprodukten, in der Textilindustrie z.B. als Material für Schutzbekleidungen im medikalen Bereich z.B. als Material für Drapes und Wischtücher oder ebenfalls als Ausgangsmaterial für Schutzbekleidungen in den technischen Anwendungsgebieten als Barrierematerial für diffusionsoffene Materialien z.B. im Baubereich aber jeweils nicht beschränkt auf die genannten Beispiele im jeweiligen Segment und auch nicht beschränkt auf die Segmente. Ferner sind Inline/offline-Kombinationen mit anderen Materialien (wie z.B. andere Spinnvliese, Meltblowns, Folien, textile Materialien im weitesten Sinne, Gewebe, etc.) denkbar, um Synergieeffekte darzustellen.Such described nonwovens such as films find their application in the hygiene industry as a barrier material e.g. as a textile supine in diapers, incontinence products or feminine hygiene products, in the textile industry e.g. when Material for protective clothing in the medical field, e.g. when Material for drapes and wipes or as a starting material for protective clothing in the technical fields of application as barrier material for vapor-permeable Materials e.g. but not limited in the construction sector to the mentioned examples in the respective segment and also not limited to the segments. There are also inline / offline combinations with other materials (such as others Spunbonded nonwovens, meltblowns, foils, textile materials in the widest Senses, tissue, etc.) conceivable in order to represent synergy effects.
Claims (20)
- Method for producing a product (2) for which at least one polymer (4) as basic material is manufactured to a molten liquid (6) from which the product (2) is produced, whereby the melt liquid polymer (4) discharges from at least one nozzle (8) and is laid down as a layer (10) preferably on a sieve conveyor band (12), whereby at least one substance which changes the surface properties of the product (2) is applied on the surface of the product (2) during a time interval ranging from the product-emergence to the product-laid down,
characterised in that
the substance (14) is several times guided through the polymer (4) emerging from the nozzle (8) and bedewing uniformly the polymer (4). - Method according to claim 1 characterised in that an interfacial tension is adjusted such that is has a difference of at least 3 mN/m in regard to a fluid interfacial tension bedewing subsequently the product (2).
- Method according to claim 1 or 2 characterised in that an interfacial tension is adjusted, which is 5 mN/m lower in regard to a product (2) without any such applied substance.
- Method according to one of the claims 1, 2 or 3, characterised in that the substance (14) is applied when the product (2) has a surface temperature of at least 110° C, preferably of at least more than 130° C, specifically more than 150° C and preferably less than 180° C.
- Method according to one of the claims 1 to 4, characterised in that a film is produced as product (2).
- Method according to one of the claims 1 to 4, characterised in that a spunbond nonwoven is produced as product (2), which is laid down on a sieve conveyor band.
- Method according to one of the claims 1 to 4, characterised in that a melt-blown nonwoven ist produced as product (2) and is laid down on a sieve conveyor band.
- Method according to claim 6 or 7, characterised in that a pore size of a nonwoven is adjusted, which is together with the applied substance (14) at least approximately about the same in regard to an adjustment of an identical barrier property of a nonwoven with a substance (14), which is added to the polymer (4) in the molten mass, or that a pore size of a nonwoven is adjusted which is smaller with the applied substance (14) in regard to an adjustment of an equal barrier property of a nonwoven without the substance (14).
- Method according to one of the claims 1 to 8, characterised in that the substance (14) is applied to the surface of the product (2) in an unmixed condition.
- Method according to one of the claims 1 to 8, characterised in that the substance (14) is applied as a dispersion (emulsion/suspension/aerosol).
- Method according to one of the claims 1 to 9, characterised in that the substance (14) is applied to the surface as a gas.
- Method according to one of the claims 1 to 8, 10, characterised in that the substance (14) is solved or dispersed in a cooling fluid (16) which is sprayed to the product.
- Method according to one of the claims 1 to 8, 10, 11, characterised in that the product is applied with the cooling medium (16) and the substance (14) therein from different directions.
- Device for applying a substance onto a product (2), which is produced from a molten liquid (6) which comprises a polymer (4) as basic material and which is generated by emerging from at least one nozzle (8) and subsequently laid down, wherein on the surface of the product (2) at least one substance (14) changing the surface characteristics of the product (2) is arranged, wherein the substance is applied in a time range during product-emergence to the product-laid-down,
characterised in that
the device comprises an at least partial encapsulation of the molten liquid emerging from the nozzle and flow distributing means for guiding the substance several times through the polymer (4) emerging from the nozzle (8) and for bedewing uniformly the polymer. - Device according to claim 14, characterised in that a fluid supply is arranged via the device to the product.
- Device according to claim 14 or 15, characterised in that a substance supply is combined with the fluid supply.
- Device according to one of the claims 14, 15 or 16, characterised in that the device has means for adjusting a fluid condition.
- Device according to one of the claims 14 to 17, characterised in that the substance supply comprises a high pressure supply.
- Device according to one of the claims 14 to 18, characterised in that the fluid supply and/or the substance supply is adjustable for height.
- Device according to one of the claims 14 to 19, characterised in that the substance supply is carried out in an immediate vicinity to the nozzle.
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