EP2064380A2 - Leichtgewichtiges spinnvlies mit besonderen sperreigenschaften - Google Patents

Leichtgewichtiges spinnvlies mit besonderen sperreigenschaften

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EP2064380A2
EP2064380A2 EP07818273A EP07818273A EP2064380A2 EP 2064380 A2 EP2064380 A2 EP 2064380A2 EP 07818273 A EP07818273 A EP 07818273A EP 07818273 A EP07818273 A EP 07818273A EP 2064380 A2 EP2064380 A2 EP 2064380A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spunbonded
basis weight
spunbonded nonwoven
polyolefin
nonwoven
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07818273A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Bornemann
Markus Haberer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fiberweb Corovin GmbH
Original Assignee
Fiberweb Corovin GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fiberweb Corovin GmbH filed Critical Fiberweb Corovin GmbH
Publication of EP2064380A2 publication Critical patent/EP2064380A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D04H3/005—Synthetic yarns or filaments
    • D04H3/007—Addition polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
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    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H13/00—Other non-woven fabrics
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    • Y10T442/699—Including particulate material other than strand or fiber material

Definitions

  • the invention relates to a spunbonded nonwoven polyolefin filaments with a titer ⁇ 1, 6 dtex.
  • the spunbonded fabric is characterized by special barrier properties.
  • the invention also relates to the production of a laminate using the spunbonded nonwoven according to the invention and to the use of the spunbonded nonwoven and the use of the laminate produced with the spunbonded nonwoven.
  • Nonwovens are textile fabrics which can be produced in various ways.
  • melt spinning meltblowing
  • meltblowing meltblowing
  • the two technologies of melt spinning and meltblowing have the advantage that the plastic granulate can be transferred directly into the finished fabric with the aid of a corresponding system. This explains the comparatively high productivity of these machines in the production of nonwovens.
  • melt spinning polymer granules are melted in an extruder, pressed through the openings, so-called spinnerets, a spinning plate and pneumatically or mechanically stretched after cooling.
  • the process of drawing determines the final strength of the filaments.
  • the loosely deposited filaments after stretching on a moving storage belt are chemically or thermally solidified in the region of the touching crossing points to so-called binding points. It decreases with increasing solidification the Softness of the thus formed nonwoven fabric, wherein the flexural rigidity increases.
  • Several identical or different superimposed spunbonded layers can be thermally solidified, for example by calendering, to form a composite material (laminate).
  • meltblowing the productivity is lower than in melt spinning.
  • nonwovens produced by meltblown (meltblown) technologies have a lower mechanical strength than the through
  • melt spinning produced. However, meltblowing is technically more complex and therefore more expensive than meltblowing.
  • the aim of a low-cost nonwoven production is therefore the replacement, or in the case of the production of a laminate, the reduction of the nonwoven webs produced by meltblowing by such nonwovens, which were ideally made entirely by melt spinning.
  • this initially requires that the barrier properties of the layers produced by melt spinning be significantly improved.
  • the barrier properties of a nonwoven are described i.a. characterized by its air permeability and water resistance. As a measure of the water resistance is the
  • US Pat. No. 5,885,909 describes a spunbonded nonwoven fabric whose fibers have a fineness of 1 denier or less and which are characterized by a Frazier air permeability of at least 70 m 3 / (m 2 »min) and a water column of at least 15 cm.
  • the core of the invention consists in the teaching that the pore size and thus the air permeability and water-tightness of the melt-spun nonwoven fabric produced therefrom can be influenced via the filament hardness and the fineness of the filaments.
  • the object of the invention in this context is to provide a spunbonded fabric of lower basis weight, which is distinguished from the prior art by improved barrier properties.
  • the aim is to achieve the highest possible degree of water-tightness while still achieving high air permeability.
  • Another object of the invention is to produce a multi-ply composite nonwoven having barrier properties that are typically only guaranteed by composite nonwovens having at least one ply made by meltblowing.
  • the core of the invention is based on the finding that finer filaments allow the production of comparatively lightweight spunbonded nonwovens, and that also the barrier properties of a nonwoven fabric depend above all on the denier of the filaments used. This can be explained by the fact that a larger number of crossing points can form between filaments of greater fineness (ie lower titre) after filament deposition, provided the other parameters of nonwoven production are essentially unchanged. As a result, a larger number of binding sites will be present after the chemical solidification of the web, at the same time its pore size is lower due to the increased fineness of the filaments.
  • Such spunbonded nonwovens have improved water-tightness while at the same time having high air permeability. This also applies to thermally bonded spun nonwovens, as long as the embossing surfaces are dimensioned so that they alone ensure sufficient solidification of the nonwoven fabric.
  • the inventors of the nonwoven fabric according to the invention have recognized that straight filaments with a titre of at most 1.6 dtex, in particular in the range from 1.6 dtex to 1.0 dtex, permit the production of nonwovens whose basis weights are only 4.0 to 18 g / m 2 and their barrier properties represent an optimum at the same time.
  • the window appears in terms of the titer of the filaments, in which the mechanical properties and the barrier properties in the Improve disproportionately compared to basis weight.
  • the water column of 5 cm marks the lighter weight spunbonded nonwovens with a basis weight of about 7 g / m 2 , the air permeability of about 500 m 3 / (m 2 »min) is correspondingly high.
  • the heavier spunbonded nonwovens with a basis weight of about 17 g / m 2 on the other hand, have a lower air permeability of about 230 m 3 / (m 2 » min).
  • the product of air permeability and basis weight is ⁇ 4000 g / (m » min).
  • the air permeability and basis weight behave inversely to one another, ie the higher the weight per unit area, the lower is the air permeability as a rule, the relationship not having to be linear. Therefore, the product of air permeability and basis weight as a parameter for labeling is even more meaningful than the specification of the air permeability or the basis weight alone (see also Figure 3).
  • spunbonded nonwovens whose product of air permeability and basis weight in the range between ⁇ 4000 and 3500 g / (m »min).
  • the filament titer of the filaments used to make these nonwovens is ⁇ 1.1 dtex.
  • Another important parameter for evaluating the barrier properties of nonwovens is their water resistance. It is measured by the maximum water column standing above the spunbonded web. As a measure of the
  • Water resistance is the water pressure in mbar, or in cm Indicated at the third point of the
  • the nonwoven fabrics according to the invention show a water column of 5 cm to 15 cm when measuring the water tightness.
  • one of the nonwovens according to the invention having a water column of 13.6 cm has a basis weight of only 17 g / m 2 , but at the same time has an air permeability of 233 m 3 / (m 2 # min).
  • the reference serving for the embodiments of this application reference (ref. 1, see Table 1 last line) has a water column of 14.0 cm and a basis weight of 17.2 g / m 2 an air permeability of only 188 m 3 / (m 2 »Min).
  • the nonwoven fabric known from the prior art US Pat. No.
  • 5,885,909 also has a comparatively high basis weight of over 48 g / m.sup.2 (Example 39) at a water column of comparable 15 cm, while the permeability measured according to Frazier 60 m 3 / (m 2 # min).
  • the quotient of water resistance and basis weight is preferably ⁇ 0.004 m 3 / g, particularly preferably ⁇ 0.006 m 3 / g. at
  • the filament titer can range from 1.0 to 1.5 dtex.
  • a polyolefin obtained by metallocene catalysis in particular m-polypropylene (m-PP).
  • m-PP m-polypropylene
  • the basis weight of the nonwoven fabric according to the invention may be in a range of 4 to 18 g / m 2 . Very particular preference is given to a basis weight of between 4 and 15 g / m 2 or 10 and 15 g / m 2 .
  • polyolefin polymers are macromolecular substances that are composed of simple molecules (monomers) by polymerization, polycondensation or polyaddition.
  • the class of polyolefins includes, inter alia, polyethylene (HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, ULDPE, UHMW-PE), polypropylene (PP) , Poly (1-butene), polyisobutylene, poly (1-pentene), poly (4-methylpent-1-ene),
  • polystyrene Polybutadiene, polyisoprene, and various olefin copolymers. Besides these, heterophasic blends are also among the polyolefins.
  • polyolefins in particular polypropylene or polyethylene, graft or copolymers of polyolefins and ⁇ , ß-unsaturated carboxylic acids or carboxylic anhydrides can be used.
  • the particular suitability of the polyolefins does not exclude the use of polyester, polycarbonate, polysulfone, polyphenylene sulfide, polystyrene, polyamides or mixtures thereof.
  • Particularly suitable for the production of the nonwoven fabric according to the invention are polyethylene and polypropylene and their copolymers. It goes without saying that even the polyethylene used can be a copolymer mixture of different polyethylenes. The same applies to the polypropylene used.
  • Poly (m-PP) polypropylene prepared with metallocene catalysts has a more homogeneous molecular weight distribution of the polymer units and still yields filaments of small diameter even at greatly increased throughput rates.
  • the polypropylenes obtained by Ziegler-Natta catalysis are also suitable for the production of the nonwovens according to the invention.
  • fillers or pigments are added to the polymer prior to extrusion.
  • all fillers or pigments known to the person skilled in the art and suitable for the intended use of the nonwoven fabric are suitable.
  • Calcium carbonate is a particularly interesting filler.
  • Titanium dioxide (TiO 2) is also suitable as a filler and intended for the production of the nonwoven fabric according to the invention.
  • the filaments may be in a particularly preferred
  • Embodiment have a filler content of more than 5 wt .-%.
  • the average particle size of the filler (D50) is preferably 2 Dm to 6 Dm, with the top cut (D98) of the particles D being 10 Dm.
  • the solidification of the spunbonded fabric can be carried out by all methods known to the person skilled in the art.
  • the solidification is chemical or thermal type.
  • the nonwoven thickness is reduced.
  • the nonwoven thickness of a single consolidated spunbond layer is in the range of 100 to 200 Dm.
  • the nonwoven thickness for a nonwoven having a basis weight of 10 g / m.sup.2, which was produced with a spinner having 5000 holes / m (with a spinning beam width of 150 mm) is in the region of about 180 .mu.m.
  • the nonwoven thickness for a nonwoven fabric produced with a spinner having 7000 holes / m (with a spinneret width of 150 mm) and a basis weight of 10 g / m 2 is in the range of about 150 dm.
  • the spunbonded nonwoven according to the invention forms a layer in a laminate consisting of at least two spunbonded nonwoven layers.
  • the second or further layers may have similar or distinct other properties than the spunbonded nonwoven according to the invention. Alone because of its light weight is the Inventive nonwoven fabric suitable for a variety of combinations. It is also conceivable that one or more of the layers of the laminate were prepared by melt blowing.
  • the most important uses for the nonwovens according to the invention are the production of interlining materials, body hygiene articles (diapers, sanitary napkins, cosmetic pads), cleaning wiping cloths and mop cloths, as well as gas and liquid filters.
  • Landfill cover for the separation of earth layers and bulk solids or as an intermediate layer below the ballast bed of a road surface for use. Also as a cover in agriculture and horticulture nonwovens are usefully used.
  • spunbonded nonwoven fabric was carried out on a "Reicofil 3" spunbond pilot plant, on the one hand a conventional spinning device (spinneret with 5,000 capillaries per meter, width of the spinneret surface provided with holes (capillaries) 150 mm, referred to as "standard spinneret", and an altered spinner having an increased number of capillaries per surface of spinneret (7,000 capillaries per meter, capillary spinneret 150 mm width, referred to as “alternative spinneret” or "7000" for short).
  • standard spinneret spinneret with 5,000 capillaries per meter, width of the spinneret surface provided with holes (capillaries) 150 mm
  • standard spinneret an altered spinner having an increased number of capillaries per surface of spinneret (7,000 capillaries per meter, capillary spinneret 150 mm width, referred to as “alternative spinneret” or "7000" for short).
  • ZN-PP Sl The prior art nonwoven patterns produced using the standard spinning plate are referred to as "ZN-PP Sl” to “ZN-PP S8". Composition, process conditions and characteristic properties are shown in Table 1.
  • the patterns according to the invention which were produced with the alternative spinning plate with an increased number of openings (capillaries) per surface, are designated as patterns "ZN-PP Al” to "ZN-PP A3”. Composition, process conditions and Characteristic properties are shown in Table 2.
  • Metallocene catalysis produced under the trade name “Metocene HM562S” (manufacturer: Basell), called “m-PP”.
  • the filament titer of the spunbond filaments was set at 1.3 dtex and 1.1 dtex.
  • the basis weights of the spunbonded nonwovens were varied from 7 g / m 2 to 17 g / m 2 .
  • melt additives or pigments e.g. Titanium dioxide
  • melt additives and / or pigments are added to the polymer or the polymer mixture prior to extrusion.
  • Fig. 1 illustrates air permeability of spunbonded nonwovens with different basis weight.
  • Fig. 2 shows the waterproofness of spunbonded nonwovens with different basis weight.
  • Fig. 3 illustrates the product of air permeability and basis weight for nonwoven webs having different basis weight.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show that the reduction of the filament titer tends to improve the barrier properties. This can be clearly seen in the patterns ZN-PP Sl to ZN-PP S3 or ZN-PP S4 to ZN-PP S8.
  • a reduction of the filament titer of the spunbonded filaments from 2.1 dtex to 1.8 dtex leads to a reduction in air permeability of about 15%.
  • the finer filaments were accessible only at about a 30 percent reduction in polymer melt mass flow rate.
  • Spunbond fabric sample ZN-PP Al to ZN-PP A3 produced.
  • spunbonded fabrics are obtained in which the air permeability by about 25% below that
  • Air permeability is, which at the same total throughput was achievable when using the conventional spinning device.
  • an increase of about 40% was also determined.
  • the properties of the samples ZN-PP Al to ZN-PP A3 could also be verified by using a PP prepared by metallocene catalysis (see sample m-PP Al to m-PP A3).
  • Spun fleeces came closer to those of SMS. However, the SMS still has about a 1/3 lower air permeability and a 30% higher water resistance.
  • the samples m-PP A4 to m-PP A8 were produced in such a way that the spunbonded fibers had a filament denier of about 1.1 dtex. In terms of process technology, this was achieved by reducing the mass throughput to about 0.3 g / hole * min.
  • the spunbonded webs produced again exhibited significantly improved barrier properties.
  • the barrier properties of the sample m-PP A4 are almost comparable to those of the SMS comparison sample with the same surface weight (Ref 1). In particular, in the waterproofness, the same values of about 14 cm water column were obtained.
  • the filament titer was determined by means of a microscope.
  • the basis weight determination (basis weight) of the spun nonwovens was carried out according to DIN EN 29073-1 on 10 x 10 cm specimens.
  • the thickness of the spunbonded web was measured as the distance between two plane-parallel measuring surfaces, between which the spunbonded webs are below a predetermined measuring pressure.
  • the method was carried out analogously to DIN EN ISO 9073-2, whereby a coating weight of 125 g, a measuring area of 25 cm 2 and a measuring pressure of 5 g / cm 2 were used.
  • Air permeability Air permeability
  • the measurement of the air permeability of the spun nonwoven fabric was carried out according to DIN EN ISO 9237.
  • the surface of the measuring head was 20 cm 2 , the applied test pressure 200 Pa.
  • the determination of the watertightness was carried out in accordance with DIN EN 20811. Gradient of the test pressure 10 mbar / min. As a measure of the watertightness of the water pressure in mbar, or in cm water column is specified, in which penetrates at the third point of the test area of the first drop of water through the test material.

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Abstract

Spinnvlies aus Polyolefin-Filamenten mit einem Titer <1,6 dtex, wobei das Spinnvlies ein Flächengewicht ≤ 18 g/m2 und eine Wasserdichtigkeit gemessen als Wassersäule von < 15 cm sowie eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 230 m3/(m2.min) aufweist und das Produkt aus Luftdurchlässigkeit. Flächengewicht ≤ 5000 g/(m.min) ist.

Description

Leichtgewichtiges Spinnvlies mit besonderen Sperreigenschaften
Die Erfindung betrifft ein Spinnvlies aus Polyolefin-Filamenten mit einem Titer <1, 6 dtex. Das Spinnvlies zeichnet sich durch besondere Sperreigenschaften aus.
Die Erfindung betrifft außerdem die Herstellung eines Laminats unter Einsatz des erfindungsgemäßen Spinnvlieses sowie die Verwendung des Spinnvlieses und die Verwendung des mit dem Spinnvlies hergestellten Laminats.
Vliese sind textile Flächengebilde, die auf verschiedene Weise herstellbar sind. Neben der Nassvliesstoff-Herstellung und der Trockenvliesstoff-Herstellung unterscheidet man zwischen dem Schmelzspinnen und dem Schmelzblasen (Meltblown-Technologie) . Die beiden Technologien Schmelzspinnen und Schmelzblasen haben den Vorteil, dass das Kunststoffgranulat mit Hilfe einer entsprechenden Anlage direkt in das fertige Flächengebilde überführt werden kann. Dadurch wird die vergleichsweise hohe Produktivität dieser Anlagen bei der Vliesherstellung begründet .
Beim Schmelzspinnen werden Polymergranulate in einem Extruder aufgeschmolzen, durch die Öffnungen, sog. Spinndüsen, einer Spinnplatte gepresst und nach dem Abkühlen pneumatisch oder mechanisch verstreckt. Durch den Prozess der Verstreckung wird die endgültige Festigkeit der Filamente festgelegt. Die nach dem Verstrecken auf einem sich bewegenden Ablageband lose abgelegten Filamente werden im Bereich der sich berührenden Kreuzungspunkte chemisch oder thermisch zu sog. Bindungspunkten verfestigt. Dabei nimmt mit zunehmender Verfestigung die Weichheit des so gebildeten Vliesstoffes ab, wobei dessen Biegesteifigkeit zunimmt. Mehrere gleiche oder verschiedene übereinander liegende Spinnvlieslagen können thermisch, z.B. durch Kalandrieren, zu einem Verbundmaterial (Laminat) verfestigt werden.
Beim Schmelzblasen ist die Produktivität geringer als beim Schmelzspinnen. Dazu kommt, dass die durch Schmelzblasen (Meltblown-Technologien) hergestellten Vliesstoffe eine geringere mechanische Belastbarkeit aufweisen als die durch
Schmelzspinnen hergestellten. Allerdings ist das Schmelzblasen im Vergleich zum Schmelzspinnen technisch aufwendiger und daher teurer .
Ziel einer kostenarmen Vliesstoffproduktion ist daher der Ersatz, oder im Fall der Herstellung eines Laminats die Reduzierung, der durch Schmelzblasen hergestellten Vliesstoffe durch solche Vliesstoffe, die idealerweise komplett durch Schmelzspinnen hergestellt wurden. Dies setzt jedoch zunächst voraus, dass die Sperreigenschaften der durch Schmelzspinnen hergestellten Lagen signifikant verbessert werden.
Die Sperreigenschaften eines Vliesstoffes werden u.a. durch dessen Luftdurchlässigkeit und Wasserdichtigkeit charakterisiert. Als Maß für die Wasserdichtigkeit dient der
Wasserdruck, angegeben in mbar, bzw. in cm Wassersäule, bei dem an der dritten Stelle der Prüffläche der 1. Wassertropfen durch das Testmaterial dringt.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene andere Maßnahmen zur Verbesserung der Sperreigenschaften der durch Schmelzspinnen hergestellten Vliesstoffe bekannt. Zu diesen Maßnahmen gehört neben der Beschichtung der Schmelzspinnvliesstoffe und der Aufbringung von Filmen zur Verbesserung der Sperreigenschaften vor allem der Einsatz von Bikomponentenfasern, z.B. von Kern-/Mantelfasern oder spaltbaren Fasern. Nachteiligerweise verursachen Beschichtungen bzw. Filme zusätzliche Rohstoff- und Herstellungskosten. Außerdem können sie die Atmungsaktivität beeinträchtigen. Der Nachteil der Bikomponentenfasern besteht darin, dass diese teuer sind.
Auch die Erhöhung des Flächengewichts und der Einsatz von Fasern mit größerer Feinheit sind als Maßnahmen zur Verbesserung der Sperreigenschaften von Spinnvliesen bekannt.
Die US-5,885,909 beschreibt einen Spinnvliesstoff, dessen Fasern eine Feinheit von 1 denier oder kleiner aufweisen und die sich durch eine Luftdurchlässigkeit nach Frazier von mindestens 70 m3/(m2»min) und einer Wassersäule von mindestens 15 cm auszeichnet. Der Kern der Erfindung besteht in der Lehre, dass über die Filamenthärte und die Feinheit der Filamente die Porengröße und somit die Luftdurchlässigkeit und Wasserdichtigkeit des daraus hergestellten Schmelzspinnvliesstoffs beeinflussbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht vor diesem Hintergrund in der Bereitstellung eines Spinnvlieses von geringerem Flächengewicht, das sich gegenüber dem Stand der Technik durch verbesserte Sperreigenschaften auszeichnet. Angestrebt wird eine möglichst hohe Wasserdichtigkeit bei zugleich noch hoher Luftdurchlässigkeit . Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung eines aus mehreren Lagen bestehenden Verbundvlieses, das Sperreigenschaften aufweist, die üblicherweise nur von Verbundvliesen mit mindestens einer durch Schmelzblasen hergestellten Lage gewährleistet werden.
Außerdem ist es ein Ziel der Erfindung, dass die Herstellung des verbesserten Spinnvlieses ohne Verlust an Produktivität erfolgt.
Zur Lösung der Aufgabe werden Filamente mit einem Titer ≤ 1,6 dtex zu einem Vliesstoff verarbeitet, das die nachfolgenden
Eigenschaften aufweist: - ein Flächengewicht ≤ 18 g/m2, und eine Wasserdichtigkeit gemessen als Wassersäule von < 15 cm, sowie eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 230 m3/(m2»min), und - ein Produkt aus Luftdurchlässigkeit • Flächengewicht ≤
5000 g/ (m«min) .
Der Kern der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass feinere Filamente die Herstellung vergleichsweise leichtgewichtiger Spinnvliese erlauben, und dass auch die Sperreigenschaften eines Vliesstoffes vor allem vom Titer der eingesetzten Filamente abhängen. Das lässt sich dadurch erklären, dass sich zwischen Fil-amenten mit größerer Feinheit (d.h. geringerem Titer) nach der Filamentablage eine größere Zahl von Kreuzungspunkten ausbilden kann, vorausgesetzt die anderen Parameter der Vliesherstellung sind im Wesentlichen unverändert. Dadurch wird nach der chemischen Verfestigung des Vlieses eine größere Zahl von Bindestellen vorliegen, wobei zugleich dessen Porengröße aufgrund der erhöhten Feinheit der Filamente geringer ist. Derartige Spinnvliese haben eine verbesserte Wasserdichtigkeit bei gleichzeitig dennoch hoher Luftdurchlässigkeit. Das gilt auch für thermisch verfestigte Spinnvliese, solange die Prägeflächen so bemessen sind, dass sie alleine die ausreichende Verfestigung des Vliesstoffes sicherstellen.
Die Erfinder des erfindungsgemäßen Vliesstoffes haben erkannt, dass gerade Filamente mit einem Titer von höchstens 1, 6 dtex, insbesondere im Bereich von 1,6 dtex bis 1,0 dtex, die Herstellung von Vliesstoffen erlauben, deren Flächengewichte nur 4,0 bis 18 g/m2 aufweisen und deren Sperreigenschaften zugleich ein Optimum darstellen. Zwar steigt bei ansonsten unveränderten Produktionsbedingungen mit zunehmender Feinheit der Filamente, aufgrund der zunehmenden Vliesdichte, auch das Flächengewicht eines Vliesstoffes, gleichwohl scheint es aber im Hinblick auf den Titer der Filamente ein Fenster zu geben, in dem sich die mechanischen Eigenschaften bzw. die Sperreigenschaften im Vergleich zum Flächengewicht überproportional verbessern.
Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Spinnvlies bei einer Wassersäule im Bereich von 15 cm bis 5 cm eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von etwa 200 m3/(m2*min) bis 550 m3/(m2»min) auf. Die Wassersäule von 5 cm kennzeichnet die leichtgewichtigeren Spinnvliese mit einem Flächengewicht von etwa 7 g/m2, deren Luftdurchlässigkeit mit etwa 500 m3/(m2»min) entsprechend hoch ist. Die schwereren Spinnvliese mit einem Flächengewicht von etwa 17 g/m2 haben dagegen eine geringere Luftdurchlässigkeit von etwa 230 m3 / (m2 »min) . Ganz besonderes bevorzugt sind Spinnvliese mit einer Luftdurchlässigkeit oberhalb 290 m3/(m2«min). Diese weisen erfindungsgemäß ein Flächengewicht von < 15 g/m2 auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht ≤ 4000 g/ (m»min) ist. Grundsätzlich verhalten sich Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht invers zueinander, d.h. je höher das Flächengewicht, umso geringer ist in der Regel die Luftdurchlässigkeit, wobei der Zusammenhang nicht linear sein muss. Daher ist das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht als Parameter zur Kennzeichnung noch aussagekräftiger als die Angabe der Luftdurchlässigkeit oder des Flächengewichts allein (siehe auch Figur 3).
Besonders bevorzugt sind Spinnvliesstoffe, deren Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht in dem Bereich zwischen ≤ 4000 und 3500 g/ (m»min) liegt. Der Filamenttiter der zur Herstellung dieser Vliesstoffe verwendeten Filamente ist ≤ 1,1 dtex.
Eine andere wichtige Kenngröße für die Bewertung der Sperreigenschaften von Vliesstoffen ist deren Wasserdichtigkeit. Sie wird gemessen durch die maximale über dem Spinnvlies stehende Wassersäule. Als Maß für die
Wasserdichtigkeit wird der Wasserdruck in mbar, bzw. in cm Wassersäule angegeben, bei dem an der dritten Stelle der
Prüffläche der 1. Wassertropfen durch das Testmaterial dringt.
Die erfindungsgemäßen Vliesstoffe zeigen bei Messung der Wasserdichtigkeit eine Wassersäule von 5 cm bis 15 cm. So weist z.B. einer der erfindungsgemäßen Vliesstoffe mit einer Wassersäule von 13,6 cm ein Flächengewicht von nur 17 g/m2 auf, hat aber gleichzeitig eine Luftdurchlässigkeit von 233 m3/(m2#min). Die für die Ausführungsbeispiele dieser Anmeldung dienende Referenz (Ref. 1, siehe Tabelle 1 letzte Zeile) weist bei einer Wassersäule von 14,0 cm und einem Flächengewicht von 17,2 g/m2 eine Luftdurchlässigkeit von nur 188 m3/(m2»min) auf. Auch der aus dem Stand der Technik (US-5, 885, 909) bekannte Vliesstoff weist bei einer Wassersäule von vergleichbaren 15 cm ein vergleichsweise hohes Flächengewicht von über 48 g/m2 (Beispiel 39) auf, während die nach Frazier gemessene Permeabilität 60 m3/(m2#min) beträgt.
Der Quotient aus Wasserdichtigkeit und Flächengewicht ist bevorzugt ≥ 0,004 m3/g, besonders bevorzugt ≥ 0,006 m3/g. Bei
Spinnvliesen mit einem Filamenttiter ≤ 1,5, insbesondere bei ≤ 1,3 dtex, liegt der Quotient aus Wasserdichtigkeit und Flächengewicht zwischen 0,006 m3/g und 0,009 m3/g .
Der Filamenttiter kann im Bereich von 1,0 bis 1,5 dtex liegen. Zur Gewinnung von Filamenten dieser Feinheit wird vorzugsweise ein durch Metallocen-Katalyse gewonnenes Polyolefine, insbesondere m-Polypropylen (m-PP) , eingesetzt. Überraschend wurde gefunden, dass die Sperreigenschaften des erfindungsgemäßen Vliesstoffes sich in diesem Fenster vorteilhaft von den Sperreigenschaften bekannter Vliesstoffe abheben. Bei einem Titer ≤ 1,3 dtex liegt das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht unterhalb 5000 g/ (m*min) . Bei einem Titer < 1,1 dtex liegt das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht sogar unter 4000 g/ (m*min) (siehe Tab. 1 und 2 sowie Fig. 3) .
Das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Vliesstoffs kann in einem Bereich von 4 bis 18 g/m2 liegen. Ganz besonderes bevorzugt ist ein Flächengewicht zwischen 4 und 15 g/m2 bzw. 10 und 15 g/m2.
Bei Flächengewichten von 6 bis 18 g/m2 konnte nachgewiesen werden, dass das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht zwischen 3500 und 5000 g/ (m»min) beträgt, während der Quotienten Wasserdichtigkeit/ Flächengewicht für dieses Flächengewicht ≥ 0,006 m3/g ist.
Zur Gewinnung derartiger Filament und damit zur Herstellung des erfindungsgemäßen Vliesstoffes eignen sich vor allem Polyolefin-Polymere . „Polymere" sind makromolekulare Stoffe, die aus einfachen Molekülen (Monomeren) durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition aufgebaut sind. Die Klasse der Polyolefine beinhaltet u.a. Polyethylen (HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE; ULDPE, UHMW-PE), Polypropylen (PP), PoIy (1-buten) , Polyisobutylen, PoIy (1-penten) , PoIy (4-methylpent-l-en) ,
Polybutadien, Polyisopren, sowie verschiedene Olefincopolymere . Neben diesen zählen auch heterophasische Blends zu den Polyolefinen. So können beispielsweise Polyolefine, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen, Pfropf- oder Copolymere aus Polyolefinen und α, ß-ungesättigten Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydriden verwendet werden. Die besondere Eignung der Polyolefine schließt aber die Verwendung von Polyester, Polycarbonat , Polysulfon, Polyphenylensulfid, Polystyrol, Polyamide oder Mischungen daraus nicht aus.
Die Aufzählung der Ausgangspolymere ist in beiden Gruppen aber nicht abschließend. Sämtliche der anderen dem Fachmann bekannten schmelzspinnbaren Polymere und deren Copolymere sind daher von der Anwendung zur Herstellung des Spinnvliesstoffes nicht ausgeschlossen.
Besonders geeignet zur Herstellung des erfindungsgemäßen Vliesstoffs sind Polyethylen und Polypropylen und deren Copolymere. Es versteht sich von selbst, dass bereits das eingesetzte Polyethylen eine Copolymermischung aus verschiedenen Polyethylenen sein kann. Das gleiche gilt für das eingesetzte Polypropylen.
Mit Metallocen-Katalysatoren hergestelltes Polypropylen (m-PP) weist eine homogenere Verteilung des Molekulargewichts der Polymereinheiten auf und ergibt auch bei stark erhöhten Durchsatzraten noch Filamente von geringem Durchmesser. Aber auch die durch Ziegler-Natta-Katalyse gewonnenen Polypropylene eignen sich zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vliesstoffe.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass dem Polymer vor dem Extrudieren Füllstoffe oder Pigmente zugesetzt werden. Prinzipiell kommen sämtliche dem Fachmann bekannten und für die vorgesehene Verwendung des Vliesstoffes geeigneten Füllstoffe oder Pigmente in Frage. Allein aus Kostengründen ist Calciumcarbonat ein besonders interessanter Füllstoff. Auch Titandioxid (TiO2) ist als Füllstoff geeignet und für die Herstellung des erfindungsgemäßen Vliesstoffs vorgesehen.
Die Filamente können in einer besonders bevorzugten
Ausführungsform einen Füllstoffgehalt von mehr als 5 Gew.-% aufweisen. Die mittlere Partikelgröße des Füllstoffs (D50) beträgt vorzugsweise 2 Dm bis 6 Dm, wobei der Top-Cut (D98) der Partikel D 10 Dm ist.
Die Verfestigung des Spinnvlieses kann durch sämtliche dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen. Bevorzugt ist die Verfestigung auf chemische oder thermische Art. Im Bereich der Prägepunkte ist die Vliesdicke verringert.
Die Vliesdicke einer einzelnen verfestigten Spinnvlieslage liegt im Bereich von 100 bis 200 Dm. Dabei liegt beispielsweise die Vliesdicke für ein Vlies mit einem Flächengewicht von 10 g/ m2, das mit einer Spinnvorrichtung mit 5000 Löchern/m (bei einer Spinnbalkenbreite von 150 mm) erzeugt wurde, im Bereich von etwa 180 Dm. Die Vliesdicke für ein mit einer Spinnvorrichtung mit 7000 Löchern/m (bei einer Spinnbalkenbreite von 150 mm) erzeugtes Vlies, und einem Flächengewicht von 10 g/ m2, liegt im Bereich von etwa 150 Dm.
Es ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Spinnvlies in einem mindestens aus zwei Spinnvlieslagen bestehenden Laminat eine Lage bildet. Die zweite, oder die weiteren Lagen können je nach Verwendungsbedürfnis ähnliche oder deutliche andere Eigenschaften als das erfindungsgemäße Spinnvlies aufweisen. Allein aufgrund seiner Leichtgewichtigkeit ist der erfindungsgemaße Vliesstoff für eine Vielzahl von Kombinationen geeignet. Dabei ist auch denkbar, dass eine oder mehrere der Lagen des Laminats durch Schmelzblasen hergestellt wurden.
Im Rahmen der Erfindung liegen auch die vielfaltigen
Verwendungsmöglichkeiten des Spinnvlieses . Als wichtigste Verwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemaßen Vliesstoffe sind die Herstellung von Einlagestoffen, Korperhygieneartikeln (Windeln, Damenbinden, Kosmetikpads) , Putz-Wisch- und Wischmopptuchern, sowie für Gas- und Flussigkeitsfilter,
Wundverbande, Wundkompressen vorgesehen. Auch die Herstellung von Dammmaterialen, Akustikvliesstoffen und Dachunterspannbahnen ist denkbar. Auch der Einsatz als Geovlies ist denkbar. Geovliese beispielsweise bei der Befestigung von Deichen, im Bereich der Dachbegrunungen, als Schicht einer
Deponieabdeckung zur Trennung von Erdschichten und Schüttgütern oder als Zwischenschicht unterhalb des Schotterbetts einer Straßendecke zum Einsatz. Auch als Abdeckung in der Landwirtschaft sowie im Gartenbau sind die Vliesstoffe nutzbringend einsetzbar.
Beispiele
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen und Figuren naher erläutert werden. Die genannten Bespiele sollen die Erfindung jedoch nur in ihren Besonderheiten erläutern und nicht einschränken.
Es wurden aus einem durch Ziegler-Natta-Katalyse hergestellten Polypropylen (PP) mit der Bezeichnung „Moplen HP560R", Hersteller: Basell (nachfolgend ZN-PP genannt), durch
Schmelzspinnen Spinnvliese mit unterschiedlichem Flachengewicht hergestellt und zwar in der Art, dass die Filamentfeinheit zur Vliesbildung abgelegten Filamente auf 1,3 dtex, 1,8 dtex und 2,1 dtex eingestellt wurde.
Die Herstellung der Spinnvliese erfolgte auf einer „Reicofil 3"-Spinnvlies-Pilotanlage, wobei zum einen eine herkömmliche Spinnvorrichtung (Spinneret mit 5.000 Kapillaren pro Meter, Breite der mit Löchern (Kapillaren) versehenen Spinneretfläche 150 mm, bezeichnet als „Standard-Spinnplatte", sowie eine veränderte Spinnvorrichtung mit erhöhter Anzahl an Kapillaren pro Fläche des Spinnerets (7.000 Kapillare pro Meter, Breite der mit Kapillaren versehenen Spinneretfläche 150 mm, bezeichnet als „Alternativ-Spinnplatte" oder kurz mit „7000") verwendet wurde.
Die dem Stand der Technik entsprechenden, unter Verwendung der Standardspinnplatte erzeugten Vliesmuster sind als „ZN-PP Sl" bis „ZN-PP S8" bezeichnet. Zusammensetzung, Prozessbedingungen und charakteristische Eigenschaften sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Ebenso wurden typische Eigenschaften eines kommerziell erhältlichen Verbundvlieses (SMS), bereitgestellt von der Produktionsanlage Corovin C4 (Corovin GmbH, Peine) , der als „Ref 1" bezeichneten Referenz, als Vergleichsdaten in Tabelle 1 aufgenommen.
Die erfindungsgemäßen Muster, welche mit der Alternativ- Spinnplatte mit erhöhter Anzahl an Öffnungen (Kapillaren) pro Fläche hergestellt wurden, sind als Muster „ZN-PP Al" bis „ZN- PP A3" bezeichnet. Zusammensetzung, Prozessbedingungen und charakteristische Eigenschaften sind der Tabelle 2 zu entnehmen.
Desweiteren wurden mit der Alternativ-Spinnplatte Spinnvliese mit unterschiedlichem Flächengewicht aus einem durch
Metallocenkatalyse hergestellten PP mit dem Handelsnamen „Metocene HM562S" (Hersteller: Basell), „m-PP" genannt, produziert. Der Filamenttiter der die Spinnvliese bildenden Filamente wurde auf 1,3 dtex und 1,1 dtex eingestellt.
Die entsprechenden Muster sind als „m-PP Al" bis „m-PP A8" bezeichnet. Zusammensetzung, Prozessbedingungen und charakteristische Eigenschaften sind ebenfalls Tabelle 2 zu entnehmen.
Die Flächengewichte der hergestellten Spinnvliese wurden von 7 g/m2 bis 17 g/m2 variiert.
Ein weiterer Zusatz von Schmelzadditiven oder Pigmenten, wie z.B. Titandioxid, erfolgte im Fall der hier erläuterten
Beispiele nicht, gleichwohl ist vorgesehen, dass dem Polymer oder dem Polymergemisch vor der Extrusion Schmelzadditive und/oder Pigmente zugesetzt werden.
Figuren
Fig. 1 stellt Luftdurchlässigkeit von Spinnvliesen mit unterschiedlichem Flächengewicht dar.
Fig. 2 zeigt die Wasserdichtigkeit der Spinnvliese mit unterschiedlichem Flächengewicht. Fig. 3 stellt das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht für Spinnvliese mit unterschiedlichem Flächengewicht dar.
Es werden die Eigenschaften von Spinnvliesen dargestellt, die wie folgt unterteilt werden:
ig in den Abbildungen PP-Typ Kapillardichte Filamentfeinheit des Spinnerets (dtex)
(pro meter)*
ZN-PP Titer 2,1 dtex
2,1
(5.000)
Ziegler- 5.000
ZN-PP Titer 1 ,8 dtex
Natta- 1 ,8
(5.000)
PP
ZN-PP Titer 1 ,3 dtex
D 1 ,3
(7.000) m-PP Titer 1 ,3 dtex
7.000 1 ,3
(7.000) Metallocen- m-PP Titer 1 ,1 dtex PP
1 ,1
(7.000)
Erläuterung der Symbole in den Abbildungen
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, dass die Verringerung des Filamenttiters, tendenziell zu einer Verbesserung der Sperreigenschaften führt. Dies lässt sich deutlich an den Mustern ZN-PP Sl bis ZN-PP S3 bzw. ZN-PP S4 bis ZN-PP S8 zeigen. Eine Verringerung des Filamenttiters der die Spinnvliese bildenden Fäden von 2,1 dtex auf 1,8 dtex führt zu einer Reduzierung der Luftdurchlässigkeit um etwa 15%. Ebenso erhöht sich die Wasserdichtigkeit bei gegebenem Flächengewicht um ca . 2 cm. Allerdings waren die feineren Filamente, nur bei einer etwa 30-prozentigen Reduzierung des Massendurchsatzes an Polymerschmelze zugänglich.
Vergleicht man die Ergebnisse der Muster ZN-PP Sl nun aber mit denen des kommerziellen SMS-Vergleichsmusters gleichen Flächengewichtes (Ref 1), so stellt man fest, dass letzteres deutlich bessere Sperreigenschaften aufweist, wobei die Differenz wohl auf den Anteil der durch Schmelzblasen hergestellten Spinnvlieslagen (Meltblown) im SMS zurückzuführen ist.
Unter Einsatz der Alternativ-Spinnplatte wurden mit dem durch Ziegler-Natta-Katalyse hergestellten PP die
Spinnvliesstoffmuster ZN-PP Al bis ZN-PP A3 hergestellt.
Aufgrund der erhöhten Anzahl an Kapillaren bei vergleichbarer Spinnplattenfläche wird nun weniger Polymerschmelze durch die einzelnen Kapillare transportiert. Bei einem gegebenen
Gesamtdurchsatz von 189 kg/h*m betrug der Massendurchsatz nun 0,45 g/Loch*min, während es bei Verwendung der herkömmlichen Spinnvorrichtung etwa 40% mehr waren (0,63 g/Loch*min) . Die Reduzierung des Massendurchsatzes (pro Loch) bewirkt, bei ansonsten vergleichbaren Prozessbedingungen, signifikant feinere Fasern. Damit geht eine Verbesserung der Sperreigenschaften der Spinnvliese einher.
So werden nun Spinnvliese erhalten, bei denen die Luftdurchlässigkeit um etwa 25 % unter jener
Luftdurchlässigkeit liegt, welche bei gleichem Gesamtdurchsatz bei Verwendung der herkömmlichen Spinnvorrichtung erreichbar war. Für die Wasserdichtigkeit wurde ebenso eine Erhöhung um ca. 40 % ermittelt.
Die Eigenschaften der Muster ZN-PP Al bis ZN-PP A3, ließen sich auch bei Verwendung eines durch Metallocen-Katalyse hergestellten PP belegen (siehe Muster m-PP Al bis m-PP A3) .
Eine erneute Prüfung der vorgestellten Ergebnisse anhand des SMS-Vergleichsmusters mit gleichem Flächengewicht (Ref 1) zeigt nun, dass die Sperreigenschaften der erfindungsgemäßen
Spinnvliese denen des SMS näher kamen. Allerdings weist das SMS immer noch eine um ca. 1/3 niedrigere Luftdurchlässigkeit sowie eine um 30% höhere Wasserdichtigkeit auf.
Deshalb wurden weitere Untersuchungen zur Verbesserung der
Sperreigenschaften der Spinnvliese angestellt.
Die Muster m-PP A4 bis m-PP A8 wurden in der Weise produziert, dass die die Spinnvliese bildenden Fasern einen Filamenttiter von ca. 1,1 dtex aufwiesen. Prozeßtechnisch erfolgte dies, indem der Massendurchsatz auf ca. 0,3 g/Loch*min reduziert wurde .
Aufgrund der besseren Spinnsicherheit war es nur mit dem durch Metallocenkatalyse hergestellten PP möglich, diese Filamentfeinheit zu realisieren. Wie Tabelle 2 und den Abbildungen 1 und 2 zu entnehmen, wiesen die hergestellten Spinnvliese erneut signifikant verbesserte Sperreigenschaften auf. Die Sperreigenschaften des Musters m-PP A4 sind nahezu vergleichbar mit denen des SMS-Vergleichsmusters bei gleichen Flachengewichtes (Ref 1). Insbesondere bei der Wasserdichtigkeit wurden gleiche Werte von ca. 14 cm Wassersaule erhalten.
Grundsatzlich gilt, dass ein höheres Flachengewicht zu einer geringeren Luftdurchlassigkeit fuhrt. Die beiden Eigenschaften können somit nicht unabhängig voneinander bewertet werden. Für eine bessere Vergleichbarkeit und wurde die Luftdurchlassigkeit (AP, air permeability) und das Flachengewicht (BW, basis weight) multipliziert.
Rohstoff Spinnvorrichtung Titer AP*BW
(g/m*min)
ZN-PP Standard 2,1 dtex ca. 6.000
ZN-PP Standard 1 ,8 dtex ca. 5.000
ZN-PP Alternative 1 ,3 dtex < 5.000 m-PP Alternative 1 ,3 dtex < 5.000 m-PP Alternative 1 ,1 dtex < 4.000
Die berechneten Werte werden in Figur 3 graphisch dargestellt. Es zeigt sich, dass nur unter Verwendung der erfindungsgemaßen Methode Spinnvliese produktiv herstellbar sind, welche die folgenden Eigenschaften aufweisen: Wasserdichtigkeit > 0,006 x Flachengewicht (BW) sowie Luftdurchlassigkeit (AP) x Flachengewicht (BW) < 5.000, bevorzugt < 4.000 sowie Filamenttiter < 1,3 dtex, bevorzugt < 1,1 dtex. Damit ist belegt, dass unter Verwendung der erfindungsgemäß vorgestellten Methode Spinnvliese mit hoher Produktivität herstellbar sind mit Sperreigenschaften, die sonst nur Verbundvliesstoffen vorbehalten sind, welche eine oder mehrere durch Schmelzblasen hergestellt Spinnvlieslagen aufweisen.
Methoden zur Bestimmung der Eigenschaften der Spinnvliese
Zur Ermittlung der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Spinnvlies wurden folgende Methoden herangezogen:
Filamenttiter/Flächengewicht/Spinnvliesdicke
Die Ermittlung des Filamenttiters erfolgte mittels eines Mikroskops. Die Umrechnung des gemessenen Filamenttiters (in Mikrometern) in Dezitex erfolgte nach folgender Formel (Dichte PP = 0, 91 g/cm3) :
'n*O ■ π - p g 0,01 = TiterΛt 8 cm3 Wm
Die Flächengewichtsbestimmung (Basis weight) der Spinnvliese erfolgte nach DIN EN 29073-1 an 10 x 10 cm großen Probekörpern.
Die Dicke der Spinnvliese wurde gemessen als Abstand zweier planparalleler Messflächen, zwischen denen sich die Spinnvliese unter einem vorgegebenen Messdruck befinden. Die Methode wurde analog der DIN EN ISO 9073-2 ausgeführt, wobei ein Auflagegewicht von 125 g, eine Messfläche von 25 cm2 und ein Messdruck von 5 g/cm2 zum Einsatz kamen. Luftdurchlässigkeit
Die Messung der Luftdurchlässigkeit der Spinnvliese erfolgte gemäß DIN EN ISO 9237. Die Fläche des Messkopfes betrug 20 cm2, der angelegte Prüfdruck 200 Pa.
Wassersäule
Die Bestimmung der Wasserdichtigkeit wurde in Anlehnung an die DIN EN 20811 ausgeführt. Gradient des Prüfdruckes 10 mbar/min. Als Maß für die Wasserdichtigkeit wird der Wasserdruck in mbar, bzw. in cm Wassersäule angegeben, bei dem an der dritten Stelle der Prüffläche der 1. Wassertropfen durch das Testmaterial dringt .

Claims

Patentansprüche
1. Spinnvlies aus Polyolefin-Filamenten mit einem Titer <1,6 dtex, wobei das Spinnvlies - ein Flächengewicht ≤ 18 g/m2, und
- eine Wasserdichtigkeit gemessen als Wassersäule von <
15 cm, sowie -eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 230 m3/(m2»min) aufweist, und - das Produkt aus Luftdurchlässigkeit • Flächengewicht ≤ 5000 g/(m»min) ist.
2. Spinnvlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnvlies bei einer Wassersäule im Bereich von 15 cm bis 5 cm eine
Luftdurchlässigkeit Bereich von 200 m3/(m2»min) bis 550 m3/(m2»min) aufweist.
3. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus
Luftdurchlässigkeit • Flächengewicht ≤ 4000 g/ (m«min) ist.
4. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus
Luftdurchlässigkeit • Flächengewicht in dem Bereich zwischen ≤ 4000 und 3500 g/ (m«min) liegt.
5. Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassersäule bei Messung der Wasserdichtigkeit 5 cm bis 15 cm beträgt.
6. Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Spinnvlies der Quotient aus Wasserdichtigkeit / Flächengewicht ≥ 0.004 m3/g ist.
7. Spinnvlies nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für das Spinnvlies der Quotient aus Wasserdichtigkeit / Flächengewicht ≥ 0.006 m3/g ist.
8. Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente einen Titer im Bereich von 1,0 bis 1,5 dtex aufweisen.
9. Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spinnvlies besonders bevorzugt ein Flächengewicht von 4 bis 18 g/m2 aufweist.
10. Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus Luftdurchlässigkeit und Flächengewicht, bei Flächengewichten zwischen 6 und 18 g/m2, einen Wert zwischen 3500 und 5000 g/ (m»min) aufweist.
11. Spinnvlies nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnvlies bei Flächengewichten zwischen 6 und 18 g/ m2 für den Quotienten Wasserdichtigkeit/Flächengewicht ≥ 0,006 m3/g aufweist .
12. Spinnvlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnvlies vorzugsweise ein Flächengewicht von 4 bis 13 g/m2 aufweist.
13. Spinnvliese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolefin-Filamente aus Polypropylen oder Polyethylen oder einer Mischung aus beiden bestehen.
14. Spinnvliese nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolefin-Filamente aus einem Olefincopolymer bestehen.
15. Spinnvliese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolefin-Filamente aus einem durch Ziegler-Natta-Katalyse hergestellten Polyolefin (ZN-Polyolefin) oder aus einem durch Metallocen-Katalyse hergestellten Polyolefin (m- Polyolefin) oder einem Copolymer aus beiden bestehen.
16. Spinnvlies nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdichtigkeit gemessen als Wassersäule für ein durch Ziegler-Natta- Katalyse hergestelltes Polyolefin (ZN-Polyolefin) 6,8 bis 11,7 cm beträgt.
17. Spinnvlies nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdichtigkeit gemessen als Wassersäule für ein durch Metallocen- Katalyse hergestelltes Polyolefin (m-Polyolefin) 5,2 bis 13,6 cm beträgt.
18. Spinnvliese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolefin-Filamente einen Füllstoff oder ein Pigment enthalten.
19. Spinnvliese nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet:, dass der Füllstoff Calciumcarbonat ist und der Füllstoffgehalt, bezogen auf das Polymerfilament, einen Füllstoffgehalt > 5 Gewichts-% aufweist .
20. Spinnvliese nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Top-Cut der
Füllstoffpartikel (D98) < 10 μm ist und die mittlere Partikelgröße des Füllstoffs (D50) vorzugsweise etwas 2 bis etwa 6 μm beträgt .
21. Spinnvliese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schmelzspinnverfahren erzeugten und zum Vlies abgelegten Filamente auf thermische und/oder chemische Art verfestigt sind.
22. Laminat aufgebaut aus mindestens zwei Spinnvlieslagen, wobei mindestens eine Lage aus einem leichtgewichtigen Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 21 besteht.
23. Laminat aus mindestens zwei Vliesstofflagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminat mindestens eine durch Schmelzblasen hergestellte Vlieslage aufweist und mindestens eine der durch Schmelzspinnen hergestellten Vlieslagen einem Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 21 entspricht.
24. Verwendung eines Spinnvlieses nach einem der Ansprüche 1 bis 21 oder eines Laminats nach einem der Ansprüche 22 und 23 zur Herstellung von
- Körperhygieneartikeln (Windeln, Damenbinden, Kosmetikpads) , - Putztüchern, Wischtüchern, Wischmopptüchern
- Filtern z.B. für Gase, Aerosole und Flüssigkeiten,
- Wundverbänden, Wundkompressen,
- Dämmmaterialen, Akustikvliesstoffen,
- Einlagestoffen, - Dachunterspannbahnen,
- Geovliesen, oder von
- Abdeckungen für die Feld- und Gemüsewirtschaft
EP07818273A 2006-09-21 2007-09-20 Leichtgewichtiges spinnvlies mit besonderen sperreigenschaften Withdrawn EP2064380A2 (de)

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