EP2546395A1 - Regenerierte Cellulosefaser - Google Patents

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EP2546395A1
EP2546395A1 EP20110174140 EP11174140A EP2546395A1 EP 2546395 A1 EP2546395 A1 EP 2546395A1 EP 20110174140 EP20110174140 EP 20110174140 EP 11174140 A EP11174140 A EP 11174140A EP 2546395 A1 EP2546395 A1 EP 2546395A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
fibers
length
legs
cellulose fiber
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20110174140
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Bernt
Matthew North
Reinhold Roethenbacher
Walter Roggenstein
Roland Scholz
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.)
Kelheim Fibres GmbH
Original Assignee
Kelheim Fibres 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 Kelheim Fibres GmbH filed Critical Kelheim Fibres GmbH
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Priority to PCT/EP2012/062376 priority patent/WO2013010761A1/de
Priority to EP12730931.8A priority patent/EP2732082A1/de
Priority to KR20147000669A priority patent/KR20140037209A/ko
Priority to CA 2839234 priority patent/CA2839234A1/en
Priority to CN201280035135.0A priority patent/CN103649388A/zh
Priority to AU2012286157A priority patent/AU2012286157A1/en
Priority to BR112014000826A priority patent/BR112014000826A2/pt
Priority to US14/232,828 priority patent/US20140147616A1/en
Priority to JP2014519487A priority patent/JP2014524987A/ja
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/06—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from viscose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/253—Formation of filaments, threads, or the like with a non-circular cross section; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2922—Nonlinear [e.g., crimped, coiled, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a regenerated cellulose fiber obtained by the viscose method.
  • fibers having a particularly high liquid storage capacity are desirable in order to allow the highest possible absorption capacity of the hygiene product.
  • Prior art fiber materials commonly used to make tampons are ordinary viscose fibers, so-called trilobal viscose fibers, and cotton.
  • the specific absorbent capacity of these fibers is about 4.0 g / g for cotton, 4.5 g / g for ordinary viscose, and 5.2 g / g for trilobal viscose fibers according to the so-called Syngina test described below.
  • the goal of the tampon manufacturer is to achieve a certain degree of absorption with a minimum of fiber material and costs.
  • TSS toxic shock syndrome
  • hollow fibers and collapsed hollow fibers are difficult to produce because of their high water retention capacity, which causes the fibers to swell greatly during washing and stick together due to the formation of hydrogen bonds during drying, rendering them fragile when dry when wet soapy and difficult to break up and process into a carded fabric.
  • the production of multi-legged viscose fibers was, for example, in the U.S. Patents 5,634,914 and 5,458,835 and in the EP-A1 0 301 874 described.
  • the process disclosed therein describes spinning a commonly used viscose, which may contain a certain amount of a modifier known in the art, through extrusion holes of multi-limbed, in particular trilobal, form into a conventional spin bath.
  • the essential feature of this method is that the shape of the multi-limbed extrusion holes in the spinneret is similar to the desired shape of the cross section of the filaments. According to the teachings of these documents, the geometry of the spinneret hole determines the shape of the fiber cross-section, and by a corresponding design of the extrusion holes a certain length-to-width ratio of the fiber cross-section can be obtained.
  • multi-legged fibers have increased absorbency compared to viscose fibers of the prior art, especially in tampons, and that such fibers must have at least 3 legs and each leg of these fibers Length-to-width ratio of at least 2: 1, most preferably from 3: 1 1 to 5: 1, must have.
  • a solid regenerated standard viscose fiber which has a cross section whose area is larger than the area by a factor of less than 2.50 times, preferably less than 2.40 times, more preferably less than 2.25 times of the largest equilateral triangle inscribed in this cross section and which has a subsequently defined Syngina absorbance of greater than 6.0 g / g fiber.
  • the WO 2004/005595 A describes a standard absorbent viscose fiber having an irregular lobed cross section.
  • Other viscose fibers with irregular cross section are in the US 4,129,679 and the GB-A 1,333,047 described.
  • the US 6,403,217B1 describes various nozzle configurations for the production of fibers with modified fiber cross sections by the melt spinning method. Melt spinning processes are fundamentally different from the wet-spinning process used in the viscose process.
  • the capillarity in the known from the prior art Y-fibers is relatively low.
  • the formation of a larger number but smaller cavities would be advantageous.
  • a regenerated cellulose fiber is provided according to the invention, the cross-section of which has an elongate, substantially flat section, and which is characterized in that at least one leg branches off from the elongated section, the length of which is at most 40%. the length of the elongated section is.
  • the object of the invention is also achieved by a fiber bundle which contains a multiplicity of cellulose fibers according to the invention.
  • a cellulosic fiber whose cross-section has a substantially flat, elongate section with at least one leg protruding therefrom can advantageously influence the pore size of products made from a plurality of such fibers compared to trilobal fibers.
  • the leg is preferably arranged at substantially right angles to the elongate portion.
  • Particularly preferred embodiments are those in which a plurality of branching legs are provided.
  • the legs can advantageously branch off from the elongated portion in both directions.
  • the total length of the branching legs does not exceed the length of the elongated portion.
  • At least a portion of the legs may have a length to width ratio of 2: 1 to 10: 1.
  • At least a part of the legs preferably all legs, can / have a smaller width than the width of the flat section.
  • the total curvature of the flat portion is preferably at most 120 °. Even with spiders through nozzles with a flat spinning opening, a certain curvature can result in the resulting flat fibers (or in the flat section provided according to the invention).
  • the curvature used here is the angle defined by the end points of the flat section and the point of the flat section furthest from the imaginary straight line through these end points.
  • the fiber titer of the fiber according to the invention can be from 1.3 dtex to 10 dtex.
  • the cellulose fiber of the present invention may be in the form of staple fiber, short fiber or filament tow.
  • the invention also relates to a fiber bundle which contains a plurality of regenerated multi-limbed cellulose fibers, wherein at least 10%, preferably at least 20%, particularly preferably at least 50% of the multi-limbed cellulose fibers are present in the form of a cellulose fiber according to the invention.
  • substantially all of the multibody cellulose fibers contained can also be present in the form of a cellulose fiber according to the invention.
  • fiber bundle is meant a plurality of fibers, e.g. Cell wool (a variety of staple fibers), a strand of continuous filaments or a bale of fibers.
  • substantially all of the multi-limbed cellulose fiber contained in the fiber bundle are present in the form of the cellulose fiber according to the invention or the cross-sections of the multi-limbed cellulose fibers contained in the fiber bundle are substantially the same.
  • the fiber bundle may comprise further fibers, e.g. non-multifilament cellulose fibers, but also fibers of other provenance, e.g. from other polymers.
  • the method of the invention may comprise the step of mixing the fibers made by the process with other fibers, e.g. conventional multi-limb fibers, non-multifilament fibers and / or fibers of other provenance, e.g. from other polymers.
  • other fibers e.g. conventional multi-limb fibers, non-multifilament fibers and / or fibers of other provenance, e.g. from other polymers.
  • the smaller angle between leg and slot-shaped portion is between 30 ° and 90 °, more preferably between 60 ° and 90 °.
  • the inventive method is preferably designed such that the spinneret has a plurality of openings, wherein all openings have a substantially same same shape. This will e.g. in a fiber bundle, which consists of fibers according to the invention, the preferred embodiment that all fibers have substantially the same cross-section achieved.
  • the invention also relates to the use of the regenerated cellulose fiber or fiber bundle according to the invention in absorbent products, Sanitary articles, in particular tampons, incontinence products, sanitary napkins and pantyliners, filling materials for comforters, pillows and sleeping bags, food packaging, in particular for meat products, papers, in particular filter papers, flock, clothing, in particular nonwovens and apparel textiles for moisture management mixed with other fibers or as a multi-layered construction, and wound dressings.
  • FIG. 1 shows the attachment of two conventional Y-fibers 1, 2 and the pore structure formed thereby.
  • a smaller pore size can now be achieved by a suitable arrangement and dimensioning of at least one, preferably a plurality of, legs deviating from the elongated section.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of a fiber 1 "according to the invention with an elongate portion 3 and several of them in the case of FIG. 3
  • This fiber may be made by spinning a viscose spinning material through a spinning orifice having a corresponding configuration (ie, a slit-shaped portion and branch-like portions branching from this portion) at substantially right angles to the elongate portion 3.
  • the length of the legs 4, 5, 6, 7 is, as in FIG. 3 each less than 40% of the length of the elongated section.
  • the width of the legs is in each case smaller than the width of the elongated section.
  • the legs of the structure of the invention fabric act as spacers, which in the juxtaposition of several such fibers (see FIG. 4 ) causes the formation of a large number of very fine capillaries.
  • the legs also act as a reinforcement and spacer, preventing bending of the fiber across the thinner axis of the flat fiber part. In this way, a high absorption capacity is ensured.
  • Another advantage of the fiber according to the invention is that in the large number of spaces between the legs of a fiber water is stored by adhesive forces particularly advantageous, which in FIG. 5 is pictured. Structures of the fibers according to the invention thus have a particularly high water retention capacity against pressure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine regenerierte Cellulosefaser (1"), deren Querschnitt einen länglichen, im wesentlichen flachen Abschnitt (3) aufweist. Die erfindungsgemäße Faser ist dadurch gekennzeichnet, dass von dem länglichen Abschnitt zumindest ein Schenkel (4, 5, 6, 7) abzweigt, dessen Länge maximal 40% der Länge des länglichen Abschnittes (3) beträgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine regenerierte Cellulosefaser, die durch das Viskoseverfahren erhalten wird.
  • Für Hygieneanwendungen wie zum Beispiel Tampons oder Saugkörper im Allgemeinen sind Fasern mit besonders hohem Flüssigkeitsspeichervermögen wünschenswert, um so eine möglichst hohe Absorptionskapazität des Hygieneprodukts zu ermöglichen.
  • Fasermaterialien nach dem Stand der Technik, die üblicherweise zur Herstellung von Tampons verwendet werden, sind gewöhnliche Viskosefasern, sogenannte trilobale Viskosefasern und Baumwolle. Das spezifische Absorptionsvermögen dieser Fasern beträgt nach dem weiter unten beschriebenen sogenannten Syngina-Test ungefähr 4,0 g/g für Baumwolle, 4,5 g/g für gewöhnliche Viskose und 5,2 g/g für trilobale Viskosefasern.
  • Das Ziel der Tamponhersteller besteht darin, mit einem minimalen Aufwand an Fasermaterial und Kosten einen bestimmten Absorptionsgrad zu erzielen.
  • Während Baumwolle wegen ihres ungenügenden Absorptionsvermögens als Fasermaterial für Tampons langsam ausgedient hat, sind trilobale Fasern im Vergleich zur gewöhnlichen Viskose viel teurer in der Herstellung und viel schwieriger zu Tampons zu verarbeiten.
  • Über viele verschiedene Ansätze zur Steigerung des Absorptionsvermögens von Cellulosefasern wurde berichtet:
    1. 1. eine chemische Veränderung durch das Aufpfropfen von Monomeren auf die Cellulosefaser
    2. 2. eine chemische Veränderung durch den Einbau von absorbierenden Polymeren wie Carboxymethylcellulose, Chitosan, Cellulosecarbamat, Alginat oder Guaran in die Cellulosefasermatrix
    3. 3. eine physikalische Veränderung der Fasern, wie z.B. Hohlfasern oder zusammengefallene Hohlfasern, wie beispielsweise aus der US-A 4,129,679 bekannt, oder
    4. 4. mehrschenkelige Fasern (sogenannte "trilobale" Fasern), die durch die Verwendung von Spinndüsen mit mehrschenkeligen Extrusionslöchern mit zumindest 3 Schenkeln mit einem Länge-Breite-Verhältnis von 2:1 1 zu 10:1 1 erhalten werden, wie beispielsweise aus der EP-A1 0 301 874 bekannt.
  • Der Nachteil einer chemischen Veränderung der Cellulosefaser besteht darin, dass für sehr empfindliche medizinische Anwendungen wie jener von Tampons ein kostspieliges und zeitaufwendiges toxikologisches und physiologisches Testverfahren nötig ist und das Auftreten des toxischen Schocksyndroms (TSS) die meisten Tamponhersteller von der Verwendung chemisch modifizierter Fasermaterialien abhält, obwohl die Chemikalien als sicher gelten mögen.
  • Der Nachteil von Hohlfasern und zusammengefallenen Hohlfasern besteht darin, dass sie wegen ihres hohen Wasserrückhaltevermögens schwierig herzustellen sind, aufgrund dessen die Fasern während des Waschens stark anschwellen und wegen der Bildung von Wasserstoffbrücken während des Trocknens aneinanderkleben, was sie im trockenen Zustand brüchig, im nassen Zustand seifig und es schwierig macht, sie aufzubrechen und in ein kardiertes Gewebe zu verarbeiten.
  • Die Verwendung von mehrschenkelige, insbesondere trilobalen Fasern erfuhr während der letzten Jahre eine stetige Zunahme.
  • Die Herstellung mehrschenkeliger Viskosefasern wurde beispielsweise in den U.S.-Patenten 5,634,914 und 5,458,835 und in der EP-A1 0 301 874 beschrieben. Das dort geoffenbarte Verfahren beschreibt das Spinnen einer üblicherweise verwendeten Viskose, welche eine bestimmte Menge eines im Stand der Technik bekannten Modifikators enthalten kann, durch Extrusionslöcher von mehrschenkeliger Form, insbesondere trilobaler Form, in ein herkömmliches Spinnbad. Das wesentliche Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, dass die Form der mehrschenkeligen Extrusionslöcher in der Spinndüse ähnlich der erwünschten Form des Querschnitts der Filamente ist. Gemäß den Lehren dieser Dokumente bestimmt die Geometrie des Spinndüsenlochs die Form des Faserquerschnitts, und durch ein entsprechendes Design der Extrusionslöcher kann ein bestimmtes Länge-Breite-Verhältnis des Faserquerschnitts erhalten werden.
  • Der Stand der Technik bezüglich mehrschenkeliger Fasern lehrt überdies, dass derartige mehrschenkelige Fasern im Vergleich zu Viskosefasern nach dem Stand der Technik ein gesteigertes Absorptionsvermögen besitzen, und zwar insbesondere in Tampons, und dass solche Fasern zumindest 3 Schenkel haben müssen und dass jeder Schenkel dieser Fasern ein Länge-Breite-Verhältnis von zumindest 2:1, am meisten bevorzugt von 3:1 1 bis 5:1, aufweisen muss. Je größer das Länge-Breite-Verhältnis ist, desto höher wären der Anteil an freiem Volumen und das Absorptionsvermögen der Fasern, vorausgesetzt, dass die Schenkel nicht so lang und dünn sind, dass sie sich auf sich selbst zurückbiegen.
  • In diesen Dokumenten ist auch erwähnt, dass unter den Bedingungen eines langsamen Regenerationsspinnens sogar noch höhere Absorptionsvermögen der mehrschenkeligen Fasern erzielt werden können, z.B. durch Absenken des Säurepegels und/oder Erhöhen des Sulfatpegels und/oder Zugabe eines Viskosemodifikators.
  • Die Tatsache, dass Hohlräume im Querschnitt von Viskosefasern das Absorptionsvermögen dieser Fasern und der daraus hergestellten Produkte erhöhen, ist weiters aus der US-A 4,362,159 bekannt.
  • Aus der WO 2004/085720 A ist eine massive regenerierte Standardviskosefaser bekannt, welche einen Querschnitt hat, dessen Fläche um einen Faktor von weniger als 2,50-fach, vorzugsweise weniger als 2,40-fach, besonders bevorzugt weniger als 2,25-fach, größer ist als die Fläche des größten gleichseitigen Dreiecks, das in diesen Querschnitt eingeschrieben ist, und welche ein nachfolgend definiertes Syngina-Absorptionsvermögen von mehr als 6,0 g/g Faser aufweist.
  • Die WO 2004/005595 A beschreibt eine saugfähige Standardviskosefaser mit einem unregelmäßigen gelappten Querschnitt. Weitere Viskosefasern mit unregelmäßigem Querschnitt sind in der US 4,129,679 und der GB-A 1,333,047 beschrieben.
  • Die US 6,403,217B1 beschreibt verschiedenste Düsenkonfigurationen zur Herstellung von Fasern mit modifizierten Faserquerschnitten nach dem Schmelzspinnverfahren. Schmelzspinnverfahren unterscheiden sich grundlegend von dem im Viskoseprozess verwendeten Nass-Spinnverfahren.
  • Herkömmliche trilobale Fasern, wie aus EP 0 301 874 A bekannt, weisen eine hohe Absorptionskapazität auf. Das ist zum einen zurückzuführen auf die durch ihre geometrische Struktur begründete hohe Steifigkeit, welche die Stabilität der durch trilobale Fasern gebildeten Poren erhöht und so die Speicherung großer Flüssigkeitsmengen ermöglicht. Zum andern wirkt sich die Y-Struktur auch auf die Packungsdichte der Fasern aus: Durch ihre sterisch anspruchsvolle Struktur entstehen automatisch größerer Hohlräume als beispielsweise bei Verwendung einer Rundfaser gleicher Struktur.
  • Durch die grobe Porenstruktur ist die Kapillarität in den aus den nach dem Stand der Technik bekannten Y-Fasern relativ gering. Für Saugkörper mit einer schnelleren Ansaugleistung und besserer Verteilungswirkung wäre die Ausbildung einer größeren Zahl dafür aber kleinerer Hohlräume vorteilhaft.
  • Zur Überwindung der genannten Nachteile von bekannten saugfähigen Viskosefasern wird erfindungsgemäß eine regenerierte Cellulosefaser zur Verfügung gestellt, deren Querschnitt einen länglichen, im wesentlichen flachen Abschnitt aufweist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass von dem länglichen Abschnitt zumindest ein Schenkel abzweigt, dessen Länge maximal 40% der Länge des länglichen Abschnittes beträgt.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Faserbündel gelöst, welches eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Cellulosefasern enthält.
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Cellulosefaser sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Cellulosefaser sowie des erfindungsgemäßen Faserbündels.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
    • Figur 1 zeigt die Anlagerung zweier beispielsweise aus der EP 0 301 874 bekannter trilobaler Cellulosefasern.
    • Figur 2 zeigt die Anlagerungen mehrerer Fasern mit flachem Querschnitt.
    • Figur 3 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Faser.
    • Figur 4 zeigt die Anlagerungen mehrerer erfindungsgemäßer Fasern.
    • Figur 5 zeigt das Zurückhalten von Wasser durch eine erfindungsgemäße Faser.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es wurde gefunden, dass eine Cellulosefaser, deren Querschnitt einen im wesentlichen flachen, länglichen Abschnitt mit zumindest einem davon abstehenden Schenkel aufweist, die Porengröße von aus einer Vielzahl solcher Fasern hergestellten Produkten im Vergleich zu trilobalen Fasern vorteilhaft beeinflusst werden kann.
  • Der Schenkel ist bevorzugt in im wesentlichen rechten Winkel zum länglichen Abschnitt angeordnet.
  • Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen mehrere abzweigende Schenkel vorgesehen sind.
  • Die Schenkel können dabei vorteilhafterweise vom länglichen Abschnitt in beiden Richtungen abzweigen.
  • Ebenfalls bevorzugt übersteigt die Gesamtlänge der abzweigenden Schenkel die Länge des länglichen Abschnittes nicht.
  • Zumindest ein Teil der Schenkel, bevorzugt alle Schenkel, kann/können ein Verhältnis von Länge zu Breite von 2:1 1 bis 10:1 1 aufweisen.
  • Zumindest ein Teil der Schenkel, bevorzugt alle Schenkel, kann/können eine geringere Breite als die Breite des flachen Abschnittes aufweisen.
  • Die gesamte Krümmung des flachen Abschnittes beträgt bevorzugt maximal 120°. Selbst bei Spinnen durch Düsen mit flacher Spinnöffnung kann sich bei den resultierenden Flachfasern (bzw. beim erfindungsgemäß vorgesehenen flachen Abschnit) eine gewisse Krümmung ergeben. Als Krümmung wird dabei der Winkel angesehen, der durch die Endpunkte des flachen Abschnittes sowie den am weitesten von der gedachten Gerade durch diese Endpunkte entfernt liegenden Punkt des flachen Abschnittes definiert wird.
  • Der Fasertiter der erfindungsgemäßen Faser kann von 1,3 dtex bis 10 dtex betragen.
  • Die erfindungsgemäße Cellulosefaser kann in Form einer Stapelfaser, Kurzschnittfaser oder als Filamentkabel vorliegen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Faserbündel, welches enthaltend eine Vielzahl von regenerierten mehrschenkeligen Cellulosefasern, wobei zumindest 10% , bevorzugt zumindest 20%, besonders bevorzugt zumindest 50%der mehrschenkeligen Cellulosefasern in Form einer erfindungsgemäßen Cellulosefaser vorliegen. Im erfindungsgemäßen Faserbündel können auch im wesentlichen alle der enthaltenenen mehrschenkeligen Cellulosefasern in Form einer erfindungsgemäßen Cellulosefaser vorliegen.
  • Als "Faserbündel" ist eine Vielzahl von Fasern zu verstehen, so z.B. Zellwolle (eine Vielzahl von Stapelfasern), ein Strang von Endlosfilamenten oder ein Ballen aus Fasern.
  • Bevorzugt liegen im wesentlichen alle der im Faserbündel enthaltenen mehrschenkeligen Cellulosefaser in Form der erfindungsgemäßen Cellulosefaser vor bzw. sind die Querschnitte der im Faserbündel enthaltenen mehrschenkeligen Cellulosefasern im wesentlichen gleich.
  • Das Faserbündel kann weitere Fasern, z.B. nicht mehrschenkelige Cellulosefasern, aber auch Fasern anderer Provenienz, wie z.B. aus anderen Polymeren, enthalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulosefaser bzw. eines Faserbündels gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst die Schritte
    • Bereitstellen einer Viskosespinnmasse
    • Verspinnen der Viskosespinnmasse durch zumindest eine Öffnung einer Spinndüse in ein Spinnbad unter Bildung von Spinnfäden,
      und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Spinndüse einen schlitzförmigen Abschnitt aufweist, von welchem zumindest ein Schenkel abzweigt, dessen Länge maximal 40% der Länge des schlitzförmigen Abschnittes beträgt.
  • Optional kann das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Mischens der mittels des Verfahrens hergestellten Fasern mit anderen Fasern, z.B. herkömmlichen mehrschenkeligen Fasern, nicht mehrschenkeligen Fasern und/oder Fasern anderer Provenienz, wie z.B. aus anderen Polymeren, umfassen.
  • Bevorzugt liegt der kleinere Winkel zwischen Schenkel und schlitzförmigemAbschnitt zwischen 30° und 90°, besonders bevorzugt zwischen 60° und 90°.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt dahingehend ausgestaltet, dass die Spinndüse mehrere Öffnungen aufweist, wobei sämtliche Öffnungen eine im wesentlichen gleiche gleiche Form aufweisen. Dadurch wird z.B. in einem Faserbündel, welche aus erfindungsgemäßen Fasern besteht, die bevorzugte Ausgestaltung, dass alle Fasern im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen, erreicht.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen regenerierten Cellulosefaser bzw. des erfindungsgemäßen Faserbündels in absorbierenden Produkten, Hygieneartikeln, insbesondere Tampons, Inkontinenzprodukten, Hygienebinden und Pantylinern, Füllmaterialien für Bettdecken, Kissen und Schlafsäcke, Verpackungen für Lebensmitteln, insbesondere für Fleischprodukte, Papieren, insbesondere Filterpapieren, Flock, Bekleidung, insbesondere Inlay-Vliesen und Bekleidungstextilien für das Feuchtemanagement in Mischung mit anderen Fasern oder als mehrschichtige Konstruktion, und Wundauflagen.
    • Beispiele:
  • Nach dem Stand der Technik sind Y-Fasern für die Herstellung von Saugkörpern mit hoher Absorptionskapazität bekannt. Durch die hier vorhandenen Flügel werden die Faserzentren in einem großen Abstand zueinander gehalten, so dass Strukturen mit einem großen Flüssigkeitsspeichervermögen entstehen. Durch die Größe der gebildeten Poren ist die Kapillarität allerdings begrenzt. Figur 1 zeigt die Anlagerung zweier herkömmlicher Y-Fasern 1, 2 und die dadurch gebildete Porenstruktur.
  • Ebenfalls bekannt nach dem Stand der Technik ist die Herstellung von Fasern mit flachem Querschnitt. Die alleinige Verwendung von Flachfasern für Saugkörper ist nicht bevorzugt, da diese bedingt durch ihre Struktur sehr dicht aneinanderliegen können und die so gebildeten Strukturen nur eine geringe Absorptionsfähigkeit haben, siehe Figur 2, in welcher aneinanderliegende Flachfasern 1',2' (etc.) dargestellt sind.
  • Ein weiteres Problem von Flachfasern besteht darin, dass diese relativ leicht um ihre dünnere Achse geknickt werden können. Hohlräume in flüssigkeitsbeladenen Saugkörpern kollabieren daher leicht.
  • In der erfindungsgemäßen Faser kann nun eine kleinere Porengröße durch eine geeignete Anordnung und Dimensionierung zumindest eines, bevorzugt mehrerer vom länglichen Abschnitt abweichender Schenkel erreicht werden.
  • Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Faser 1" mit einem länglichen Abschnitt 3 und mehreren davon in im Fall der Figur 3 im wesentlichen in rechtem Winkel vom länglichen Abschnitt 3 abweichenden Schenkeln 4, 5, 6, 7. Diese Faser kann durch Verspinnen einer Viskosespinnmasse durch eine Spinnöffnung mit entsprechender Konfiguration (d.h. einem schlitzförmigen Abschnitt und von diesem Abschnitt abzweigenden schenkelförmigen Abschnitten) hergestellt werden.
  • Die Länge der Schenkel 4, 5, 6, 7 beträgt, wie in Figur 3 gezeigt, jeweils weniger als 40% der Länge des länglichen Abschnittes. Die Breite der Schenkel ist jeweils geringer als die Breite des länglichen Abschnittes.
  • Bei der Faserverarbeitung nach dem Stand der Technik werden die Fasern zu einem bestimmten Anteil parallelisiert. Die nachfolgende Betrachtung geht daher zunächst von parallelisierten Fasern aus.
  • Die Schenkel der erfindungsgemäßen Faser hergestellten Struktur wirken als Abstandshalter, welche beim Aneinanderlagern mehrerer solcher Fasern (siehe Figur 4) die Bildung einer großen Zahl von sehr feinen Kapillaren bewirkt.
  • Gleichzeitig wirken die Schenkel auch als Verstärkung und Abstandshalter, was ein Verbiegen der Faser über die dünnere Achse des flachen Faserteils verhindert. Auf diese Weise wird eine hohe Absorptionskapazität gewährleistet.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Faser ist, dass in der großen Zahl der Zwischenräume zwischen den Schenkel einer Faser Wasser durch Adhäsionskräfte besonders vorteilhaft gespeichert wird, was in Figur 5 dargestellt wird. Strukturen aus den erfindungsgemäßen Fasern weisen somit eine besonders hohes Wasserrückhaltevermögen gegen Druck auf.

Claims (15)

  1. Regenerierte Cellulosefaser (1"), deren Querschnitt einen länglichen, im wesentlichen flachen Abschnitt (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von dem länglichen Abschnitt zumindest ein Schenkel (4, 5, 6, 7) abzweigt, dessen Länge maximal 40% der Länge des länglichen Abschnittes beträgt.
  2. Cellulosefaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (4, 5, 6, 7) in im wesentlichen rechten Winkel zum länglichen Abschnitt (3) angeordnet ist.
  3. Cellulosefaser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere abzweigende Schenkel (4, 5, 6, 7) vorgesehen sind.
  4. Cellulosefaser gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (4, 5, 6, 7) vom länglichen Abschnitt (3) in beiden Richtungen abzweigen.
  5. Cellulosefaser gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlänge der abzweigenden Schenkel (4, 5, 6, 7) die Länge des länglichen Abschnittes (3) nicht übersteigt.
  6. Cellulosefaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Schenkel (4, 5, 6, 7), bevorzugt alle Schenkel, ein Verhältnis von Länge zu Breite von 2:1 1 bis 10:1 1 aufweisen.
  7. Cellulosefaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Schenkel (4, 5, 6, 7), bevorzugt alle Schenkel, eine geringere Breite als die Breite des flachen Abschnittes (3) aufweisen.
  8. Cellulosefaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Krümmung des flachen Abschnittes maximal 120° beträgt.
  9. Cellulosefaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasertiter von 1,3 dtex bis 10 dtex beträgt.
  10. Cellulosefaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form einer Stapelfaser, Kurzschnittfaser oder als Filamentkabel vorliegt.
  11. Faserbündel, enthaltend eine Vielzahl von regenerierten mehrschenkeligen Cellulosefasern, wobei zumindest 10%, bevorzugt mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 50% der mehrschenkeligen Cellulosefasern in Form einer Cellulosefaser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vorliegen.
  12. Faserbündel gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der enthaltenen mehrschenkeligen Cellulosefasern im wesentlichen gleich sind.
  13. Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulosefaser bzw. eines Faserbündels gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte
    - Bereitstellen einer Viskosespinnmasse
    - Verspinnen der Viskosespinnmasse durch zumindest eine Öffnung einer Spinndüse in ein Spinnbad unter Bildung von Spinnfäden,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Spinndüse einen schlitzförmigen Abschnitt aufweist, von welchem zumindest ein Schenkel abzweigt, dessen Länge maximal 40% der Länge des schlitzförmigen Abschnittes beträgt.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse mehrere Öffnungen aufweist, wobei sämtliche Öffnungen eine im wesentlichen gleiche Form aufweisen.
  15. Verwendung einer regenerierten Cellulosefaser bzw. des Faserbündels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in absorbierenden Produkten, Hygieneartikeln, insbesondere Tampons, Inkontinenzprodukten, Hygienebinden und Pantylinern, Füllmaterialien für Bettdecken, Kissen und Schlafsäcke, Verpackungen für Lebensmitteln, insbesondere für Fleischprodukte, Papieren, insbesondere Filterpapieren, Flock, Bekleidung, insbesondere Inlay-Vliesen, und Wundauflagen.
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