HUP0400649A2 - Thermally bonded fabrics and method of making same - Google Patents
Thermally bonded fabrics and method of making same Download PDFInfo
- Publication number
- HUP0400649A2 HUP0400649A2 HU0400649A HUP0400649A HUP0400649A2 HU P0400649 A2 HUP0400649 A2 HU P0400649A2 HU 0400649 A HU0400649 A HU 0400649A HU P0400649 A HUP0400649 A HU P0400649A HU P0400649 A2 HUP0400649 A2 HU P0400649A2
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- bond
- bonding
- nonwoven fabric
- fibers
- polymer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 114
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 75
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 40
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 83
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 56
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 46
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 37
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 35
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 25
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000012968 metallocene catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 107
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 39
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 39
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 20
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 19
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 19
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 16
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 12
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 9
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 7
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 6
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 4
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 4
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 3
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N Ipazine Chemical compound CCN(CC)C1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 OWYWGLHRNBIFJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- HEAMQYHBJQWOSS-UHFFFAOYSA-N ethene;oct-1-ene Chemical compound C=C.CCCCCCC=C HEAMQYHBJQWOSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 2
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 229920001862 ultra low molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 2
- HIDBROSJWZYGSZ-UHFFFAOYSA-N 1-phenylpyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C1=CC=CC=C1 HIDBROSJWZYGSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVONJMOVBKMLOM-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenebutanenitrile Chemical compound CCC(=C)C#N TVONJMOVBKMLOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001432959 Chernes Species 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021639 Incontinence Diseases 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 229920006228 ethylene acrylate copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000675 fabric finishing Substances 0.000 description 1
- 238000009986 fabric formation Methods 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009962 finishing (textile) Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N phosphite(3-) Chemical class [O-]P([O-])[O-] AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 125000003011 styrenyl group Chemical group [H]\C(*)=C(/[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
-
- 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
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
- D04H1/542—Adhesive fibres
- D04H1/544—Olefin series
-
- 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
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4282—Addition polymers
- D04H1/4291—Olefin series
-
- 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
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
Nemszőtt anyag előállítására szolgáló eljárás keretében szálasszövedéket hengerek párján vezetnek keresztül nagy kötésterület-hányaddal rendelkező, termikus úton kötött anyag előállítása céljából.A nagy kötésterület-hányadot a hengerek legalább egyikén kialakítottvésett mintázattal hozzák létre. A vésett mintázat nagy %-oskötéspontterülettel és tág határok közé eső kötéspontszögekkelrendelkezik. A nemszőtt anyag megnövekedett húzószilárdsággal,nyúlással, kopásállósággal, hajlítómerevséggel és/vagy lágysággalrendelkezik. ÓIn the framework of a process for the production of non-woven material, a fibrous web is passed through a pair of rollers in order to produce a thermally bonded material with a high bonding area ratio. The high bonding area ratio is created by a pattern formed on at least one of the rollers. The engraved pattern has a large % bond point area and bond point angles that fall within wide limits. The non-woven material has increased tensile strength, elongation, abrasion resistance, bending stiffness and/or softness. HE
Description
KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNYPUBLICATION COPY
P0 4 0 064 9P0 4 0 064 9
Eljárás nemszött anyag előállítására, valamint polimertartalmúProcess for producing a non-renewable material and polymer-containing
NEMSZŐTT ANYAGNON-WOVEN MATERIAL
A találmány tárgyát polimertartalmú, előnyösen poliolefin-polimerekből kialakított nemszőtt anyagok, valamint ilyenek előállítására szolgáló eljárások képezik.The invention relates to polymer-containing nonwoven materials, preferably formed from polyolefin polymers, and to methods for producing such materials.
A szálakból készített anyagok közé szőtt és nemszött anyagok tartoznak. A nemszőtt anyagokat egészségügyi és orvosi célokra használják, ide tartoznak a kórházi köpenyek, a mintázott kárpitok és az egészségügyi törlőkendők. Számos eljárás létezik a nemszőtt anyagok előállítására. Például a nemszőtt szövedék behatárolt területein az összeragasztáshoz hőt és nyomást alkalmazhatnak úgy, hogy a szövedéket kiemelkedések és bemélyedések mintázatával ellátható, felmelegített simítóhengerek résén vezetik át. Ezen kötési folyamat során a kötőtartományokat a nemszött anyagokat felépítő szálak típusától függően autogén módon alakíthatják ki, vagyis a szövedék szálainak legalább a mintázat területein való összeolvasztásával vagy ragasztóanyag hozzáadása útján. A termikus úton kötött nemszőtt anyagok előnyei közé tartoznak többek között az alacsony energiaköltség és a gyártás sebessége.Materials made from fibers include woven and nonwoven materials. Nonwoven materials are used for healthcare and medical purposes, including hospital gowns, patterned upholstery, and sanitary wipes. There are several processes for producing nonwoven materials. For example, heat and pressure can be applied to bond limited areas of a nonwoven web by passing the web through a nip of heated nip rolls with a pattern of ridges and depressions. During this bonding process, the bonding areas can be formed autogenously, depending on the type of fibers that make up the nonwoven, i.e. by fusing the fibers of the web together at least in the patterned areas, or by adding an adhesive. Advantages of thermally bonded nonwovens include low energy costs and speed of production.
Nemszőtt anyagokat számos egyéb eljárással is elő lehet állítani, pl. spunlacing technikával vagy hidrodinamikai úton végrehajtott összegabalyítással (lásd pl. a 3,485,706 sz. és a 4,939,016 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratokat); vágott szálak kártolásával vagy termikus kötésével; folytonos szálak egyetlen folyamatos művelet keretében megvalósuló spunbonding technikájával; vagy szálak szövedékké való ömledékfúvásával és az így kapott szövedék ezt követő simítóhengerlésével vagy termikus kötésével.Nonwovens can also be produced by a number of other processes, such as spunlacing or hydrodynamic entanglement (see, for example, U.S. Patents 3,485,706 and 4,939,016); carding or thermal bonding of staple fibers; spunbonding of continuous fibers in a single continuous operation; or melt-blowing fibers into a web and subsequent smoothing or thermal bonding of the resulting web.
A nemszőtt anyag különböző felhasználásokra való alkalmasságát az anyag különböző tulajdonságai határozzák meg. A nemszött anyagok oly módon tervezhetőek, hogy az eltérő szükségleteknek való megfelelés céljából különböző tulajdonság-kombinációkkal rendelkezzenek. A nemszőtt anyagok különböző tulajdonságai közé tartoznak a folyadékkal szemben mutatott tulajdonságok, például nedvesedő képesség, szétosztó képesség és nedvszívó képesség, a szilárdsági tulajdonságok,The suitability of a nonwoven for different applications is determined by the different properties of the material. Nonwovens can be designed to have different combinations of properties to meet different needs. The different properties of nonwovens include liquid properties such as wettability, spreadability and absorbency, strength properties,
98859-8657/SZT/SZT98859-8657/SZT/SZT
-2például húzószilárdság és szakítószilárdság, lágysági tulajdonságok, tartóssági tulajdonságok, például kopásállóság, valamint az esztétikai tulajdonságok.-2such as tensile strength and tear strength, softness properties, durability properties such as abrasion resistance, and aesthetic properties.
Bekerülési költsége, nagy szilárdsága és feldolgozhatósága okán mindezidáig a polipropilén volt a nemszött anyagok elsődleges polimere. Mindazonáltal a polipropilénből készült nemszőtt anyagok általában nem rendelkeznek lágy, pamutszerű tapintással. Ily módon megnőtt a polietilén iránti érdeklődés. A polietilén lágyabb anyagot eredményez, ellenben viszonylag alacsony húzószilárdsággal és kopásállósággal rendelkezik.Due to its low cost, high strength and processability, polypropylene has been the primary polymer for nonwovens. However, nonwovens made from polypropylene generally do not have a soft, cotton-like feel. This has led to an increase in interest in polyethylene. Polyethylene produces a softer material, but has relatively low tensile strength and abrasion resistance.
Bár a nemszőtt anyagok olyan tulajdonságai, mint a folyadékkal szemben mutatott tulajdonságok, a szilárdsági tulajdonságok, a lágysági tulajdonságok és a tartóssági tulajdonságok normálisan elsődleges fontosságúak, a nemszőtt termékek sikere szempontjából azok megjelenése és tapintása mégis gyakran döntő fontosságú. A megjelenés és a tapintás különösen fontos a termékek előtűnő darabjainál. Például gyakran kívánatos, hogy a nemszőtt anyagokból készült termékek külső borítása ruhaszerű érzést biztosítson és kellemes, dekoratív megjelenéssel rendelkezzék.Although properties of nonwovens such as liquid resistance, strength, softness, and durability are normally of primary importance, the appearance and feel of nonwoven products are often crucial to their success. Appearance and feel are particularly important for prominent parts of the product. For example, it is often desirable for the outer covering of nonwoven products to provide a garment-like feel and have a pleasant, decorative appearance.
A fent leírt előnyös adottságok ellenére továbbra is igény van a nemszőtt anyagoknak, valamint azok gyártási eljárásainak a tökéletesítésére. Speciálisan, a nemszőtt anyagok alábbi tulajdonságainak a tökéletesítésére van szükség: húzószilárdság, nyúlás, kopásállóság és lágyság, melyeket az anyag hajlítómerevsége határoz meg. A jelen találmánnyal célunk éppen ezen tulajdonságok javítása.Despite the above-described advantages, there is still a need to improve nonwovens and their manufacturing processes. In particular, there is a need to improve the following properties of nonwovens: tensile strength, elongation, abrasion resistance and softness, which are determined by the bending stiffness of the material. The present invention aims to improve these properties.
Kitűzött célunkat egyrészt fokozott húzószilárdságú, nyúlású, kopásállóságú, hajlítómerevségű és/vagy lágyságú nemszött anyag előállítására szolgáló olyan eljárás kidolgozásával értük el, amelynek keretében szálas szövedéket hengerek párján keresztül vezetve legalább 20% kötésterület-hányaddal rendelkező, termikus úton kötött szövetet készítünk, ahol a kötésterület-hányadot a hengerek egyikén lévő kiemelt, kötőpontokkal rendelkező vésett mintázattal hozzuk létre. A vésett mintázat nagy kötésterület-hányaddal és/vagy széles kötőpont-szög-tartománnyal rendelkezik.Our goal was achieved by developing a process for producing a nonwoven fabric with increased tensile strength, elongation, abrasion resistance, bending stiffness and/or softness, in which a fibrous web is passed through a pair of rollers to produce a thermally bonded fabric with a bond area ratio of at least 20%, where the bond area ratio is created by an engraved pattern with raised bonding points on one of the rollers. The engraved pattern has a high bond area ratio and/or a wide range of bond point angles.
Egyes kiviteli alakoknál a nemszött anyag kötésterület-hányada előnyösen legalább mintegy 16%, ennél előnyösebben legalább mintegy 20% vagy legalább mintegy 24%. A kötőpont-szög előnyösen legalább mintegy 20°, ennél előnyösebbenIn some embodiments, the nonwoven fabric preferably has a bond area fraction of at least about 16%, more preferably at least about 20%, or at least about 24%. The bond angle is preferably at least about 20°, more preferably
-3legalább mintegy 35°, legalább mintegy 37°, legalább mintegy 42°, még előnyösebben pedig legalább mintegy 46°. A vésett mintázat előnyösen négyzetméterenként legalább 1,55x105 kötőpontot, előnyösebben legalább 2,31 x105 kötőpontot, legalább 3,1 χ105 kötőpontot, legalább 3,44x105 kötöpontot, legalább 4,6x105 kötőpontot, még előnyösebben pedig legalább 4,65x105 kötőpontot tartalmaz. A szálas szövedék előnyösen tartalmazhat polietilént, amely etilén homopolimerje, vagy etilén és egy komonomer kopolimerje lehet. A polietilén előnyösen egyhelyes katalizátor, például metallocén katalizátor vagy mesterséges geometriájú katalizátor jelenlétében jöhet létre.-3at least about 35°, at least about 37°, at least about 42°, and more preferably at least about 46°. The engraved pattern preferably comprises at least 1.55 x 10 5 bonding points per square meter, more preferably at least 2.31 x 10 5 bonding points, at least 3.1 x 10 5 bonding points, at least 3.44 x 10 5 bonding points, at least 4.6 x 10 5 bonding points, and more preferably at least 4.65 x 10 5 bonding points. The fibrous web may preferably comprise polyethylene, which may be a homopolymer of ethylene or a copolymer of ethylene and a comonomer. The polyethylene may preferably be formed in the presence of a single-site catalyst, such as a metallocene catalyst or a catalyst with an artificial geometry.
Kitűzött célunkat másrészt olyan, polimertartalmú és nagy kopásállósággal rendelkező nemszőtt anyag előállításával értük el, amelynek kötésterület-hányada legalább 20%, ami hengeren lévő kiemelt, kötőpontokkal rendelkező vésett mintázattal van létrehozva.On the other hand, we achieved our goal by producing a polymer-containing, highly abrasion-resistant nonwoven material with a bonded area ratio of at least 20%, which is created by an engraved pattern with raised bonding points on a cylinder.
Egyes kiviteli alakoknál előnyösen a polimer polietilén, amit etilén homopolimerje, vagy etilén és egy komonomer kopolimerje képezhet. A polietilén egyhelyes katalizátor, például metallocén katalizátor vagy mesterséges geometriájú katalizátor jelenlétében jöhet létre. Lehetséges további kiviteli alakoknál a nemszőtt anyag kötésterület-hányada előnyösen legalább mintegy 16%, előnyösebben legalább mintegy 20%, még előnyösebben pedig legalább mintegy 24%.In some embodiments, the polymer is preferably polyethylene, which may be a homopolymer of ethylene or a copolymer of ethylene and a comonomer. The polyethylene may be formed in the presence of a single-site catalyst, such as a metallocene catalyst or an artificial geometry catalyst. In other possible embodiments, the nonwoven preferably has a bonded area fraction of at least about 16%, more preferably at least about 20%, and even more preferably at least about 24%.
A találmány különböző változatait, valamint a kiviteli alakok biztosította előnyöket az alábbiakban a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen, ahol az - 1. ábra a találmány szerinti nemszőtt anyag gyártási eljárásának egy egyszerűsített diagramját mutatja; aThe various embodiments of the invention and the advantages provided by the embodiments are described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a simplified diagram of the manufacturing process of the nonwoven fabric according to the invention;
- 2A ábra a barkázóhengeren lévő kötőpontok egyik lehetséges elrendezését ábrázolja felülnézetben; a- Figure 2A shows a top view of one possible arrangement of attachment points on a DIY cylinder;
- 2B ábra az 1. ábra szerinti folyamatban a 2A ábra szerinti barkázóhengerrel létrehozott nemszőtt anyag egyszerüsítetett nézete; a- Figure 2B is a simplified view of a nonwoven fabric produced by the do-it-yourself roller of Figure 2A in the process of Figure 1;
- 3A-3I ábrák a találmány lehetséges kiviteli alakjainál használt kötőmintákat ábrázolják tetszőleges léptékben vázlatosan; a _ 4A-4I ábrák az 1. példában szereplő PE1 műgyanta esetében használt, 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal készített nemszött anyagok mikrofényképei; az- Figures 3A-3I schematically illustrate the bonding patterns used in possible embodiments of the invention to arbitrary scale; Figures 4A-4I are photomicrographs of non-woven materials prepared with the bonding patterns according to Figures 3A-3I for the PE1 resin used in Example 1;
- 5. ábra a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal a PE1 műgyantából előállított anyag normált csúcsterhelés/hőmérséklet viszonyát szemlélteti grafikusan; a- Figure 5 graphically illustrates the normalized peak load/temperature relationship of the material produced from PE1 resin with the bonding patterns according to Figures 3A-3I;
- 6. ábra a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal az 1. példában szereplő PE2 műgyantából előállított anyag relatív megnyúlás/hőmérséklet viszonyát szemlélteti grafikusan; a- Figure 6 graphically illustrates the relative elongation/temperature relationship of the material produced from the PE2 resin of Example 1 with the bonding patterns according to Figures 3A-3I;
- 7. ábra az 1. példában előállított három anyag jellemző feszültség/deformáció görbéje; a- Figure 7 shows the characteristic stress/strain curves of the three materials produced in Example 1;
- 8. ábra a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal a PE1 műgyantából előállított anyag kopásállóság/hőmérséklet viszonyát szemlélteti grafikusan; a- Figure 8 graphically illustrates the wear resistance/temperature relationship of the material produced from PE1 resin with the bonding patterns according to Figures 3A-3I;
- 9. ábra a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal a PE1 műgyantából előállított anyag hajlítómerevség/hőmérséklet viszonyát szemlélteti grafikusan; a- Figure 9 graphically illustrates the bending stiffness/temperature relationship of the material produced from PE1 resin with the bonding patterns according to Figures 3A-3I;
- 10A-10I ábrák a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal a PE1 műgyantából előállított nemszőtt anyag kötőpontjainak 80-szoros nagyítás mellett készített pásztázó elektronmikroszkópos mikrofényképeit mutatják be; a- Figures 10A-10I show scanning electron micrographs of the bonding points of the nonwoven fabric produced from PE1 resin with the bonding patterns according to Figures 3A-3I, taken at 80x magnification;
- 11A-11C ábrák a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal különböző műgyantákból előállított nemszőtt anyagok szakítópróbabeli törési helyeinek pásztázó elektronmikroszkópos mikrofényképeit ábrázolják; míg a- Figures 11A-11C show scanning electron micrographs of the tensile test fracture locations of nonwovens produced from different synthetic resins with the bonding patterns of Figures 3A-3I; while
- 12A-12B ábrák a 3A-3I ábrák szerinti kötőmintákkal különböző műgyantákból előállított nemszőtt anyagok koptatott kötési helyeinek pontjainak elektronmikroszkópos mikrofényképeit ábrázolják.- Figures 12A-12B show electron micrographs of points of worn bonding sites of nonwovens produced from various synthetic resins with the bonding patterns of Figures 3A-3I.
A találmány kiviteli alakjai nemszött anyagok termikus kötéssel történő előállítására szolgáló eljárásokra vonatkoznak. A anyag nagy arányban tartalmaz kötőpontokat, melyek a szálas szövedék hengerpáron való keresztülvezetésével keletkeznek, ahol a hengereknek legalább az egyike nagy kötöpont-szögű kötésterületet nagy arányban tartalmazó vésett mintázattal rendelkezik.Embodiments of the invention relate to methods for producing nonwoven materials by thermal bonding. The material comprises a high proportion of bonding points formed by passing a fibrous web through a pair of rollers, at least one of which has an engraved pattern comprising a high proportion of bonding area with a high bonding point angle.
A „nemszőtt” megjelölés alatt itt és a továbbiakban olyan szövedéket vagy anyagot értünk, amely véletlenszerűen, a kötött szövetekhez képest azonban nem azonosíthatóan egymást keresztezőn fektetett különálló szálakból vagy fonalakból áll. A „kötés” megjelöléssel itt és a továbbiakban az olvasztott vagy lágyított szálak összeolvasztása céljából erő vagy nyomás (az 50 denieres vagy annál vékonyabb szálak húzásához szükséges nélkül vagy azon túlmenően használt) alkalmazására utalunk. Egyes kiviteli alakoknál a kötőerö legalább 1500 grammnak felel meg. AThe term “nonwoven” is used herein and hereinafter to refer to a web or material consisting of individual fibers or yarns laid randomly but not identifiable as woven fabrics. The term “bonding” is used herein and hereinafter to refer to the application of force or pressure (in addition to or in excess of that required for drawing fibers of 50 denier or finer) to fuse the melted or softened fibers together. In some embodiments, the bonding force is at least 1500 grams. The
-5„termikus kötés” megjelöléssel itt és a továbbiakban a szálak megolvasztása (vagy lágyítása) és egymáshoz ragasztása céljából a szálak újramelegítésére erő vagy nyomás (az 50 denieres vagy annál vékonyabb szálak húzásához szükséges nélkül vagy azon túlmenően használt) alkalmazására utalunk. Egyes kiviteli alakoknál a kötöerő legalább 2000 grammnak felel meg. A szálak húzását és összeolvasztását egyetlen vagy egyidejű műveletben vagy tetszőleges (például fonalvezető tárcsára való) feltekercselés előtt végrehajtó technikákat, például a spunbonding technikát nem tekintjük termikus kötési műveletnek.-5Thermal bonding, as used herein and hereinafter, refers to the application of force or pressure (over or above that required for drawing 50 denier or finer filaments) to reheat the filaments to melt (or soften) and bond them together. In some embodiments, the bonding force is at least 2000 grams. Techniques that draw and fuse the filaments together in a single or simultaneous operation or prior to any winding (e.g., onto a yarn guide spool), such as spunbonding, are not considered thermal bonding operations.
A nemszőtt anyag előállítására irányuló termikus kötési folyamatot az 1. ábra jeleníti meg. Ilyen eljárást - vagy ezek változatait - a következő amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratok ismertetnek: 5,888,438; 5,851,935; 5,733,646; 5,654,088; 5,629,080; 5,494,736; 4,770,925; 4,635,073; 4,631,933; 4,564,533; 4,315,965. A találmány lehetséges példaként! kiviteli alakjainál módosításokkal vagy azok nélkül mindezen bemutatott eljárások alkalmazhatók.The thermal bonding process for producing a nonwoven fabric is illustrated in Figure 1. Such a process, or variations thereof, is described in the following U.S. Patents: 5,888,438; 5,851,935; 5,733,646; 5,654,088; 5,629,080; 5,494,736; 4,770,925; 4,635,073; 4,631,933; 4,564,533; 4,315,965. All of these disclosed processes may be used, with or without modification, in exemplary embodiments of the invention.
Az 1. ábrán feltüntetett szövetformáló 10 rendszert, például kártoló rendszert, először szálas 12 szövedék kialakítására használjuk. A szálakat főképpen a szövetkialakítás gépi irányába állítjuk be, amint azt 13 nyíl mutatja. Alternatív megoldásként a szálak még rendszertelenebb orientálása érdekében a spunbonding módszert alkalmazhatjuk. A 12 szövedéket az előhevítő 14 állomáson vezethetjük át. Ezután a 12 szövedéket az egymással szemben álló 20 és 22 hengerek alkotta kötöállomás hengerrésén vezetjük keresztül. A 20 henger fém vésett henger és a szálak ömledéspontjához közeli hőmérsékletre van felmelegítve. A 22 henger (vagyis a simítóhenger) szabályozott módon a szálak ömledéspontjához közeli, előnyösen ezen szálak tapadási pontja alatti hőmérsékletre van felmelegítve. Egyes kiviteli alakoknál a vésett mintázat körökből áll, mindamellett egyéb alakokat is alkalmazhatunk, például ovális formákat, négyzeteket és téglalapokat.The fabric forming system 10, such as a carding system, shown in FIG. 1 is first used to form a fibrous web 12. The fibers are oriented primarily in the machine direction of the fabric formation, as indicated by arrow 13. Alternatively, spunbonding may be used to provide a more random orientation of the fibers. The web 12 may be passed through a preheating station 14. The web 12 is then passed through a nip of opposing rollers 20 and 22 in a bonding station. Roller 20 is a metal engraved roller and is heated to a temperature close to the melting point of the fibers. Roller 22 (i.e., the smoothing roller) is heated in a controlled manner to a temperature close to the melting point of the fibers, preferably below the adhesion point of these fibers. In some embodiments, the engraved pattern consists of circles, however, other shapes may be used, such as ovals, squares, and rectangles.
A 2A ábrán megjelenített vésett henger a simítóhengerhez közeli és arra nyomást kifejtő területekkel, kötöpontokkal van ellátva. Ezek a területek olvadást idéznek elő, és kötésterületeket hoznak létre. Ezeknek a területeknek a mérete határozza meg egy adott pontban az összekötött szálak számát, valamint az anyag nemszálas egységet képező részének teljes területét. Az egy kötőpontban összekapcsolt szálak száma befolyásolhatja annak eredő szilárdságát, de hozzájárulhat annak eredő merevségéhez is. A vésett mintázat három tényezője befolyásolhatja a nemszőtt anyag általános tulajdonságait, ezek: a kötésterület, a kötőpont-szög vagy oldalfalszög, valamint az általában a négyzetegységenkénti pontok számával definiált kötőpont-sűrűség.The engraved roll shown in Figure 2A is provided with areas, called nips, that are close to and exert pressure on the smoothing roll. These areas cause melting and create nips. The size of these areas determines the number of fibers bonded at a given point and the total area of the non-fibrous unit of the material. The number of fibers bonded at a nip can affect its resulting strength, but it can also contribute to its resulting stiffness. Three factors in the engraved pattern can affect the overall properties of the nonwoven material: the nip area, the nip angle or sidewall angle, and the nip density, usually defined as the number of nips per square unit.
A henger vésett mintázatát a kötőpontok adják ki. Ezek a pontok a vésett hengerből kiállnak, és amikor kapcsolatba kerülnek a simítóhengerrel, a kötésterületet hozzák létre. A kötőpontok általában kiadják a nemszőtt anyag mintáját, amint az a 2B ábrán látható. A vésett mintázat kötőpont-sűrüségét a négyzetegységenkénti kötöpontszámmal fejezzük ki. Az előnyös kiviteli alaknál a vésett mintázaton négyzetméterenként mintegy 1,55x105 kötőpont, előnyösen négyzetméterenként mintegy 2,31χ105 kötőpont, előnyösebben négyzetméterenként mintegy 3,10x105 kötőpont, vagy négyzetméterenként mintegy 3,44x105 kötöpont, vagy négyzetméterenként mintegy 4,60χ105 kötöpont, vagy négyzetméterenként mintegy 4,65x105 kötőpont található. Nagyobb kötöpont-sűrűség, például négyzetméterenként 5,42x105 kötöpont, 6,20x105 kötöpont, 7,75x105 kötöpont, 9,30x105 kötőpont vagy még ezeknél is több kötőpont szintén megvalósítható.The engraved pattern of the roll is provided by the bonding points. These points project from the engraved roll and, when they come into contact with the smoothing roll, create the bonding area. The bonding points generally provide the pattern of the nonwoven fabric, as shown in Figure 2B. The bonding point density of the engraved pattern is expressed in terms of the number of bonding points per square unit. In the preferred embodiment, the engraved pattern has about 1.55x10 5 bonding points per square meter, preferably about 2.31x10 5 bonding points per square meter, more preferably about 3.10x10 5 bonding points per square meter, or about 3.44x10 5 bonding points per square meter, or about 4.60x10 5 bonding points per square meter, or about 4.65x10 5 bonding points per square meter. Higher bond densities, such as 5.42x10 5 bonds per square meter, 6.20x10 5 bonds, 7.75x10 5 bonds, 9.30x10 5 bonds or even more bonds per square meter, are also possible.
A kötőpontnak kötöpont-szöge és kötésterülete van. A 3A-3I ábrákon különböző kötőpont-szögek és kötésterületek kötőpont-mintái láthatóak. A kötőpont-szög a kötőpont vésett hengerből való kiemelkedési szögét jelenti. A kötöpont-szög legalább mintegy 20°, előnyösen legalább mintegy 35°, előnyösebben legalább mintegy 37°, még előnyösebben legalább mintegy 42°, ennél előnyösebben pedig legalább mintegy 46°. A 3A ábrán látható 1. sz. kötésminta kötőpont-szöge 46°, kötésterülethányada 20%, kötőpont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10'3 m, alapmagassága 4,32x10’4 m, pontszélessége pedig 7,62x10'4 m. A 3B ábrán látható 2. sz. kötésminta kötöpont-szöge 20°, kötésterület-hányada 16%, kötőpont-sűrűsége 3,44x10s pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 6,86x1 O'4 m. A 3C ábrán látható 3. sz. kötésminta kötöpont-szöge 20°, kötésterület-hányada 24%, kötőpont-sűrüsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10-4 m, pontszélessége pedig 8,38x10‘4 m. A 3D ábrán látható 4. sz. kötésminta kötöpont-szöge 20°, kötésterület-hányada 20%, kötőpont-sűrűsége 2,31x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagasságaThe bond has a bond angle and a bond area. Figures 3A-3I show bond patterns with different bond angles and bond areas. The bond angle refers to the angle at which the bond emerges from the engraved cylinder. The bond angle is at least about 20°, preferably at least about 35°, more preferably at least about 37°, even more preferably at least about 42°, and even more preferably at least about 46°. Bond pattern No. 1 shown in Figure 3A has a bond angle of 46°, a bond area fraction of 20%, a bond density of 3.44x10 5 dots/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 7.62x10' 4 m. The bond pattern No. 2 shown in Figure 3B has a bond angle of 20°, a bond area ratio of 16%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 6.86x10' 4 m. The bond pattern No. 3 shown in Figure 3C has a bond angle of 20°, a bond area ratio of 24%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10 -4 m, and a dot width of 8.38x10' 4 m. The bond pattern No. 4 shown in Figure 3D bond pattern bond angle 20°, bond area ratio 20%, bond density 2.31x10 5 points/m 2 , base width 1.7x10' 3 m, base height
-74,32x10'4 m, pontszélessége pedig 9,30χ10’4 m. A 3E ábrán látható 5. sz. kötésminta kötöpont-szöge 20°, kötésterület-hányada 20%, kötőpont-sűrűsége 4,60x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10’4 m, pontszélessége pedig 6,60x1 O’4 m. A 3F ábrán látható 6. sz. kötésminta kötőpont-szöge 46°, kötésterület-hányada 16%, kötőpont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10'3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 6,86x1ο·4 m. A 3G ábrán látható 7. sz. kötésminta kötőpont-szöge 37°, kötésterület-hányada 24%, kötőpontsűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10‘4 m, pontszélessége pedig 8,38x10'4 m. A 3H ábrán látható 8. sz. kötésminta kötöpontszöge 46°, kötésterület-hányada 20%, kötöpont-sűrűsége 2,31 x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10’4 m, pontszélessége pedig 9,3x10‘4 m. A 3I ábrán látható 9. sz. kötésminta kötőpont-szöge 35°, kötésterület-hányada 20%, kötőpont-sűrűsége 4,60x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10'3 m, alapmagassága 4,32x10’4 m, pontszélessége pedig 6,60x10’4 m.-74.32x10' 4 m, and its dot width is 9.30χ10' 4 m. The bond pattern No. 5 shown in Figure 3E has a bond angle of 20°, a bond area ratio of 20%, a bond density of 4.60x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 6.60x1 O' 4 m. The bond pattern No. 6 shown in Figure 3F The bond pattern has a bond angle of 46°, a bond area ratio of 16%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 6.86x1ο· 4 m. The bond pattern No. 7 shown in Figure 3G has a bond angle of 37°, a bond area ratio of 24%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 8.38x10' 4 m. The bond pattern No. 8 shown in Figure 3H The bond pattern No. 9 shown in Figure 3I has a bond angle of 46°, a bond area ratio of 20%, a bond density of 2.31 x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 9.3x10' 4 m. The bond pattern No. 9 shown in Figure 3I has a bond angle of 35°, a bond area ratio of 20%, a bond density of 4.60x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 6.60x10' 4 m.
A nemszött anyagot a kötésterületek és a kötésmentes területek alkotják együttesen. A kötésterületeket a nemszőtt anyag azon felülethányadával definiálhatjuk, amelyet a kötőpont által létrehozott kötés elfoglal. A találmány kiviteli alakjainál a kötésterület előnyösen legalább 16%, előnyösebben legalább 20%, ennél előnyösebben pedig legalább 24%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% vagy akár még ennél is több.The nonwoven fabric is composed of bonded areas and unbonded areas. Bonded areas can be defined as the surface area of the nonwoven fabric occupied by the bond formed by the bonding point. In embodiments of the invention, the bonded area is preferably at least 16%, more preferably at least 20%, and even more preferably at least 24%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, or even more.
Szálak és a nemszött anyag előállításaFibers and nonwoven fabric production
A szövetkészítő rendszer a nemszőtt anyagok gyártására felhasználható esetlegesen termikusán kötött szálak létrehozásához általában szálelőállító folyamatokat is magába foglal, melyek például a száraz sodrás, a nedves sodrás, a polimeres sodrás, valamint egyéb folyamatok lehetnek. Egyes kiviteli alakoknál a szálakat a spunbonding, az ömledékfúvásos vagy a kártolásos eljárásokkal állítják elő. Ezeket a folyamatokat a 3,338,992; 3,341,394; 3,276,944; 3,502,538; 3,978,185; és 4,644,045 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratok ismertetik részletesen. A spunbonding módszernél általában nagy teljesítményű vákuumkamrát alkalmaznak a szálak sebességének növelésére, ezáltal csökkentve a folytonos szál előállítása során a szál átmérőjét. Az ömledékfúvásos módszernél levegőt fújnak be felülről,The web making system generally includes fiber production processes, such as dry spinning, wet spinning, polymer spinning, and other processes, to produce fibers that may be thermally bonded for use in the manufacture of nonwovens. In some embodiments, the fibers are produced by spunbonding, meltblown, or carding processes. These processes are described in detail in U.S. Patent Nos. 3,338,992; 3,341,394; 3,276,944; 3,502,538; 3,978,185; and 4,644,045. The spunbonding method generally employs a high-performance vacuum chamber to increase the speed of the fibers, thereby reducing the diameter of the fibers during the production of the continuous fiber. In the melt-blown method, air is blown in from above,
-8és felületi erőket alkalmaznak a szál nagyobb sebességgel történő húzásához nagyon alacsony denierértékü szakadásos szálak létrehozása céljából.-8 and surface forces are used to draw the fiber at higher speeds to create very low denier staple fibers.
Hagyományos spunbonding eljárások a 3,825,379; 4,813,864; 4,405,297; 4,208,366; és 4,334,340 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratokban kerültek bemutatásra. A spunbonding technika jól ismert a textilipari szakemberek körében. Ennek során általában folyamatos szálakat extrudálnak, melyeket végtelenített szalagra fektetnek, majd ezt követően rendszerint felmelegített simítóhenger segítségével vagy ragasztóanyag hozzáadásával egymáshoz és gyakran egy második, például egy ömledékfúvással létrehozott réteghez ragasztanak. A spunbonding technika áttekintése megtalálható például az L. C. Wadsworth és B. C. Goswami szerzőknek a Szőtt és Nemszőtt anyagok Fejlesztőközpontja [(továbbiakban: TANDEC), Tennessee Egyetem, Knoxville, USA] támogatásával 1990. július 30. és augusztus 3. napja között megrendezett 8. Annual Nonwovens Workshop konferencián Nonwoven Fabrics (Nemszőtt anyagok) / „Spunbonded and Melt Blown Processes” (Spunbond és ömledékfúvásos eljárások) címmel közzétett munkájában.Conventional spunbonding processes are described in U.S. Patents 3,825,379; 4,813,864; 4,405,297; 4,208,366; and 4,334,340. The spunbonding technique is well known to those skilled in the textile industry. It generally involves extruding continuous filaments, laying them on an endless belt, and then bonding them together, usually with a heated squeegee or by adding an adhesive, and often to a second layer, such as a meltblown layer. An overview of the spunbonding technique can be found, for example, in the paper Nonwoven Fabrics / “Spunbonded and Melt Blown Processes” by L. C. Wadsworth and B. C. Goswami, published at the 8th Annual Nonwovens Workshop, July 30-August 3, 1990, with the support of the Woven and Nonwovens Development Center [(hereinafter: TANDEC), University of Tennessee, Knoxville, USA].
Az „ömledékfúvott” megjelöléssel itt és a továbbiakban olyan szálakra utalunk, amelyeket hőre lágyuló, megömlesztett polimerösszetétel finom, általában kör alakú szerszámcsatornákon fonalak vagy filamensek formájában nagysebességű összetartó gázáramokba (pl. levegőáramokba) való extrudálásával állítunk elő, ahol a gázáramok szerepe abban áll, hogy a fonalak vagy filamensek átmérőjét lecsökkentsék. A filamenseket vagy fonalakat ezt követően a nagysebességű gázáramok szállítják és véletlenszerűen szétszórt ömledékfúvott szálak szövedékének létrehozása céljából gyűjtőfelületre helyezik le; az így nyert szálak átlagos átmérője általában legfeljebb 10 pm.The term “meltblown” is used herein and hereinafter to refer to fibers produced by extruding a thermoplastic, molten polymer composition in the form of yarns or filaments through fine, generally circular die channels into high-velocity, cohering gas streams (e.g., air streams), the gas streams acting to reduce the diameter of the yarns or filaments. The filaments or yarns are then transported by the high-velocity gas streams and deposited on a collecting surface to form a web of randomly dispersed meltblown fibers; the resulting fibers typically have an average diameter of up to 10 μm.
Az „spunbond” megjelöléssel itt és a továbbiakban olyan szálakra utalunk, amelyeket hőre lágyuló, megömlesztett polimerösszetétel fonófej finom, általában kör alakú, szerszámcsatornáján keresztüli extrudálásával állítunk elő, ahol a fonalak vagy filamensek átmérőjét gyorsan lecsökkentjük, majd ezt követően a filamenseket véletlenszerűen szétszórt spunbond szálak szövedékének létrehozása céljából gyűjtőfelületen rendezzük el; az így nyert spunbond szálak átlagos átmérője általában 7 μιτι és 30 pm között van.The term "spunbond" is used herein and hereinafter to refer to fibers produced by extruding a thermoplastic, molten polymer composition through a fine, generally circular, die channel, where the diameter of the yarns or filaments is rapidly reduced, and the filaments are then arranged on a collecting surface to form a web of randomly dispersed spunbond fibers; the average diameter of the spunbond fibers thus obtained is generally between 7 μιτι and 30 μm.
-9Nemszőtt anyagokat számos eljárással előállíthatunk. A legtöbb eljárás alapvetően ugyanazokat az alapfolyamatokat tartalmazza, melyek az 1) anyagválasztás; a 2) szövetkészítés; a 3) szövetszilárdítás; és a 4) szövetkikészítés. Az anyagválasztással a felhasználásnak megfelelő tulajdonságokat biztosítjuk. A szövetet a kiválasztott anyagok szálaiból alakítjuk ki. A szövetet ezután az anyag létrehozása céljából kötésnek vetjük alá, majd az anyagot kikészítjük, aminek eredményeként a vágható és összehajtható végterméket kapjuk.-9Nonwovens can be produced by a number of processes. Most processes involve essentially the same basic steps: 1) material selection; 2) fabric preparation; 3) fabric consolidation; and 4) fabric finishing. Material selection ensures that the properties are suitable for the application. The fabric is formed from the fibers of the selected materials. The fabric is then bonded to create the fabric, and the fabric is finished, resulting in the final product that can be cut and folded.
A szál átmérője befolyásolja az anyag tulajdonságait, beleértve a szilárdságot és a hajlítómerevséget. A szál átmérőjét számos módon lehet mérni és megjeleníteni. Általában a szál átmérőjét a szálanként! denierértékben mérik. A denier egy textiliparban használatos megjelölés, amely egy 9000 méter hosszú szál grammokban kifejezett súlyát fejezi ki. A monofilamens megjelölés olyan extrudált szálköteget jelent, amely szálanként legalább 15 denier, általában legalább 30 denier átmérővel rendelkezik. A finom denierértékű szál általában egy legfeljebb mintegy 15 denieres szálat jelent. A mikrodenier (azaz a mikroszál) általában legfeljebb mintegy 100 pm átmérőjű szálra vonatkozik. A jelen találmány szerinti szálak esetében az átmérő igen változatos lehet, anélkül, hogy az a szál elaszticitására különösebb hatással lenne. A szál denierértéke mindazonáltal beállítható oly módon, hogy megfeleljen a késztermék tulajdonságainak, és ilyen minőségében ömledékfúvott szövedék esetében előnyösen mintegy 0,5 és mintegy 30 denier/szál közé, spunbond technikával készített szövedék esetében mintegy 1 és mintegy 30 denier/szál közé, míg folytonos feltekercselt szál esetében mintegy 1 és mintegy 20000 denier/szál közé esik. A szál átmérőjét denierről méterre a R I szálátmérö( denier) szálátmérö (méter) = 11,89χ 106x ----------——— szalsuruseg (g/m ) összefüggés alapján számíthatjuk át.The diameter of the fiber affects the properties of the material, including strength and bending stiffness. The diameter of the fiber can be measured and displayed in a number of ways. Typically, the diameter of the fiber is measured in denier per fiber. Denier is a term used in the textile industry to express the weight in grams of a 9000 meter long fiber. The term monofilament refers to an extruded bundle of fibers having a diameter of at least 15 denier per fiber, generally at least 30 denier. A fine denier fiber generally refers to a fiber of up to about 15 denier. A microdenier (i.e., microfiber) generally refers to a fiber having a diameter of up to about 100 microns. In the case of the fibers of the present invention, the diameter can vary widely without significantly affecting the elasticity of the fiber. The denier of the yarn can, however, be adjusted to suit the properties of the finished product and is preferably between about 0.5 and about 30 denier/yarn for a meltblown web, between about 1 and about 30 denier/yarn for a spunbonded web, and between about 1 and about 20,000 denier/yarn for a continuous spunbonded yarn. The yarn diameter can be converted from denier to meter using the formula R I yarn diameter (denier) yarn diameter (meter) = 11.89χ 10 6 x ----------——— salsuruseg (g/m ).
A nemszőtt anyag végső tulajdonságait befolyásoló száltulajdonságok közé tartoznak még a szál orientációja, kristályossága, átmérője és hűtési sebessége. A kötés erőssége a nemszőtt anyag szilárdságát behatároló tényező. A kisebb fokú szálorientáció a ragasztás során nagyobb mértékű olvadást tesz lehetővé, miáltal erősebb kötőtartományok jönnek létre. Ezen túlmenően a polimer húzásakor létrehoFiber properties that influence the final properties of a nonwoven include fiber orientation, crystallinity, diameter, and cooling rate. The strength of the bond is a limiting factor in the strength of a nonwoven. A lower fiber orientation allows for a greater degree of melting during bonding, resulting in stronger bonding regions. In addition, the polymer can be stretched
-10zott magasabb fokú orientáció a termikus kötés során nagymértékű összehúzódást idéz elő, és ily módon az anyagot nehezebben feldolgozhatóvá teszi.-10% higher orientation causes a large amount of shrinkage during thermal bonding, thus making the material more difficult to process.
A termikus kötési folyamat szempontjából a fellépő ömledés miatt a szál kristályos darabjai különösen érdekesek. Az ömledés és a megfolyás mértéke jelentősen befolyásolja a kötéserősséget. Ha a polimerrel elegendő hőt közlünk, a kevésbé stabil kristályok ömlednek meg először, majd őket követik a stabilabb vagy orientáltabb kristályok. Mivel kötésterületre irányuló hőközlés csak rövid ideig tart, a kristályoknak csupán egy része ömled meg.From the perspective of the thermal bonding process, the crystalline parts of the fiber are of particular interest due to the melting that occurs. The degree of melting and flow significantly affects the bond strength. If sufficient heat is applied to the polymer, the less stable crystals melt first, followed by the more stable or oriented crystals. Since the heat applied to the bonding area is only for a short time, only a portion of the crystals melt.
Miután a szövedéket lazán kialakítottuk, az egyes szöveteket egymáshoz kell ragasztani. A szövedék megszilárdulása az anyagot erőssé és merevvé teszi. A szövedék megszilárdítási eljárásai mechanikai, kémiai és termikus kötést foglalnak magukba. A mechanikai megszilárdítást a szövedék különböző pontjain történő szálösszegabalyítással érik el, beleértve a tűs lyukasztást, a tűzőragasztást, a spunlacing technikát, vagy egyéb mechanikai megszilárdítási folyamatot. A kémiai kötés a szövedék ragasztóanyaggal, például latexszel történő beszórásával vagy telítésével jár. A szövedék termikus kötését általánosan alkalmazott kötési technológiával hajtjuk végre, ide tartozik például a pontkalenderezés, az ultrahangos, valamint höbesugárzásos kötés. Egyes kiviteli alakoknál pontkalenderezéssel létrehozott kötést alkalmazunk, ami a szövedéknek két, egymással szoros kapcsolatban lévő henger közötti átvezetéséből áll. Az egyik henger kiemelkedő (apa) mintázattal ellátott vésett henger, míg a másik egy simítóhenger. A szálak megömlednek és egymásba folynak. Hűtést követően készen van a nemszött anyag.Once the web is loosely formed, the individual fabrics must be bonded together. The bonding of the web makes the material strong and rigid. The bonding processes for the web include mechanical, chemical, and thermal bonding. Mechanical bonding is achieved by intertwining fibers at various points in the web, including needle punching, fire bonding, spunlacing, or other mechanical bonding processes. Chemical bonding involves spraying or saturating the web with an adhesive, such as latex. Thermal bonding of the web is accomplished by commonly used bonding techniques, such as spot calendering, ultrasonic bonding, and thermal radiation bonding. In some embodiments, a spot calendered bond is used, which involves passing the web between two closely spaced rollers. One roller is an engraved roller with a raised (father) pattern, while the other is a smoothing roller. The fibers melt and flow into each other. After cooling, the nonwoven material is ready.
Amint a szálas szövedék a simítóhengerbe bejut, számos, különböző erősségű termomechanikai folyamat játszódik le. Ezek közé a folyamatok közé tartozik a konduktív hőközlés, a deformációs melegedés, a megömledt polimer folyása, a diffúzió, valamint a Clapeyron-effektus.As the fibrous web enters the smoothing roller, several thermomechanical processes of varying intensity take place. These processes include conductive heat transfer, deformation heating, molten polymer flow, diffusion, and the Clapeyron effect.
A konduktív höközlés az acélhenger/anyag érintkezési felületen keresztül történik. A kondukcióval átadott hő mennyisége arányos az acélhengerek hőmérsékletével és azon időtartam hosszával, ameddig a szövedék a kötőcsapok alatt van (vagyis a hengerek sebességével). A deformációs melegedés szintén hőt visz be a rendszerbe. Az acélhengerek közötti nagy nyomásnak köszönhetően a szövedék igen hamar különböző alakokat vesz fel és a rendszeren mechanikai munkavégzés ···· ·· β ,ζ « · ··Conductive heat transfer occurs through the steel roller/material interface. The amount of heat transferred by conduction is proportional to the temperature of the steel rollers and the length of time the web is under the tie pins (i.e. the speed of the rollers). Deformational heating also introduces heat into the system. Due to the high pressure between the steel rollers, the web very quickly assumes different shapes and mechanical work is done on the system ···· ·· β ,ζ « · ··
-11- -‘· történik. Ezen mechanikai munka alakul át hővé. Ezen két típusú hő megnöveli a szövedék hengerek közötti hőmérsékletét, ami a kötőcsap alatt a legmagasabb. Feltételezve, hogy a teljes mechanikai munka hővé alakul, ezt az-11- -‘· occurs. This mechanical work is converted into heat. These two types of heat increase the temperature of the web between the rollers, which is highest below the tie pin. Assuming that all mechanical work is converted into heat, this is
[F(s)ds]a = VpCpAT + fÁH^pV összefüggés fejezi ki, ahol F(s) a szövedékre ds távolságon kifejtett erő, a a mechanikai munka hővé átalakuló hányada, V a szövedék térfogata, χ a kristályosság, f pedig a kristályok megömledö hányada. Az egyenlőség jobboldalán szereplő első tag a hőmérséklet növelésére fordított hőmennyiség, a második tag pedig a polimerkristályok megömledésére fordítódó hőmennyiség.It is expressed by the equation [F(s)ds]a = VpCpAT + fÁH^pV, where F(s) is the force exerted on the web at a distance ds, a is the fraction of mechanical work converted into heat, V is the volume of the web, χ is the crystallinity, and f is the fraction of crystals that melt. The first term on the right-hand side of the equation is the amount of heat used to increase the temperature, and the second term is the amount of heat used to melt the polymer crystals.
Ha a hőmérséklet eléri az ömledéspontot, a csapok alatti nagy nyomás az ömledék alacsonyabb nyomású részre való elfolyását okozza. A polimer, szintén ömledék állapotban, öndiffúziót végez. A kalanderből való távozást követően az ömledék megszilárdul és a kötőpontnál a szálakat mechanikusan rögzíti. Polimerek esetén a diffúziós behatolási távolság a kötési folyamat során szinte elhanyagolható. A behatolási távolság azWhen the temperature reaches the melting point, the high pressure under the taps causes the melt to flow to the lower pressure area. The polymer, also in the molten state, self-diffusions. After leaving the calender, the melt solidifies and mechanically fixes the fibers at the bonding point. In the case of polymers, the diffusion penetration distance during the bonding process is almost negligible. The penetration distance is
R = [t(2xD)]y2 összefüggéssel adható meg, ahol R a behatolási távolság, t az idő, D pedig az öndiffúziós együttható. Általánosságban tekintve a legtöbb polimer 10'15 nagyságrendű diffúziós együtthatóval rendelkezik és 10-40 ms időt tölt a kötőcsapok alatt. Ezen becsült értékek alkalmazásával kiszámolható, hogy a behatolási távolság csupán 45 A és 100 A között van. Figyelembe véve, hogy a termikus kötés során alkalmazott legtöbb szál átmérője mintegy 20 pm, a szálak teljes átmérőjüknek csupán 0,00000225%-át diffundálják. Éppen ezért valószínű, hogy a szálakat a kötőpontban összetartó fő erő a kötésterületen a polimerömledéknek a szálak körüli mechanikai összekapcsolódása.It can be given by the equation R = [t(2xD)] y2 , where R is the penetration distance, t is the time, and D is the self-diffusion coefficient. In general, most polymers have diffusion coefficients of the order of 10' 15 and spend 10-40 ms under the bonding pins. Using these estimates, it can be calculated that the penetration distance is only between 45 A and 100 A. Considering that most fibers used in thermal bonding have a diameter of about 20 pm, only 0.00000225% of the total diameter of the fibers diffuse. Therefore, it is likely that the main force holding the fibers together at the bonding point is the mechanical interlocking of the polymer melt around the fibers in the bonding area.
A kötőcsapok alatti megemelkedett nyomás az ömledési hőmérséklet megnövekedéséhez vezet, amit más néven a Clapeyron-effektusnak hívunk. A nyomás hatására a polipropilén ömledéspontja MPa-onként 0,38°C-kal emelkedik. A kötőcsap alatti jellemző nyomás hatására a polipropilén ömledéspontja mintegy 10°C-kal emelkedik. A polietilén ömledéspontja jellemző kötőnyomás alatt csupán mintegy 5°C-kal emelkedik.The increased pressure under the tie pins leads to an increase in the melting temperature, also known as the Clapeyron effect. The pressure causes the melting point of polypropylene to rise by 0.38°C per MPa. The typical pressure under the tie pin causes the melting point of polypropylene to rise by about 10°C. The melting point of polyethylene to rise by only about 5°C under typical tie pressure.
A pontkötéses forró kalanderezö eljárás számos tényezője, többek között a hőmérséklet, a nyomás, a sebesség, a henger átmérője és vésett mintázata befolyásolja a nemszött anyag végső tulajdonságait. A hőmérséklet megválasztása főként az anyagtól függ, figyelembe kell azonban venni, hogy a szövedékbe való teljes energiabevitel függ a hőmérséklettől, a nyomástól, a henger átmérőjétől, valamint a gépsor sebességétől. Ha a kiválasztott hőmérséklet túl alacsony, a szövedék túl kevéssé köt meg és az anyag valószínűleg alacsony szilárdságú lesz. Ha a henger hőmérséklete túl magas, a szövedék túlságosan megköt, a kapott nemszött anyag pedig túl merev vagy teljesen megolvad és hozzáragad a hengerhez.Several factors in the hot point calendering process, including temperature, pressure, speed, roll diameter and engraved pattern, affect the final properties of the nonwoven. The choice of temperature depends mainly on the material, but it should be noted that the total energy input to the web depends on the temperature, pressure, roll diameter and line speed. If the temperature selected is too low, the web will set too little and the material will likely have low strength. If the roll temperature is too high, the web will set too much and the resulting nonwoven will be too stiff or will melt completely and stick to the roll.
Az anyagra gyakorolt nyomás hatása alacsony, de nem elhanyagolható. Alacsony nyomásnál a szövedék kötése gyenge, ezért alacsony a szilárdsága. Ahogy növeljük a nyomást, az anyag szilárdsága mind a kötési hőmérséklet, mind a nyomás függvényében változik. Igen magas nyomásnál azonban az anyag szilárdsága maximumot ér el, majd ezután a nyomás növelésével csökken. Ha a nyomás ennél alacsonyabb, a szilárdság fokozatosan növekszik, egészen a polimer ömledéspontjáig.The effect of pressure on the material is small, but not negligible. At low pressures, the web is weakly bonded, and therefore has low strength. As the pressure is increased, the strength of the material changes as a function of both the bonding temperature and the pressure. However, at very high pressures, the strength of the material reaches a maximum and then decreases with increasing pressure. At lower pressures, the strength gradually increases, up to the melting point of the polymer.
A kötőhengerek sebessége és átmérője befolyásolják a szövedékbe irányuló hőközlést. Ha a kötőhengerek átmérője nagyobb, a melegített hengerek a kisebb hengerek esetéhez képest egymással közelebbi kapcsolatba kerülnek. Ilyen módon szövedékkel több hőt közölhetünk. Ehhez hasonlóan, a lassan forgó hengerek a gyorsan forgó hengerekhez viszonyítva nagyobb érintkezési időt biztosítanak.The speed and diameter of the binding rolls affect the heat transfer to the web. If the diameter of the binding rolls is larger, the heated rolls are in closer contact with each other than with smaller rolls. This allows more heat to be transferred to the web. Similarly, slowly rotating rolls provide longer contact time than fast rotating rolls.
A szövedék által a hengerrésben (vagyis a közeli kapcsolat helyén) eltöltött időtartamot a t = AC’a R% V1 f=időThe time spent by the web in the cylinder gap (i.e. at the location of close contact) is given by at = AC' a R % V 1 f=time
R= kötöhenger sugara \/= kötöhenger sebességeR= radius of the binding roller \/= speed of the binding roller
Λ_ + /CR-CW Aösszefüggéssel adhatjuk meg, ahol Co a kiindulási szövedékvastagság, CN a kötőhengerek közötti szövedékvastagság, CR pedig a kötőhengerek általi összenyomás utáni szövedékvastagság.It can be given by the relationship Λ_ + /C R -C W A , where C o is the initial web thickness, C N is the web thickness between the binding rolls, and C R is the web thickness after compression by the binding rolls.
- 13A szál alakja nincs korlátozva, az tetszőleges arra alkalmas alakú lehet. A jellegzetes szál keresztmetszete például kör alakú, de a szálaknak néha különböző, például háromlevelű lóhere, vagy lapos (azaz szalagszerű) alakjai is lehetnek.- 13The shape of the fiber is not limited, it can be any suitable shape. The cross-section of a typical fiber is, for example, circular, but the fibers can sometimes have different shapes, such as a three-leaf clover or flat (i.e. ribbon-like).
Miután a termikus úton kötött anyag a kötőcsapokat elhagyta, a kötéstartományok hűtésére és megszilárdítására kerül sor. Az anyag, különösen a kötéstartomány gyorshűtési sebessége hatással van az anyag végső tulajdonságaira.After the thermally bonded material leaves the bonding pins, the bonding regions are cooled and solidified. The rapid cooling rate of the material, especially the bonding region, affects the final properties of the material.
Az anyag főbb tulajdonságai közé tartoznak a szilárdság, a nyúlás, a csúcsterhelés, a kopásállóság és a hajlítómerevség. A nemszőtt anyag szilárdsága vagy szakítószilárdsága és nyúlása mind az utómunkálatok, mind pedig a fogyasztók szempontjából fontos. Minél szilárdabb és elasztikusabb az anyag, annál hamarabb lehet azt más anyagokkal fogyasztói végtermékké kombinálni. A nemszőtt anyag másik tulajdonsága a kopással szembeni ellenállóképesség. Ha a nemszőtt anyag koptató felülettel kerül érintkezésbe, akkor az a szálakat a felületről kihúzza és a felszínen foszlányosodást vagy göbösödést idéz elő. Ilyen módon kívánatos, hogy a nemszőtt anyagok nagy kopásállósággal rendelkezzenek. Egy emberi viseletre szolgáló és bőrrel érintkező nemszőtt anyag másik fontos tulajdonsága az anyag merevsége. Ezen tulajdonságot a hajlítómerevséggel vagy tapintás általi értékeléssel mérhetjük.The main properties of a material include strength, elongation, peak load, abrasion resistance and flexural stiffness. The strength or tensile strength and elongation of a nonwoven are important for both post-processing and consumer applications. The stronger and more elastic the material, the sooner it can be combined with other materials to form a consumer end product. Another property of a nonwoven is its resistance to abrasion. When a nonwoven comes into contact with an abrasive surface, it pulls the fibers from the surface and causes fraying or pilling on the surface. Thus, it is desirable for nonwovens to have high abrasion resistance. Another important property of a nonwoven intended for human wear and in contact with the skin is the stiffness of the material. This property can be measured by flexural stiffness or by tactile evaluation.
Szálképző polimerekFiber-forming polymers
A találmány előnyös kiviteli alakjainál bármilyen szálképzésre alkalmas polimert használhatunk, különösen azokat, amelyeket termikus úton összeragaszthatóak. Az alkalmas polimerek közé tartoznak például - de nem korlátozódnak kizárólag ezekre - az α-olefin homopolimerek és a polipropilént, propilén/4-20 szánatomos aolefin kopolimereket, polietilént, valamint etilén/3-20 szénatomos α-olefin kopolimereket tartalmazó interpolimerek, amelyek lehetnek vagy heterogén etilén/a-olefin interpolimerek vagy homogén etilén/a-olefin interpolimerek, beleértve az alapvetően lineráris etilén/a-olefin interpolimereket. Szintén idetartoznak az alifás a-olefinek, amelyeknek 2-20 szénatomjuk és poláris csoportjaik vannak. A polimerbe poláris csoportokat bevivő, megfelelő alifás α-olefin monomerek közé tartoznak például az etilénesen telítetlen nitrilek, mint például az akril-nitril, a metakril-nitril. az etakril-nitril, stb.; az etilénesen telítetlen anhidridek, mint például a maleinsavanhidrid; az etilénesen telítetlen amidok, mint például az akrilamid, a metakrilamid, stb.; az etilénesenIn preferred embodiments of the invention, any polymer suitable for fiber formation can be used, especially those which can be thermally bonded. Suitable polymers include, but are not limited to, α-olefin homopolymers and interpolymers comprising polypropylene, propylene/C4-C20 olefin copolymers, polyethylene, and ethylene/C3-C20 α-olefin copolymers, which may be either heterogeneous ethylene/α-olefin interpolymers or homogeneous ethylene/α-olefin interpolymers, including substantially linear ethylene/α-olefin interpolymers. Also included are aliphatic α-olefins having from 2 to 20 carbon atoms and polar groups. Suitable aliphatic α-olefin monomers which introduce polar groups into the polymer include, for example, ethylenically unsaturated nitriles such as acrylonitrile, methacrylonitrile. ethacrylonitrile, etc.; ethylenically unsaturated anhydrides such as maleic anhydride; ethylenically unsaturated amides such as acrylamide, methacrylamide, etc.; ethylenically
-14telítetlen karboxilsavak (az egy- és a kétfunkciósak egyaránt), mint például az akrilsav és a metakrilsav, stb.; az etilénesen telítetlen karboxilsavak észterei (különösen az alacsonyabbak, pl. a Ci-C6-alkil-észterei), mint például a metil-metakrilát, az etilakrilát, a hidroxi-etil-akrilát, az n-butil-akrilát vagy metakrilát, a 2-etil-hexil-akrilát vagy etilén-vinil-acetát kopolimerek, stb.; az etilénesen telítetlen dikarboxilsavimidek, mint például a N-alkil- vagy N-aril-maleinimidek, mint például a N-fenil-maleinimid, stb. Ezek a poláris csoportokat tartalmazó monomerek előnyösen akrilsav, vinil-acetát, maleinsavanhidrid, és akrilonitril. Az alifás α-olefin monomerek alkotta polimerekbe beilleszthető halogéncsoportok lehetnek fluor, klór és bróm; előnyösen ezek a polimerek klórozott polietilének (CPE-k). Szintén lehet alkalmazni polimereket, mint például poliésztert vagy nylont.-14-unsaturated carboxylic acids (both monofunctional and difunctional), such as acrylic acid and methacrylic acid, etc.; esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids (especially lower ones, e.g. C 1-C 6 -alkyl esters), such as methyl methacrylate, ethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, n-butyl acrylate or methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate or ethylene-vinyl acetate copolymers, etc.; ethylenically unsaturated dicarboxylic acid imides, such as N-alkyl or N-aryl maleimides, such as N-phenyl maleimide, etc. These monomers containing polar groups are preferably acrylic acid, vinyl acetate, maleic anhydride, and acrylonitrile. Halogen groups that can be introduced into polymers formed from aliphatic α-olefin monomers may be fluorine, chlorine, and bromine; preferably these polymers are chlorinated polyethylenes (CPEs). Polymers such as polyester or nylon may also be used.
A heterogén interpolimerek abban különböznek a homogén interpolimerektől, hogy ez utóbbiakban az interpolimer molekuláknál azonos arányban vannak etilének és komonomerek, míg a heterogén interpolimerek esetében az interpolimer molekuláknál nem azonos arányban vannak az etilének és a komonomerek. Az itt használt „összetételt tekintve széles eloszlás” szakkifejezés a komonomerek eloszlását írja le heterogén interpolimerek esetében, és azt jelenti, hogy a heterogén interpolimereknek „egyenes vonalú” frakciójuk van, és hogy a heterogén interpolimereknek többszörös olvadási csúcspontjuk van (vagyis legalább két különböző olvadási csúcspontot mutatnak fel) a differenciál-kaloriméteren. A heterogén interpolimerek elágazási foka 1000 szénatomonként 2 metil vagy annál kevesebb 10 vagy több tömegszázalékon, előnyösen több, mint 15 tömegszázalékon, különösképpen több, mint 20 tömegszázalékon. A heterogén interpolimerek elágazási foka 1000 szénatomonként 25 metil vagy annál kevesebb, 25 vagy kevesebb tömegszázalékon, előnyösen 15-nél kevesebb tömegszázalékon, és különösképpen 10-nél kevesebb tömegszázalékon.Heterogeneous interpolymers differ from homogeneous interpolymers in that the latter have equal proportions of ethylene and comonomers in the interpolymer molecules, whereas heterogeneous interpolymers have unequal proportions of ethylene and comonomers in the interpolymer molecules. The term "compositionally broad distribution" as used herein describes the distribution of comonomers in heterogeneous interpolymers and means that the heterogeneous interpolymers have a "straight-line" fraction and that the heterogeneous interpolymers have multiple melting peaks (i.e., exhibit at least two different melting peaks) on a differential scanning calorimeter. The degree of branching of the heterogeneous interpolymers is 2 methyls or less per 1000 carbon atoms at 10% or more by weight, preferably more than 15% by weight, and especially more than 20% by weight. The degree of branching of the heterogeneous interpolymers is 25 methyls per 1000 carbon atoms or less, at 25% or less by weight, preferably less than 15% by weight, and especially less than 10% by weight.
A heterogén polimer-komponens lehet α-olefin homopolimer, előnyösen polietilén vagy polipropilén, vagy, előnyösen, legalább egy C3-C2o-a-olefinnel és/vagy C4Cis-diénekkel rendelkező etilén-interpolimer. Az etilén és a propilén, 1-butén, 1hexén, 4-metil-1-pentén és 1-oktén kopolimerjei szintén előnyben részesülnek.The heterogeneous polymer component may be an α-olefin homopolymer, preferably polyethylene or polypropylene, or, preferably, an ethylene interpolymer with at least one C 3 -C 2 oa-olefin and/or C 4 -C 15 dienes. Copolymers of ethylene and propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and 1-octene are also preferred.
Az egyenes vonalú, kis sűrűségű polietilént (LLDPE) vagy oldatban, vagy fluidágyas eljárásban állítják elő. A polimerizáció katalitikus. Az LLDPE előállításáhozLinear low density polyethylene (LLDPE) is produced either in solution or in a fluidized bed process. The polymerization is catalytic. To produce LLDPE
-15Ziegler Natta és egyhelyes metallocén katalizátoros rendszereket alkalmaztak. A kapott polimereket alapvetően egyenes vonalú alaplánc jellemzi. A sűrűséget a komonomereknek az egyébként egyenes vonalú alapláncba való beépülése határozza meg. A különböző alfa-olefinek az LLDPE létrehozása során tipikusan etilénnel kopolimerizálódnak. Az alfa-olefinek, amelyek előnyösen 4-8 szénatommal rendelkeznek, a polimerben mintegy 10 tömegszázalékot kitevő szintig vannak jelen. A legtipikusabb komonomerek a butén, a hexén, a 4-metil-1-pentén, és az oktén. A komonomerek befolyásolják a polimer sűrűségét. Az LLDPE viszonylag széles sűrűségi tartományú, tipikusan 0,87-0,95 g/cm3 közötti (D-792 sz. USA szabvány).-15Ziegler Natta and single-site metallocene catalyst systems have been used. The resulting polymers are characterized by a substantially linear backbone. The density is determined by the incorporation of comonomers into the otherwise linear backbone. Various alpha-olefins are typically copolymerized with ethylene during the formation of LLDPE. Alpha-olefins, which preferably have 4-8 carbon atoms, are present in the polymer up to a level of about 10% by weight. The most typical comonomers are butene, hexene, 4-methyl-1-pentene, and octene. The comonomers affect the density of the polymer. LLDPE has a relatively wide density range, typically between 0.87 and 0.95 g/cm 3 (US Standard D-792).
Az egyenes vonalú, alacsony sűrűségű polietilén ömledési indexét lánczáró, mint például hidrogén vagy hidrogén-átadó bevezetése is szabályozza. A D-1238 sz. USA szabványban definiált állapot (korábban „E-állapotként” volt ismert, és „l2”-ként is ismert) szerinti 190°C/2,16 kg-on mért ömledési index az egyenes vonalú, alacsony sűrűségű polietilén esetében széles tartományban mozoghat, mintegy 0,1 és mintegy 150 g/10 perc között. A jelen találmány céljaihoz az LLDPE ömledési indexének 10-nél nagyobbnak kell lennie, előnyösen 15 vagy ennél nagyobb „spunbonding” technikával előállított szálak esetében. Különösen elsőbbséget élveznek a 0,90-0,945 g/cm3 közötti sűrűségű, 25-nél nagyobb ömledési indexű polimerek.The melt index of linear low density polyethylene is also controlled by the introduction of a chain terminator, such as hydrogen or a hydrogen transfer agent. The melt index of linear low density polyethylene, as defined in U.S. Standard D-1238 (formerly known as the "E-state" and also known as "l2") at 190°C/2.16 kg, can vary over a wide range from about 0.1 to about 150 g/10 min. For the purposes of the present invention, the melt index of LLDPE should be greater than 10, preferably 15 or greater for spunbonded fibers. Polymers with a density of 0.90 to 0.945 g/cm 3 and a melt index of greater than 25 are particularly preferred.
A kereskedelemben kapható, megfelelő egyenes vonalú, alacsony sűrűségű polietilén polimerekre példák: a Dow Chemical Company-nél kapható egyenes vonalú, alacsony sűrűségű polietilén polimerek, mint például az ASPUN™ szálasműgyanta-sorozat, a Dow LLDPE 2500 (55 o. m., 0,923 sűrűség), a Dow LLDPE 6808A típus (36 o. m., 0,940 sűrűség), valamint az Exxon Chemical Company egyenes vonalú, alacsony sűrűségű polietilén polimereinek sorozata, mint például az EXACT™ 2003 (31 o. m., 0,921 sűrűség).Examples of suitable commercially available linear low density polyethylene polymers include linear low density polyethylene polymers available from Dow Chemical Company, such as the ASPUN™ series of filament resins, Dow LLDPE 2500 (55 p. m., 0.923 density), Dow LLDPE 6808A (36 p. m., 0.940 density), and the Exxon Chemical Company series of linear low density polyethylene polymers, such as EXACT™ 2003 (31 p. m., 0.921 density).
A homogén polimer-komponens lehet α-olefin homopolimer, előnyösen polietilén vagy polipropilén, vagy előnyösen legalább egy C3-C2o-a-olefinnel és/vagy C4Cis-diénekkel rendelkező etilén interpolimere. Az etilén, a propilén, az 1-butén, az 1hexén, a 4-metil-1-pentén és az 1-oktén különösen elsőbbséget élveznek.The homogeneous polymer component may be an α-olefin homopolymer, preferably polyethylene or polypropylene, or preferably an interpolymer of ethylene with at least one C 3 -C 2 α-olefin and/or C 4 Cis-dienes. Ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and 1-octene are particularly preferred.
A metallocén-alapú katalizátorok etilén/a-olefin polimerizációhoz való viszonylag új bevezetésének eredménye a homogén interpolimerekként ismert etiléninterpolimerek előállítása.The relatively recent introduction of metallocene-based catalysts to ethylene/α-olefin polymerization has resulted in the production of ethylene interpolymers known as homogeneous interpolymers.
-16Az itt leírt szálak kialakításához alkalmazható homogén interpolimereknek homogén elágazási eloszlásuk van. Ez azt jelenti, hogy ezekben a polimerekben a komonomer az adott polimer-molekulán belül véletlenszerűen oszlik el, és alapvetően mindegyik interpolimer-molekula ugyanolyan etilén/komonomer-aránnyal rendelkezik. A polimerek homogén voltát tipikusan az SCBDI (rövid lánc elágazás-eloszlási mutató) vagy a CDBI (összetétel-eloszlási elágazási mutató) írja le, és a polimermolekulák tömegszázalékaként határozható meg, amelyek a összmoláris komonomer-tartalom középértékének 50%-án belüli komonomer-tartalommal rendelkeznek. A CDBI-t a szakmában ismeretes technikával kapják meg, mint pédául a hőmérséklet-növelő eluáló frakcionálással (itt a rövidítése „TREF”), leírta például Wild és mtsai, Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., 20. k., 441. old. (1982), leírták a 4,798,081 sz. és az 5,008,204 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratban. A CDBI kiszámítási módszerét leírták az 5,322,728 sz. és az 5,246,783 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratban. A jelen találmányban alkalmazott homogén interpolimerek SCBDI vagy CDBI-értékei előnyösen mintegy 30%-nál nagyobbak, előnyösebben mintegy 50%-nál, 70%-nál vagy 90%-nál nagyobbak.-16 The homogeneous interpolymers useful for forming the fibers described herein have a homogeneous branching distribution. This means that the comonomer in these polymers is randomly distributed within the given polymer molecule and essentially each interpolymer molecule has the same ethylene/comonomer ratio. The homogeneity of polymers is typically described by the SCBDI (short chain branching distribution index) or CDBI (composition distribution branching index) and is defined as the weight percent of polymer molecules that have a comonomer content within 50% of the mean of the total molar comonomer content. CDBI is obtained by techniques known in the art, such as temperature-elevated elution fractionation (abbreviated herein as "TREF"), as described, for example, by Wild et al., Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed., 20th ed., p. 441. (1982), described in U.S. Patents 4,798,081 and 5,008,204. The method for calculating CDBI is described in U.S. Patents 5,322,728 and 5,246,783. The homogeneous interpolymers used in the present invention preferably have SCBDI or CDBI values greater than about 30%, more preferably greater than about 50%, 70% or 90%.
A találmány szerinti eljárásban alkalmazott homogén interpolimerekből alapvetően hiányoznak a mérhető „nagy sűrűségű” frakciók, amelyeket a TREFtechnikával mérni lehet (vagyis a homogén etilén/a-olefin interpolimerek nem tartalmaznak 1000 szénatomonként 2 vagy kevesebb metil-elágazással rendelkező polimer-frakciót). A homogén interpolimerek szintén nem tartalmaznak nagyon rövid láncú elágazó frakciókat (vagyis nem tartalmaznak 1000 szénatomonként 30 vagy több metil-elágazással rendelkező polimer-frakciót).The homogeneous interpolymers used in the process of the invention are essentially free of measurable "high density" fractions as measured by the TREF technique (i.e., the homogeneous ethylene/α-olefin interpolymers do not contain a polymer fraction with 2 or fewer methyl branches per 1000 carbon atoms). The homogeneous interpolymers are also free of very short chain branched fractions (i.e., they do not contain a polymer fraction with 30 or more methyl branches per 1000 carbon atoms).
Az alapvetően egyenes vonalú etilén/a-olefin polimerek és interpolimerek szintén homogén interpolimerek, azonban részletesen leírja őket az 5 272 236 sz. és az 5 272 872 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi irat. Az ilyen polimerek mindamellett egyedülállóak kiváló feldolgozhatóságuk, egyedülálló áramlástani tulajdonságaik, nagy olvadási elaszticitásuk és olvadási törésnek való ellenállásuk miatt. Ezeket a polimereket folytonos polimerizációs folyamat során sikeresen fel lehet dolgozni a mesterséges geometriájú metallocén katalizátoros rendszerek alkalmazásával.Essentially linear ethylene/α-olefin polymers and interpolymers are also homogeneous interpolymers, but are described in detail in U.S. Patents 5,272,236 and 5,272,872. Such polymers are, however, unique in their excellent processability, unique flow properties, high melt elasticity, and resistance to melt fracture. These polymers can be successfully processed in a continuous polymerization process using engineered geometry metallocene catalyst systems.
-17Az „alapvetően egyenes vonalú” etilén/a-olefin interpolimer szakkifejezés azt jelenti, hogy a polimer alapláncokat 1000 szénatomonként! mintegy 0,01 hosszúláncelágazás és 1000 szénatomonként! mintegy 3 hosszúlánc-elágazás közöttire, előnyösebben 1000 szénatomonként! mintegy 0,01 hosszúlánc-elágazás és 1000 szénatomonként! mintegy 1 hosszúlánc-elágazás közöttire, különösképpen pedig 1000 szénatomonként! mintegy 0,05 hosszúlánc-elágazás és 1000 szénatomonként! mintegy 1 hosszúlánc-elágazás közöttire cserélik.-17The term "substantially linear" ethylene/α-olefin interpolymer means that the polymer backbones are replaced by between about 0.01 long chain branches per 1000 carbon atoms and about 3 long chain branches per 1000 carbon atoms, more preferably between about 0.01 long chain branches per 1000 carbon atoms and about 1 long chain branch per 1000 carbon atoms, and especially between about 0.05 long chain branches per 1000 carbon atoms and about 1 long chain branch per 1000 carbon atoms.
A hosszúlánc-elágazás alatt itt a komonomer össz-szénatomszámánál kettővel kevesebb, és ennél legalább eggyel több szénatommal rendelkező lánchosszúságot értjük, például egy etilén/oktén alapvetően egyenes vonalú etilén interpolimer hosszúlánc-elágazása legalább hét (7) szénatom hosszú (vagyis 8 szénatomból 2 egyenlő 6 szénatom, meg egy egyenlő hét szénatomos hosszúlánc-elágazás). A hosszúlánc-elágazás a polimer alaplánccal nagyjából megegyező hosszúságú lehet. A hosszúlánc-elágazást 13C magmágneses rezonanciás (NMR) spektroszkópia alkalmazásával határozzák meg, és a Randall-módszer (Rev. Macromol. Chern. Phys., C29 (2&3), 285-297. old.) alkalmazásával számszerűsítik. A hosszúlánc-elágazást természetesen meg kell különböztetnünk a rövidlánc-elágazástól, amely pusztán a komonomer beépítéséből adódik, így például egy etilén/oktén alapvetően egyenes vonalú polimer rövidlánc-elágazása hat szénatom hosszúságú, míg ugyanazon polimer hosszúlánc-elágazása legalább hét szénatom hosszúságú.Long-chain branching is defined herein as having a chain length of at least two fewer and at least one more carbon atoms than the total number of carbon atoms in the comonomer, for example, an ethylene/octene essentially linear ethylene interpolymer has a long-chain branch of at least seven (7) carbon atoms (i.e., 2 of the 8 carbon atoms are equal to 6 carbon atoms, and one is equal to 7 carbon atoms). The long-chain branching may be approximately the same length as the polymer backbone. Long-chain branching is determined using 13 C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and quantified using the Randall method (Rev. Macromol. Chern. Phys., C29 (2&3), pp. 285-297). Long-chain branching must of course be distinguished from short-chain branching, which results solely from the incorporation of comonomer, so for example, the short-chain branching of an essentially linear ethylene/octene polymer is six carbon atoms long, while the long-chain branching of the same polymer is at least seven carbon atoms long.
További megfelelő polimereket tettek közzé a következő amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratokban: 6 316 549; 6 281 289; 6 248 851; 6 194 532; 6 190 768; 6 140 442; 6 037 048; 5 603 888; 5 185 199 és 5 133 917.Additional suitable polymers are disclosed in the following U.S. Patents: 6,316,549; 6,281,289; 6,248,851; 6,194,532; 6,190,768; 6,140,442; 6,037,048; 5,603,888; 5,185,199 and 5,133,917.
A kereskedelemben kapható szálképző polietilénekre példák: ASPUN™ 6806A (olvadási index: 105,0g/10 perc; sűrűség: 0,930 g/cm3), ASPUN™ 6842A (olvadási index: 30,0g/10 perc; sűrűség: 0,955 gZ cm3), ASPUN™ 6811A (olvadási index: 27,0g/10 perc; sűrűség: 0,941 g/ cm3), ASPUN™ 6830A (olvadási index: 18,0g/10 perc; sűrűség: 0,930 gZ cm3), ASPUN™ 6831A (olvadási index: 150,0gZ10 perc; sűrűség: 0,930 gZ cm3), és az ASPUN™ 8635A (olvadási index: 17,0gZ10 perc; sűrűség: 0,950 gZ cm3), mindezek a The Dow Chemical Company cégnél kaphatók, Midland, Michigan, Amerikai Egyesült Államok. Ezeket az egyenes vonalú, alacsony sűrűségű polietiléneket homogén, alapvetően egyenes vonalú etilén polimerrel lehetExamples of commercially available fiber-forming polyethylenes are: ASPUN™ 6806A (melt index: 105.0g/10 min; density: 0.930 g/cm 3 ), ASPUN™ 6842A (melt index: 30.0g/10 min; density: 0.955 g/cm 3 ), ASPUN™ 6811A (melt index: 27.0g/10 min; density: 0.941 g/cm 3 ), ASPUN™ 6830A (melt index: 18.0g/10 min; density: 0.930 g/cm 3 ), ASPUN™ 6831A (melt index: 150.0g/10 min; density: 0.930 g/cm 3 ), and ASPUN™ 8635A (melt index: 17.0 g/10 min; density: 0.950 g/ cm3 ), all available from The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA. These linear, low density polyethylenes can be produced by blending with a homogeneous, substantially linear ethylene polymer.
elegyíteni, például a The Dow Chemical Company cég által előállított AFFINITY™ műgyantával.mixed with, for example, AFFINITY™ resin produced by The Dow Chemical Company.
A kereskedelemben kapható szálképző polipropilénekre példák:Examples of commercially available fiber-forming polypropylenes include:
homopolipropilén, jele: 5A10 (ömledékfolyási sebesség: 1,4 g/10perc;homopolypropylene, symbol: 5A10 (melt flow rate: 1.4 g/10min;
hajlítómodulus hajlítómodulus hajlítómodulus hajlítómodulus hajlítómodulusflexural modulus flexural modulus flexural modulus flexural modulus flexural modulus
1344 MPa); NRD5-1502 (ömledékfolyási sebesség: 1,6 g/10perc;1344 MPa); NRD5-1502 (melt flow rate: 1.6 g/10min;
1347 MPa); NRD5-1569 (ömledékfolyási sebesség: 4,2 g/10perc;1347 MPa); NRD5-1569 (melt flow rate: 4.2 g/10min;
1378 MPa); NRD5-1602 (ömledékfolyási sebesség: 40,0 g/10perc;1378 MPa); NRD5-1602 (melt flow rate: 40.0 g/10min;
1172 MPa); SRD5-1572 (ömledékfolyási sebesség: 38,0 g/10perc;1172 MPa); SRD5-1572 (melt flow rate: 38.0 g/10min;
1298 MPa); SRD5-1258 (ömledékfolyási sebesség: 25,0g/10perc);1298 MPa); SRD5-1258 (melt flow rate: 25.0g/10min);
és INSPIRE™ műgyanta (ömledékfolyási sebességek: 1,8-25 g/10perc közötti tarto mányban), mindezek a The Dow Chemcal Company cégnél kaphatók. Az ömledékfolyási sebességet a D 1238 sz. USA szabványnak (230°C/2,16 kg) megfelelően mérik, a hajlítómodulust pedig a D 790A sz. USA szabványnak megfelelően.and INSPIRE™ resin (melt flow rates ranging from 1.8 to 25 g/10 min), all available from The Dow Chemical Company. Melt flow rate is measured in accordance with US Standard D 1238 (230°C/2.16 kg) and flexural modulus is measured in accordance with US Standard D 790A.
Megjegyezzük, hogy más cégektől, pl. az Exxontól, a Basseltől, a Mitsuitól stb. származó műgyanták szintén alkalmazhatók.It should be noted that resins from other companies, such as Exxon, Bassel, Mitsui, etc., may also be used.
Az itt közzétett szálas anyagokhoz hozzá lehet adni adalékanyagokat, például antioxidánsokat (pl. gátolt fenoltartalmú anyagokat, mint például a Ciba Geigy által készített IRGANOX™ 1010-et, vagy az IRGANOX™ 1076-ot, fosztitokat (pl. a szin tén a Ciba Geigy által készített IRGAFOS™ 168-AT), tapadó adalékokat (pl. PIB), pigmenteket, színezőanyagokat, töltőanyagokat és egyebeket.Additives such as antioxidants (e.g., hindered phenolic materials such as IRGANOX™ 1010 or IRGANOX™ 1076, manufactured by Ciba Geigy), phosphites (e.g., IRGAFOS™ 168-AT, also manufactured by Ciba Geigy), tackifiers (e.g., PIB), pigments, colorants, fillers, and the like may be added to the fibrous materials disclosed herein.
Az itt közzétett polimerekhez továbbá egyéb polimereket lehet hozzákeverni egyes jellegzetességek, mint például az elaszticitás, a feldolgozhatóság, a szilárdság, a termikus kötés vagy ragasztás módosítására olyan mértékben, hogy ez a módosítás ne befolyásolja hátrányosan a kívánt tulajdonságokat.Furthermore, other polymers may be blended with the polymers disclosed herein to modify certain characteristics, such as elasticity, processability, strength, thermal bonding or adhesion, to the extent that such modification does not adversely affect the desired properties.
A polimerek módosítására való egyes hasznos anyagok közé tartoznak például egyéb alapvetően egyenes vonalú etilén-polimerek, valamint egyéb poliolefinek,Some useful materials for modifying polymers include, for example, other essentially linear ethylene polymers, as well as other polyolefins,
-19- .>J.·-· Λ· ·* * mint például a nagy nyomású, kis sűrűségű etilén homopolimerek (LDRE), az etilénvinil-acetát kopolimerek (EVA), az etilén-karboxilsav kopolimerek, az etilén-akrilát kopolimerek, a polibutylén (PB), az etilén/alfa-olefin polimerek, ezek közé tartoznak a nagy sűrűségű polietilén (HDPE), a közepes sűrűségű polietilén, a polipropilén, az etilén-propilén interpolimerek, az ultrakis-sűrűségű polietilén (ULDPE), valamint az ojtással módosított polimerek, amelyek például anhidrideket és/vagy diéneket vagy ezek keverékét tartalmazzák.-19- .>J.·-· Λ· ·* * such as high pressure low density ethylene homopolymers (LDRE), ethylene vinyl acetate copolymers (EVA), ethylene carboxylic acid copolymers, ethylene acrylate copolymers, polybutylene (PB), ethylene/alpha-olefin polymers, including high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene interpolymers, ultra-low density polyethylene (ULDPE), and graft modified polymers containing, for example, anhydrides and/or dienes or mixtures thereof.
A polimerek módosításához további megfelelő polimerek közé tartoznak a szintetikus és természetes elasztomerek és gumik, amelyekről ismeretes, hogy különböző szintű elaszticitást képesek létrehozni. Az ojtott kopolimerek AB és ABA blokkja (ahol A a hőre lágyuló végblokk, mint például egy fél sztirol, B pedig a például konjugált diénekből vagy alacsonyabb alkénekböl derivált elasztomer középső blokk), klórozott elasztomerek és gumik, etilén-propilén-dién monomer (EDPM) gumik, etilén-propilén gumik és hasonlók, és ezek keverékei például a tudomány eddigi ismeretei szerint az itt közzétett elasztikus anyagok módosításához alkalmasnak tekintett elasztikus anyagok.Other suitable polymers for polymer modification include synthetic and natural elastomers and rubbers known to provide various levels of elasticity. AB and ABA block graft copolymers (where A is a thermoplastic end block, such as a styrene moiety, and B is an elastomeric mid block derived from, for example, conjugated dienes or lower alkenes), chlorinated elastomers and rubbers, ethylene-propylene-diene monomer (EDPM) rubbers, ethylene-propylene rubbers, and the like, and mixtures thereof, are examples of elastomers known in the art to be suitable for modifying the elastomers disclosed herein.
A polipropilént alacsonyabb ömledéspontú polimerrel, például polietilénnel lehet elegyíteni a kötési részben a szilárdság növelés céljából. Ugyanígy LLDPE-t lehet alacsony ömledéspontú / kis sűrűségű polietilénnel elegyíteni ugyanezen eredmények elérése céljából.Polypropylene can be blended with a lower melting point polymer, such as polyethylene, in the bonding section to increase strength. Similarly, LLDPE can be blended with low melting point/low density polyethylene to achieve the same results.
A nemszőtt anyagok előállításához alkalmazott polimer kezdeti kémiai szerkezete hatással van az anyag tulajdonságaira. A polimer kémiai szerkezete befolyásolja a polimer sűrűségét/kristályosságát, sűrűnfolyósságát, és molekulasúlyeloszlását. Két vagy több polimer hozzáadása elegyítés céljából szintén jelentős hatással lehet a nemszött anyag tulajdonságaira. Az anyag szilárdsága a molekulasúlyeloszlással együtt növekszik. A molekulasúly-eloszlás növekedésével együtt csökken a szál orientációja a fonási folyamatban, nagyobb olvadást előidézve ezáltal a hengerlés folyamán.The initial chemical structure of the polymer used to make nonwovens affects the properties of the material. The chemical structure of the polymer affects the density/crystallinity, viscosity, and molecular weight distribution of the polymer. The addition of two or more polymers for blending can also have a significant effect on the properties of the nonwoven. The strength of the material increases with the molecular weight distribution. As the molecular weight distribution increases, the orientation of the fibers decreases during the spinning process, resulting in greater melting during the rolling process.
A találmány kiviteli alakjai szerinti nemszőtt anyag számos alkalmazási területen lehet hasznos. A megfelelő alkalmazások közé tartoznak, de nem kizárólagos jelleggel, az eldobható személyes higiéniai termékek (pl. szabadidőnadrágok, pelenkák, nedvszívó alsónadrágok, inkontinenciás termékek, női higiénés termékek és ha-20- ·.:· .if. 4.·-’ ·»* sonlók), eldobható ruhadarabok (pl. ipari ruhaneműk, kezeslábasok, fejfedők, alsónadrágok, nadrágok, szoknyák, kesztyűk, zoknik és hasonlók) és a fertőtlenítő / tisztálkodási termékek (pl. műtéti kesztyűk és függönyök, arcmaszkok, fejfedők, műtéti sapkák és fejkötők, cipővédők, papucsok, sebkötözők, gézek, steril tekercsek, törlőkendők, laboratóriumi köpenyek, kezeslábasok, nadrágok, kötények, zakók, ágyneműk és lepedők). A nemszött anyagokat a következő amerikai egyesült államokbeli szabadalmi iratokban közzétett módokon is lehet alkalmazni: 6,316,687; 6,314,959; 6,309,736; 6,286,145; 6,281,289; 6,280,573; 6,248,851; 6,238,767; 6,197,322; 6,194,532; 6,194,517; 6,176,952; 6,146,568; 6,140,442; 6,093,665; 6,028,016; 5,919,177; 5,912,194; 5,900,306; 5,830,810 és 5,798,167.Nonwoven fabrics according to embodiments of the invention may be useful in a variety of applications. Suitable applications include, but are not limited to, disposable personal hygiene products (e.g., lounge pants, diapers, absorbent underpants, incontinence products, feminine hygiene products, and the like), disposable garments (e.g., workwear, coveralls, headgear, underpants, pants, skirts, gloves, socks, and the like), and sanitation/hygiene products (e.g., surgical gloves and drapes, face masks, headgear, surgical caps and headbands, shoe covers, slippers, wound dressings, gauze, sterile rolls, wipes, lab coats, coveralls, pants, aprons, jackets, bedding, and sheets). The non-generic materials may also be used in the manner disclosed in the following U.S. Patents: 6,316,687; 6,314,959; 6,309,736; 6,286,145; 6,281,289; 6,280,573; 6,248,851; 6,238,767; 6,197,322; 6,194,532; 6,194,517; 6,176,952; 6,146,568; 6,140,442; 6,093,665; 6,028,016; 5,919,177; 5,912,194; 5,900,306; 5,830,810 and 5,798,167.
PÉLDÁKEXAMPLES
Az alábbiakban a találmány néhány kiviteli alakjára következnek példák. Ezek nem korlátozzák az itt egyébként leírt és igényelt találmányt. A példákban szereplő minden szám megközelítő érték. A következő példákban különböző nemszőtt anyagnál számos eljárás jellemző. Ezen anyagok teljesítmény-adatait szintén megkaptuk. Az eljárások vagy tesztek többségét, ha azok alkalmazhatóak voltak, az USA-ban érvényes szabványokkal vagy az ismert eljárásokkal összhangban végeztük.The following are examples of some embodiments of the invention. They are not intended to limit the invention otherwise described and claimed herein. All numbers in the examples are approximate. The following examples illustrate a number of processes for various nonwoven materials. Performance data for these materials has also been obtained. Most of the processes or tests, where applicable, were conducted in accordance with U.S. standards or known procedures.
Polimer-keverékek előállításaProduction of polymer blends
A polimer-keverékek készítéséhez HAAKE ikercsigás extrudert alkalmaztunk. Az extruder a következő jellemzőkkel rendelkezik:A HAAKE twin-screw extruder was used to prepare the polymer blends. The extruder has the following characteristics:
- 6 ütőrész, amelyek hőmérséklete 110°C, 120°C, 130°C, 135°C, 135°C és 135°C.- 6 hammer sections with temperatures of 110°C, 120°C, 130°C, 135°C, 135°C and 135°C.
- két 18 mm átmérőjű csiga- two 18 mm diameter pulleys
- hosszúság/átmérö arány: 30- length/diameter ratio: 30
- ömledéspont: 146°C- melting point: 146°C
- extrudernyomás: 2,64x106 Pa- extruder pressure: 2.64x10 6 Pa
- csavarónyomaték: 3,44x107 Pa- torque: 3.44x10 7 Pa
- sebesség: 200 fordulat/perc- speed: 200 rpm
POLIMERSZÁLAK KÉSZÍTÉSEPRODUCTION OF POLYMER FIBERS
A szálakat polimer extrudálásával készítettük, 2,5 cm átmérőjű extruder alkalmazásával, amely fogaskerék-szivattyút működtet. A fogaskerék-szivattyú az anyagot forgóegységen nyomja keresztül, amely egy 40 mikrométeres zsugorított laposfém-szürővel és egy 108 lyukú fonófejjel rendelkezik. A fonófej lyukainak 400 mikrométeresek az átmérői, és a vágószegély-hossz (vagyis a hosszúság/átmérő arány) pedig 4/1. A fogaskerék-szivattyút úgy működtetjük, hogy mintegy 0,3 gramm polimert nyomjon ki a fonófej minden egyes lyukán percenként. A A polimer hőmérséklete az éppen fonás alatt lévő polimer molekulasúlyától függően változik. Általában minél nagyobb a molekulasúly, annál nagyobb az olvadási hőmérséklet. A megolvadt, font szálak lehűlésének elősegítéséhez edzőlevegőt (kevéssel szobahőmérséklet fölött - mintegy 24°C) alkalmazunk. Az edzőlevegő éppen a fonófej alatt található, ahonnan levegőt fúj a szálra közvetlenül a kinyomás után. Az edzőlevegö áramlási sebessége eléggé alacsony ahhoz, hogy szabad kézzel lehessen érezni a fonófej alatti szálas részen. A szálak mintegy 0,152 m átmérőjű szálhúzó tárcsára tekerednek fel. A szálhúzó tárcsa sebessége állítható, viszont az itt bemutatott kísérletek esetében a szálhúzó tárcsa sebessége mintegy 1500 fordulat percenként. A szálhúzó tárcsák mintegy 3 méterrel a fonófej sajtolója alatt találhatók. A szálakat a fonási művelet után közvetlenül 0,0381 m hosszúságú szálakra vágjuk.The fibers were prepared by extruding polymer using a 2.5 cm diameter extruder driven by a gear pump. The gear pump forces the material through a rotating assembly that has a 40 micron sintered flat metal screen and a 108-hole spinneret. The spinneret holes are 400 micron in diameter and the cutting edge length (i.e., length/diameter ratio) is 4/1. The gear pump is operated to extrude approximately 0.3 grams of polymer through each spinneret hole per minute. The temperature of the polymer varies depending on the molecular weight of the polymer being spun. In general, the higher the molecular weight, the higher the melting temperature. Tempering air (slightly above room temperature - about 24°C) is used to help cool the molten, spun fibers. The conditioning air is located just below the spinneret, where it blows air onto the yarn immediately after extrusion. The flow rate of the conditioning air is low enough to be felt with the bare hand on the yarn under the spinneret. The yarns are wound onto a yarn drawing disc with a diameter of about 0.152 m. The speed of the yarn drawing disc is adjustable, but in the experiments presented here the yarn drawing disc speed was about 1500 rpm. The yarn drawing discs are located about 3 m below the spinneret press. The yarns are cut into yarns of 0.0381 m in length immediately after the spinning operation.
Nemszött anyag előállításaProduction of non-genotyped material
A nemszőtt anyag példányait az itt leírt eljárás szerinti nemesített és krómozott, vésett acélgörgőkkel felszerelt laboratóriumi simítóhengeren állítottuk elő. A vésett mintázat 20% teljes kötési területet tartalmaz, és 3,44x105 kötöpontot négyzetméterenként. A 3A-3I ábrák sematikusan megjelenítik a találmány kiviteli alakjaiban alkalmazott különböző kötésmintákat, és azok méreteit.The nonwoven fabric samples were prepared on a laboratory smoothing roller equipped with hardened and chromed engraved steel rollers according to the process described herein. The engraved pattern has a total bond area of 20% and 3.44x10 5 bond points per square meter. Figures 3A-3I schematically illustrate the various bond patterns used in embodiments of the invention and their dimensions.
Minden egyes mintatervezésnél a következő folyamatot végeztük el. Minden szál 3 denieres volt. A szálakat betápláltuk egy kártológépbe. A szálakat vákuummal behúztuk a RotorRing-be és egy sor tűn préseltük őket keresztül. Utána ízlésesen elrendeztük őket egy nagysebességű centrifugában a jövőbeli kártoláshoz. Ezt a folyamatot mindegyik példánynál megismételtük. Ezután egyenletesen elosztottuk a szálakat egy 10 cm x 40 cm méretű acéltálcán, ahol szálas szövedék elülső végét papíradagoló henger fogadja. Ez egy 33 g/cm3 alapsúlyú szövedéket eredményez. AThe following process was followed for each sample design. Each fiber was 3 denier. The fibers were fed into a carding machine. The fibers were vacuum-drawn into the RotorRing and pressed through a series of needles. They were then neatly arranged in a high-speed centrifuge for future carding. This process was repeated for each sample. The fibers were then evenly distributed on a 10 cm x 40 cm steel tray, where the leading end of the fiber web was received by a paper feed roller. This resulted in a web with a basis weight of 33 g/cm 3 . The
-22- 3.·-’ ·»« szálas szövedéket behelyeztük a felmelegített mozgó simítóhengerek közé, amely a szövedéket nemszött anyaggá kötötte meg. A kötőhenger kiinduló állapota a következő volt:-22- 3.·-’ ·»« fiber web was placed between heated moving smoothing rollers, which bonded the web into a nonwoven material. The initial condition of the bonding roller was as follows:
- A felső (vésett) henger hőmérséklete mintegy 110°C és mintegy 121,TC között volt, amely a számadatoknál és a táblázatokban szereplő hőmérséklet.- The temperature of the upper (engraved) cylinder was between about 110°C and about 121°C, which is the temperature given in the figures and tables.
- Az alsó (sima) henger hőmérséklete mintegy 110°C és mintegy 121,1 °C között volt, amely mintegy 4°C-kal magasabb, mint a felső hengeré, a felső hengerhez való hozzáragadás megakadályozása céljából.- The temperature of the lower (plain) roller was between about 110°C and about 121.1°C, which is about 4°C higher than that of the upper roller, in order to prevent sticking to the upper roller.
- A hidraulikus nyomás mintegy 4,82x106 Pa és mintegy 1,03x107 Pa közötti.- The hydraulic pressure is between about 4.82x10 6 Pa and about 1.03x10 7 Pa.
- Hengersebesség/tárcsabeállítás: mintegy 3 és mintegy 5 m/perc közötti.- Roller speed/disc setting: between about 3 and about 5 m/min.
TeszteljárásokTest procedures
Az előállított anyag túlnyomórészt gépi irányba van beállítva. Ez a szálaknak nagyon kicsit keresztirányú beállítása. Az anyag és a szál orientációjának a jellemzését a következő technika alkalmazásával végeztük:The produced material is predominantly oriented in the machine direction. This is a very slight transverse orientation of the fibers. The characterization of the material and fiber orientation was performed using the following technique:
1. A kísérleti anyagból véletlenszerűen kiválasztott példányokon optikai mikrofényképet vettünk. Az anyagnak mind a színét, mind a fonákját 40x-es nagyítással fényképeztük. Optikai mikrofényképet vettünk továbbá a kereskedésben kapható, TANDEC-nél gyártott spunbond PP anyagról is.1. Optical micrographs were taken on randomly selected specimens of the experimental material. Both the color and the reverse side of the material were photographed at 40x magnification. Optical micrographs were also taken on the commercially available spunbond PP material manufactured by TANDEC.
2. A mikrofényképeket Scion Imaging szoftverre vittük át, és négy negyedrészre osztottuk.2. The photomicrographs were transferred to Scion Imaging software and divided into four quadrants.
3. A mikrofényképek mindegyik negyedrészén lévő szálak szögeit megmértük úgy, hogy a gépi irány volt a függőleges (0°), a keresztirányú pedig a vízszintes (90°) irány.3. The angles of the fibers in each quadrant of the photomicrographs were measured with the machine direction being the vertical (0°) and the cross direction being the horizontal (90°).
Miután minden szálat megmértünk, a következő egyenletet alkalmaztuk az orientáció számszerűsítésére:After each fiber was measured, the following equation was used to quantify the orientation:
fp = 2 * átl. (cos©)2 -1, ahol Θ a szál szöge, fp pedig az orientációs paraméter, és ahol a 0 érték a véletlenszerű eloszlásnak, az 1 érték pedig egy meghatározott irányba való tökéletes beállásnak felel meg.f p = 2 * avg. (cos©) 2 -1, where Θ is the angle of the thread and f p is the orientation parameter, and where the value 0 corresponds to a random distribution and the value 1 corresponds to perfect alignment in a specific direction.
Minden egyes szálminta húzószilárdságát Instron 4501 szakítóvizsgálóval mértük meg. Egyenes mérőpofákat alkalmaztunk a szálnak az Instronba való fel-23- V<? ·»' gyorsításához. Az „Anyagok töréserejének és nyúlásának szabványos mérési módszerét” (D 5035-90 sz. USA szabvány) alkalmaztuk, egy kivétellel. A szalagokat nem 0,152 m hanem 0,101 m hosszúságúra vágtuk.The tensile strength of each fiber sample was measured using an Instron 4501 tensile tester. Straight jaws were used to accelerate the fiber into the Instron. The “Standard Test Method for Breaking Strength and Elongation of Materials” (US Standard D 5035-90) was used with one exception. The strips were cut to lengths of 0.101 m rather than 0.152 m.
A következő lépéseket tartalmazó szabványos kopásállósági eljárást fejlesztettünk ki 503-as modellű Taber koptatóval (forgótárcsás, kétfejű eljárás), egy 8 rekeszes mintatartóval:We have developed a standard abrasion resistance procedure using a Taber Abrasor Model 503 (rotating disc, dual-head process) with an 8-compartment sample holder, including the following steps:
1. Az anyagot 0,0762x0,0762 m-es darabokra vágtuk és felcímkéztük.1. The material was cut into 0.0762x0.0762 m pieces and labeled.
2. Öntapadó hátsó részt erősítettünk a kopott felület szegélyeire, a szegélyek szakadásának megakadályozására.2. We attached a self-adhesive backing to the edges of the worn surface to prevent the edges from tearing.
3. A mintákat egyenként megmértük 4 tizedesnyi pontossággal.3. The samples were individually weighed to 4 decimal places.
4. A mintákat elhelyeztük a mintatartóban, és meggyőződtünk arról, hogy nem okoztunk gyűrődéseket vagy laza részeket. A mintákat elhelyeztük gépi irányba, úgy, hogy a mintatartó közepe felé mutassanak, és a vésett mintázatás oldaluk nézzen felfelé.4. Place the samples in the sample holder, making sure there are no creases or loose parts. Place the samples in the machine direction, facing the center of the sample holder, with the engraved pattern side facing up.
5. Az anyag-mintákat C02 gumis koptató kerekek alkalmazásával meghatározott ciklusmennyiségben lekoptattuk. Az American Tape által gyártott enyvezett fedőpapírt alkalmaztuk a kopott felszínen, utána pedig eltávolítottuk egyenletes, de gyors mozdulattal.5. The material samples were abraded using C02 rubber abrading wheels for a specified number of cycles. A glued release paper manufactured by American Tape was applied to the abraded surface and then removed with a smooth but rapid motion.
6. Az anyagot ismét megmértük, és feljegyzést készítettünk.6. The material was measured again and a record was made.
Minden, a vizsgálat során elszakadt vagy teljesen károsodott mintát eldobtunk és eltávolítottunk a további vizsgálatból.Any samples that were torn or completely damaged during testing were discarded and removed from further testing.
A hajlítómerevséget a D 1388-64 sz. USA szabvány szerint mértük. A vízszintes felületen vízmértéket helyeztünk el a mérések előtt az állandóság biztosítására. A hajlítómerevség kiszámítását a kiálló rész hosszát és az anyag alapsúlyát figyelembe véve végeztük. Bár a konzolos vizsgálat minden anyag merevségének könnyű mérésére való eszköz, fontos, hogy az eredményeket összeegyeztessük a fogyasztói véleményekkel. Az anyagnak emberi kéz általi tapintás szerint másmilyen tulajdonságai vannak, mint a mechanikai teszt szerint. Ráadásul az anyag felületének szintén lágy tapintásúnak kell lennie.The bending stiffness was measured according to US Standard D 1388-64. A spirit level was placed on the horizontal surface before the measurements to ensure consistency. The bending stiffness was calculated by taking into account the length of the protruding part and the basis weight of the material. Although the cantilever test is a tool for easily measuring the stiffness of any material, it is important to reconcile the results with consumer opinions. The material has different properties according to the touch of the human hand than according to the mechanical test. In addition, the surface of the material should also be soft to the touch.
Minden tapintási vizsgálatot egy 12 tagú bizottsággal végeztünk el, amelynek tagjait az anyag szemcsésségének és merevségének kiértékelésére választottunk ki. A bizottság mindegyik tagja a következő eljárást követte:All tactile tests were conducted with a 12-member panel selected to evaluate the graininess and stiffness of the material. Each panel member followed the following procedure:
1. Minden bizottsági tag 4 mintát kapott, amelyet megfelelő számmal látott el, ahol 1 volt a legkevésbé szemcsés és a legkevésbé merev, 15 pedig a legszemcsésebb és a legmerevebb. A minták és a hozzájuk tartozó számok a 10. táblázatban találhatók.1. Each committee member received 4 samples, which he assigned a corresponding number, where 1 was the least granular and least rigid, and 15 was the most granular and rigid. The samples and their corresponding numbers are given in Table 10.
2. A bizottsági tag a mintát sajtolt felével felfelé lefektette az asztalra. Csuklójuk az asztal tetején volt, miközben mutató- és középső ujjaik a minta teljes felületén mozogtak. Ezt a folyamatot a minta mind a négy irányába megismételték. A szemcsésségre vonatkozó értékelést feljegyeztük.2. The panelist placed the sample, pressed side up, on the table. Their wrist was on the table top while their index and middle fingers moved across the entire surface of the sample. This process was repeated in all four directions of the sample. The assessment of graininess was recorded.
3. A bizottsági tag laposan az asztalra helyezte a mintát, domináns keze a minta tetején volt. Ujjait úgy helyezte el, hogy a minta teteje felé mutattak. A mintát az ujjait a tenyere felé mozdítva összehajtotta, miközben a másik keze a mintát az összehajtott kéz irányába mozdította. Ezután többször összenyomta és elengedte a mintát.3. The panelist placed the sample flat on the table, with their dominant hand on top of the sample. They positioned their fingers so that they pointed toward the top of the sample. They folded the sample by moving their fingers toward their palm while their other hand moved the sample toward the folded hand. They then squeezed and released the sample several times.
4. A merevségi értéket feljegyeztük.4. The stiffness value was recorded.
Minden mintát kiértékeltünk, mielőtt számmal minősítettük volna. A bizottsági tagok elérhetősége miatt a mintáknak csak válogatott sorozatát teszteltük.All samples were evaluated before being assigned a number. Due to the availability of committee members, only a select set of samples were tested.
1. PÉLDAEXAMPLE 1
A The Dow Chemical Company cégtől polietilén (PE) polimert szereztünk be. A polietilén polimereknek különböző a sűrűségűk és a ömledési indexük. A The Dow Chemical Company cégtől emellett polipropilén (PP) polimert is beszereztünk. A polimerek tulajdonságait az 1. táblázatban foglaltuk össze.Polyethylene (PE) polymer was obtained from The Dow Chemical Company. Polyethylene polymers have different densities and melt indices. Polypropylene (PP) polymer was also obtained from The Dow Chemical Company. The properties of the polymers are summarized in Table 1.
1. Táblázat. A kísérletekben felhasznált polimerek.Table 1. Polymers used in the experiments.
A PE1-et képviselő polietilén a The Dow Chemical Company cégtől (Midland, Michigan, USA) beszerezhető ASPUN™ 6842A-t tartalmaz. A PE2-t képviselő polietilén a The Dow Chemical Company cégtől (Midland, Michigan, USA) beszerezhető ASPUN™ 6811-et tartalmaz. A PE3-at képviselő polietilén a The Dow Chemical Company cégtől (Midland, Michigan, USA) beszerezhető ASPUN™ 6835A-t tartalmaz. A PE4-et képviselő polietilén a The Dow Chemical Company cégtől (Midland, Michigan, USA) beszerezhető AFFINITY™ EG8100-t tartalmaz. A PP1-et képviselő polipropilén a The Dow Chemical Company cégtől (Midland, Michigan, USA) beszerezhető H500-35 anyagot tartalmaz. A polietilén-mintákból négy mintát képeztünk. Három homopolimert és egy 95%-5% PE1-PE4 keveréket vizsgáltunk. A keverék összetétele a fent leírt volt. 4,75 kg PE1-pelletet és 0,25 kg PE4-pelletet összekevertünk, és behelyeztük az ikercsigás extruder garatjába. A polimert, miután elhagyta az extrudert, 5°C-on tartott hütőfürdőbe helyeztük. A megszilárdult polimert ezután a Berlyn Clay Group aprítógépébe tápláltuk, amely azt pelletekké darabolta. A polimert 15 percig tisztítottuk, a pelleteket pedig 100 percig gyűjtöttük.The polyethylene representing PE1 contains ASPUN™ 6842A available from The Dow Chemical Company (Midland, Michigan, USA). The polyethylene representing PE2 contains ASPUN™ 6811 available from The Dow Chemical Company (Midland, Michigan, USA). The polyethylene representing PE3 contains ASPUN™ 6835A available from The Dow Chemical Company (Midland, Michigan, USA). The polyethylene representing PE4 contains AFFINITY™ EG8100 available from The Dow Chemical Company (Midland, Michigan, USA). The polypropylene representing PP1 contains H500-35 available from The Dow Chemical Company (Midland, Michigan, USA). Four samples were formed from the polyethylene samples. Three homopolymers and a 95%-5% PE1-PE4 blend were tested. The composition of the mixture was as described above. 4.75 kg of PE1 pellets and 0.25 kg of PE4 pellets were mixed and placed in the hopper of a twin screw extruder. After leaving the extruder, the polymer was placed in a cooling bath maintained at 5°C. The solidified polymer was then fed to a Berlyn Clay Group shredder which cut it into pellets. The polymer was cleaned for 15 minutes and the pellets were collected for 100 minutes.
A szálakat a 2. táblázatban szereplő fonási feltételek és a fent leírt eljárás alkalmazásával állítottuk elő.The fibers were produced using the spinning conditions in Table 2 and the procedure described above.
2. Táblázat. Fonási feltételek különféle szálak esetén.Table 2. Spinning conditions for various fibers.
Az 1. táblázatban előállított szálak alkalmazásával a fent leírt eljárásokból szálakat állítottunk elő és a következő módon kódoltuk őket. Három számjegyből álló számsort rendeltünk minden mintához. Az első számjegy jelölte a felhasznált polimert. A második számjegy jelezte a kötésminta számát, a harmadik szám pedig a kötési hőmérsékletet. A 2. táblázatban található a polimerek száma, a 3A-3I ábrákonUsing the fibers prepared in Table 1, fibers were prepared from the procedures described above and coded as follows. A three-digit number was assigned to each sample. The first digit indicated the polymer used. The second digit indicated the bonding sample number, and the third digit indicated the bonding temperature. Table 2 lists the polymer numbers, and Figures 3A-3I
pedig a kötésminta száma. Ezen címkéző rendszert a minták azonosítására kényelmi okokból használtuk.and is the knitting pattern number. This labeling system was used for convenience in identifying the patterns.
A 3A ábrán az 1. sz. kötésminta kötéspont-szöge 46°, kötésterület-hányada 20%, kötéspont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10'3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 7,62x10'4 m. A 3B ábrán a 2. sz. kötésminta kötéspont-szöge 20°, kötésterület-hányada 16%, kötéspont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10'3 m, alapmagassága 4,32x10’4 m, pontszélessége pedig 6,86x10’4 m. A 3C ábrán a 3. sz. kötésminta kötéspont-szöge 20°, kötésterülethányada 24%, kötéspont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 8,38x10’4 m. A 3D ábrán a 4. sz. kötésminta kötéspont-szöge 20°, kötésterület-hányada 20%, kötéspont-sűrűsége 2,31x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 9,30x10'4 m. A 3E ábrán az 5. sz. kötésminta kötéspont-szöge 20°, kötésterület-hányada 20%, kötéspont-sűrűsége 4,60x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10‘3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 6,60x10'4 m. A 3F ábrán a 6. sz. kötésminta kötéspont-szöge 46°, kötésterület-hányada 16%, kötéspont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 6,86x10'4 m. A 3G ábrán a 7. sz. kötésminta kötéspont-szöge 37°, kötésterület-hányada 24%, kötéspont-sűrűsége 3,44x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10'3 m, alapmagassága 4,32x10'4 m, pontszélessége pedig 8,38x1 O'4 m. A 3H ábrán a 8. sz. kötésminta kötéspont-szöge 46°, kötésterülethányada 20%, kötéspont-sűrűsége 2,31x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10’3 m, alapmagassága 4,32x10’4 m, pontszélessége pedig 9,3x1 O’4 m. A 3I ábrán a 9. sz. kötésminta kötéspont-szöge 35°, kötésterület-hányada 20%, kötéspont-sűrűsége 4,60x105 pont/m2, alapszélessége 1,7x10-3 m, alapmagassága 4,32x10-4 m, pontszélessége pedig 6,60x10'4 m.In Figure 3A, the bond point angle of bond pattern No. 1 is 46°, the bond area ratio is 20%, the bond point density is 3.44x10 5 points/m 2 , the base width is 1.7x10' 3 m, the base height is 4.32x10' 4 m, and the dot width is 7.62x10' 4 m. In Figure 3B, the bond point angle of bond pattern No. 2 is 20°, the bond area ratio is 16%, the bond point density is 3.44x10 5 points/m 2 , the base width is 1.7x10' 3 m, the base height is 4.32x10' 4 m, and the dot width is 6.86x10' 4 m. In Figure 3C, the bond point angle of bond pattern No. 3 is 20°, the bond area ratio is 16%, the bond point density is 3.44x10 5 points/m 2 , the base width is 1.7x10' 3 m, the base height is 4.32x10' 4 m, and the dot width is 6.86x10' 4 m. The bond pattern No. 4 has a bond angle of 20°, a bond area ratio of 24%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 8.38x10' 4 m. In Figure 3D, the bond pattern No. 4 has a bond angle of 20°, a bond area ratio of 20%, a bond density of 2.31x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 9.30x10' 4 m. In Figure 3E, the bond pattern No. 5 The bond pattern has a bond angle of 20°, a bond area ratio of 20%, a bond density of 4.60x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 6.60x10' 4 m. In Figure 3F, the bond pattern No. 6 has a bond angle of 46°, a bond area ratio of 16%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 6.86x10' 4 m. In Figure 3G, the bond pattern No. 7 The bond pattern has a bond angle of 37°, a bond area ratio of 24%, a bond density of 3.44x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 8.38x1 O' 4 m. In Figure 3H, the bond pattern No. 8 has a bond angle of 46°, a bond area ratio of 20%, a bond density of 2.31x10 5 points/m 2 , a base width of 1.7x10' 3 m, a base height of 4.32x10' 4 m, and a dot width of 9.3x1 O' 4 m. In Figure 3I, the bond pattern No. 9 The bond pattern has a bond point angle of 35°, bond area ratio of 20%, bond point density of 4.60x10 5 points/m 2 , base width of 1.7x10 -3 m, base height of 4.32x10 -4 m, and point width of 6.60x10' 4 m.
Ezután az anyagból darabokat szakítópróba, kopásállósági próba, és tartópróba céljából. A szálas szövedék és a szélek feldolgozási hőmérséklet miatti inkonzisztenciája miatt minden mintát középről vágtunk ki.Then, pieces of the material were cut from the center for tensile testing, abrasion resistance testing, and support testing. Due to the inconsistency of the fiber web and the edges due to the processing temperature, each sample was cut from the center.
Az anyagot szemrevételezéssel kiértékeltük. A hőmérséklet, a nyomás és a műgyanta-választás nem volt hatással az anyag megjelenésére. Az anyag láthatóThe material was evaluated by visual inspection. Temperature, pressure and resin selection had no effect on the appearance of the material. The material is visible
tulajdonságaira a kötőhenger mintája volt észrevehető hatással. A 4A-4I ábrák a 6824A műgyantából 119,4°C-on készült nemszőtt anyag 20-szoros nagyítású mikrofényképei, amelyek láthatóan ábrázolják az anyag különbségeit. A sötét, rombusz alakú részek az anyag kötésterületei, míg a világosabb részek a nemkötött szálak.The properties of the bonding roller pattern were noticeably affected. Figures 4A-4I are 20x photomicrographs of a nonwoven fabric made from 6824A resin at 119.4°C, which clearly show the differences in the fabric. The dark, diamond-shaped areas are the bonding areas of the fabric, while the lighter areas are the unbonded fibers.
A 4A, 4F, 4G, 4H és 4I ábráknak a 4B, 4C, 4D és 4E ábrákkal való összevetéséből látszik, hogy a 20°-os oldalsó szög kisebb kötési területet eredményez, mint a nagyobb oldalsó szöggel rendelkező minták. Az anyag kötésterületeinek mérései a 3. táblázatban találhatók. Az adatokból látszik, hogy nagyobb arányú a kötésterület, mint a hengerminta, amely az 1., 6., 7. és 8. sz. kötésmintáknál állította elő az anyagot. Ez a polimernek a kötöcsap alatti ömledékfolyásának, valamint a szálaknak a kötöcsapk közötti üres részekben való tömörödése miatt megnövekedett höátvitelnek köszönhető. A szálak kevesebb szabad területet tartalmaznak, a konduktív hőközlés pedig nagyobb. Minden 20°-os oldalfallal rendelkező minta a hengermintán lévőnél kisebb arányú kötésterületet mutat fel. Ennek lehetséges oka a polimerszálak összehúzódása. A fonási folyamat során a szálakat feszültség alatt szilárdítják meg orientált irányban. Amikor a kötöcsapk alatt az anyag nagyobb hőmérsékletnek van kitéve, akkor a polimer-molekulák visszahúzódnak vagy stabilabb állapotúra mennek össze.A comparison of Figures 4A, 4F, 4G, 4H, and 4I with Figures 4B, 4C, 4D, and 4E shows that the 20° sidewall angle results in a smaller bond area than the samples with a larger sidewall angle. The bond area measurements for the material are given in Table 3. The data show that the bond area is larger than the cylindrical sample that produced the material for bond samples 1, 6, 7, and 8. This is due to the increased heat transfer due to the melt flow of the polymer under the tie pin and the compaction of the fibers in the voids between the tie pins. The fibers have less free space and the conductive heat transfer is greater. All samples with a 20° sidewall exhibit a smaller bond area than the cylindrical sample. This is likely due to the shrinkage of the polymer fibers. During the spinning process, the fibers are strengthened under tension in the oriented direction. When the material is exposed to higher temperatures under the tie pin, the polymer molecules shrink or contract to a more stable state.
3. Táblázat. Nemszőtt anyagok mért kötésterület-hányadai.Table 3. Measured bond area ratios of nonwoven materials.
Úgy tűnik, hogy a 20°-os oldalfalú mintáknak kevésbé egymásba tömörödött szálai vannak, vagy porózusabbak. A 4,5,7 és 8 kötésminták ugyanolyan arányú kötésterülettel, azonban négyzetméterenként eltérő sűrűségű pontokkal rendelkeznek. Az egyes kötőpontok közötti távolság nagyobb a négyzetméterenként alacsonyabb sűrűségű pontokkal rendelkező minták esetében.It appears that the 20° sidewall samples have less tightly packed fibers or are more porous. Bond samples 4,5,7 and 8 have the same proportion of bond area but different densities of dots per square meter. The distance between individual bond points is greater for samples with lower densities of dots per square meter.
Az anyag súlyának elemzése a 4. táblázatban található. A kártolási folyamat és a szálas szövedékek kezelésében lévő eltérések miatt az anyagban vékony pöttyök jelennek meg. A vastagságbeli eltérések erősen befolyásolhatják a mechanikai tulajdonságokat. Az anyagon belül egy cm2-nyi minta súlya igen alacsony eltérést mutat.The weight analysis of the material is given in Table 4. Due to the differences in the carding process and the treatment of the fiber webs, thin spots appear in the material. The differences in thickness can strongly influence the mechanical properties. The weight of a cm 2 sample within the material shows very low variation.
4. Táblázat. Mintákon belüli és minták között szá súly-elemzés.Table 4. Within-sample and between-sample weight analysis.
A 4A-4I ábrák PE1 műgyanta változó kötésmintájú, 119,4°C-on készült mikrofényképeit ábrázolják, amelyeket szintén felhasználtunk a szálak orientációjának a megállapításához. A számokat tanulmányozva látható, hogy a szálak többsége egy irányba áll be (felfelé vagy lefelé). Ez a szálak gépi iránya. A legtöbb spunbond és olvasztott anyagban a szálak eloszlása véletlenszerűbb, így az anyagnak keresztirányú és gépi irányú szilárdsága is van. A véletlenszerűen kiválasztott anyagok kiértékelésekor látható, hogy a kereskedelemben kapható spunbond technikával készített anyag orientációs értékei (fp) sokkal alacsonyabbak, mint az ezekben a példákban előállított és megvizsgált minták. A kereskedelemben kapható spunbond technikával készített anyag polipropilénből készült a TANDEC-nél. Az eredmények az 5. táblázatban láthatók. Az fp értékek az anyag alján nagyobbak. Ez azt jelenti, hogy a szálak az alsó részen jobban beálltak a gépi irányba. A felső részen a kötöcsapk a szálakat véletlenszerűbb állapotba állítják, míg a simítóhengerrel érintkező alsó szálak a szövedék irányultságát megtartják.Figures 4A-4I show photomicrographs of PE1 resin with a variable bond pattern taken at 119.4°C, which were also used to determine fiber orientation. By examining the figures, it can be seen that the majority of the fibers are aligned in one direction (up or down). This is the machine direction of the fibers. In most spunbond and meltblown materials, the fiber distribution is more random, so the material has both cross-directional and machine-directional strength. When evaluating the randomly selected materials, it can be seen that the orientation values (f p ) of the commercially available spunbonded material are much lower than the samples produced and tested in these examples. The commercially available spunbonded material was made from polypropylene at TANDEC. The results are shown in Table 5. The f p values are higher at the bottom of the material. This means that the fibers are more aligned in the machine direction at the bottom. The upper part of the knitting pins arrange the fibers in a more random state, while the lower fibers in contact with the smoothing roller maintain the orientation of the web.
5. Táblázat. Data Collected from Orientation of Fibers Measurement5. Table. Data Collected from Orientation of Fibers Measurement
A 6-9. táblázatok nemszőtt anyagok különböző tulajdonságait ábrázolják, ahol mindegyik polimerszálhoz különböző kötésmintákat alkalmaztunk különböző hőmérsékleten. Mindegyik mintához három számból álló számsort rendeltünk. Az első szám az alkalmazott polimert jelöli. A második szám a kötésminta számát jelöli, a harmadik szám pedig a kötéshőmérsékletet jelöli °C egységben. A polimerek számozása a 2. táblázatban, a kötésmintáké pedig a 3A-3I ábrákon található. Például az 11-116.1 azt jelenti, hogy az anyagot PE1-műgyantából állítottuk elő az 1. sz. kötésminta (3A ábra) használatával, 116,1 °C kötéshőmérsékleten. Valamennyi minta húzó igénybevételnél jelentkező tulajdonságait megmértük törésnél csúcsterhelés és nyúlás mellett Instron 4501, valamint a korábban ismertetett D 5035-90 sz. USA szabvány szerinti eljárás alkalmazásával. Az anyagok azonos körülmények közötti változatossága miatt 6 db húzási mintát vizsgáltunk. A felsorolásban szerepel az egyes feldolgozási állapotoknál megvizsgált átlagos kopás. A D 1388-64 sz. USA szabvány szerinti hajlítómerevség (FR) meghatározása céljából a hajlítómerevség esetén minden anyagnál megmértük a kinyúlás hosszát a rizsmasúlyához képest. A felsorolásban szerepel az egyes műgyanták esetén mért átlagos hajlítómerevség az egyes feldolgozási feltételek mellett.Tables 6-9 show the various properties of nonwovens where different bonding patterns were used for each polymer fiber at different temperatures. Each sample was assigned a three-digit number. The first number indicates the polymer used. The second number indicates the bonding pattern number, and the third number indicates the bonding temperature in °C. The numbering of the polymers is given in Table 2, and the bonding patterns are given in Figures 3A-3I. For example, 11-116.1 means that the material was made from PE1 resin using bonding pattern No. 1 (Figure 3A) at a bonding temperature of 116.1 °C. The tensile properties of each sample were measured at peak load and elongation at break using an Instron 4501 and the previously described US Standard D 5035-90 procedure. Due to the variability of the materials under the same conditions, 6 tensile specimens were tested. The average wear tested for each processing condition is listed. In order to determine the flexural rigidity (FR) according to the US standard D 1388-64, the extension length was measured for each material in relation to the ream weight. The average flexural rigidity measured for each resin under each processing condition is listed.
-31 6. Táblázat. PE1 műgyantára vonatkozó adatok.-31 Table 6. Data for PE1 resin.
7. Táblázat. PE2 műgyantára vonatkozó adatok.Table 7. Data for PE2 resin.
8. Táblázat. PE3 műgyantára vonatkozó adatok.Table 8. Data for PE3 resin.
-34·.:· J. ·-· ·»·-34·.:· J. ·-· ·»·
9. Táblázat. 95% PE1-et és 5% PE4-et tartalmazó műgyantára vonatkozó adatok.Table 9. Data for a resin containing 95% PE1 and 5% PE4.
A csúcsterhelési értékek 800 g-tól egészen 2400 g-ig terjednek. Ezek az értékek sokkal kisebbek, mint a jellemző PP minták esetében. A 2. sz. kötésminta 136,6°C-on való alkalmazása esetén a PP1 csúcsterhelése 4875 g. Általában a nor máit csúcsterhelés párhuzamosan növekszik a hőmérséklet, a kötésterület és a kötésszög növekedésével. A PE2 műgyanta és a 95%-os PE1 és 5%-os PE4 keverék esetében a csúcsterhelés csökkent a hőmérséklet H4,4°C-ról 116,1°C-ra való emelésekor a PE2-nél, és 117,7°C-ról 119,4°C-ra való emelésekor a keveréknél. Ennek oka a törésmechanizmusban bekövetkező változás lehet. A minták páronként! összehasonlítása azt eredményezi, hogy 24% kötésterület-hányadnál a csúcsterhelés nagyobb, mint 16%-nál. Amint korábban látható volt, a kötési szög drámai hatással van a minták tényleges kötésié rü lété re. Az 5. ábra a PE2 műgyanta különböző hőmérséklet és különböző kötésminták alkalmazása melletti normált csúcsterhelésének és hőmérsékletének viszonyát ábrázolja grafikonon. A csúcsterhelés a 33g/m2 rizsmasúlyhoz volt lineárisan normalizálva, mivel a csúcsterhelés erősen függ a rizsmasúlytól.The peak load values range from 800 g to 2400 g. These values are much lower than those for typical PP samples. When the bond sample No. 2 is applied at 136.6°C, the peak load of PP1 is 4875 g. In general, the normal peak load increases in parallel with the increase in temperature, bond area and bond angle. In the case of the PE2 resin and the 95% PE1 and 5% PE4 blend, the peak load decreased when the temperature was increased from 4.4°C to 116.1°C for PE2 and from 117.7°C to 119.4°C for the blend. This may be due to a change in the fracture mechanism. A pairwise comparison of the samples results in a peak load higher at a bond area ratio of 24% than at 16%. As previously shown, the bond angle has a dramatic effect on the actual bond strength of the samples. Figure 5 plots the normalized peak load versus temperature for PE2 resin at different temperatures and using different bond patterns. The peak load was linearly normalized to a ream weight of 33g/ m2 , as the peak load is highly dependent on the ream weight.
A 6. ábra a PE2 műgyanta különböző hőmérséklet és különböző kötésminták alkalmazása melletti nyúlásának és hőmérsékletének a viszonyát ábrázolja grafikusan. A PE nemszőtt anyagok nyúlása 10%-tól egészen 95%-ig terjedt. A 2. sz. kötésminta 136,6°C melletti alkalmazásánál a PP nyúlása csupán 31%-ot ért el, és 37% volt a legmagasabb elérhető érték bármely körülmény mellett. A kötőpontok sűrűségének csökkentése jelentősen megnöveli a nyúlást. A PE2 műgyanta 114,4°Con kötőpont-sűrűségének 4,60x105-ről 2,31x105-re csökkentése mellett ténylegesen szinte megkettőzte nyúlását. Ez alól kivételt képez a 95% PE1 és 5% PE4 keverék műgyanta, amely nem mutat nagy nyúlási különbséget a kötőpontok sűrűségének csökkenése mellett. Ennek magyarázata lehet a PE4 magas elaszticitása, amely a kötésminták hatásánál jelentősebb lehet. Fontos a hőmérséklet szabályozása. A hőmérsékletben bekövetkező 1,6°C-os különbség a nyúlást 100%-kal is csökkentheti.Figure 6 graphically shows the relationship between the elongation and temperature of PE2 resin at different temperatures and different bond patterns. The elongation of PE nonwovens ranged from 10% to 95%. When using bond pattern No. 2 at 136.6°C, the elongation of PP reached only 31%, and 37% was the highest value achieved under any conditions. Reducing the density of the bonding points significantly increases the elongation. The PE2 resin actually almost doubled its elongation at 114.4°Con by reducing the bond density from 4.60x10 5 to 2.31x10 5 . The exception to this is the 95% PE1 and 5% PE4 blend resin, which does not show a large difference in elongation with the decrease in bond density. This may be explained by the high elasticity of PE4, which may be more significant than the effect of the bonding patterns. Temperature control is important. A 1.6°C difference in temperature can reduce elongation by 100%.
A 7. ábra a PE1 műgyanta három jellegzetes deformáció-feszültség görbéjét szemlélteti. A minták feldolgozásakor PE1 műgyantát alkalmaztunk a 3. sz. kötésmintával, 116,1 °C, 117,7’0 és 119,4’C mellett. A hőmérséklettel együtt a csúcsterhelés is növekszik. A 119,4°C-os legmagasabb hőmérsékletnél az anyag nyúlása csökken. A 119,4°C-on előállított anyag kezdeti modulusa is nagyobb, mint az alacsonyabb hőmérsékleten előállítottaké. Ez mindegyik anyagmintára jellemző.Figure 7 shows three typical strain-stress curves of the PE1 resin. The samples were processed using PE1 resin with bond pattern No. 3 at 116.1 °C, 117.7’0 and 119.4’C. The peak load increases with temperature. At the highest temperature of 119.4°C, the elongation of the material decreases. The initial modulus of the material produced at 119.4°C is also higher than that produced at lower temperatures. This is typical for all material samples.
A 8. ábra a PE1 műgyanta hőmérséklet/kopásálóság viszonyának jellegzetes görbéjét ábrázolja. Az adatok általánosságban azt mutatják, hogy a nyúlás mindenFigure 8 shows the typical temperature/wear curve for PE1 resin. The data generally show that the elongation at all
-36feldolgozási tényezőtől függ. Az egymással kölcsönösen kapcsolatban álló kötésterület és kötésszög növekedésével növekszik az anyag nyúlása is. A kopásállóság általában többnyire a hőmérséklettől függ, bár a kötésminták között jelentős különbségek láthatók. Ezt a törésmechanizmussal lehet magyarázni. Amikor a felület kopik, a szálak kihúzódnak a kötőpontokból. A kopási törésmechanizmus következtében a felületi bolyhok mennyisége inkább függ a kötésszilárdságtól, mint a kötésmérettől. A kopási értékek 0,48 mg/cm2-től 1 mg/cm2-nél feljebb terjedtek. A 2. sz. kötésmintával 136,6°C-on előállított PP minta kopási értéke 0,15 mg/cm2, ami több, mint háromszor kisebb a PE kopási értékénél.-36 depends on the processing factor. As the interrelated bond area and bond angle increase, the elongation of the material also increases. Abrasion resistance is generally mostly temperature dependent, although significant differences can be seen between bond patterns. This can be explained by the fracture mechanism. When the surface wears, the fibers pull out of the bond points. Due to the abrasion fracture mechanism, the amount of surface fluff depends more on the bond strength than on the bond size. The abrasion values ranged from 0.48 mg/cm 2 to more than 1 mg/cm 2 . The abrasion value of the PP sample produced at 136.6°C with bond pattern no. 2 is 0.15 mg/cm 2 , which is more than three times lower than the abrasion value of PE.
A 9. ábra a PE2 műgyanta hőmérséklet/hajlítómerevség görbéjét ábrázolja. Ez egy jellemző görbe, és a más műgyantáknál megfigyelhető trendeket jeleníti meg. A hosszú kinyúlás merev anyagra utal. A nagy rizsmasúly szintén a merevséghez járul hozzá, mivel az anyag nagyobb súlyt visel, amikor a szegélyénél fogva lóg. Az anyag vésett henger felé eső oldalának felfelé fordított és lefelé fordított nyúlásának átlaga adja az adott nemszőtt anyagdarab teljes nyúlását. Mindegyik darabnak felvettük az átlagértékét. Ezt azzal a meggondolással tettük, hogy így jobban megjeleníthetjük az anyag teljes merevségét, hiszen az anyag a használat során mindkét irányban hajlik. Minden egyes mintánál négy mérést végeztünk ezen a módon.Figure 9 shows the temperature/flexural stiffness curve for PE2 resin. This is a typical curve and shows trends observed for other resins. A long elongation indicates a stiff material. A high ream weight also contributes to stiffness, as the material carries more weight when hanging by its edge. The average of the upward and downward elongations of the side of the material facing the engraved cylinder gives the total elongation of the nonwoven fabric. The average value was taken for each piece. This was done with the idea that this would better represent the overall stiffness of the material, as the material flexes in both directions during use. Four measurements were taken for each sample in this manner.
Megfigyeltük, hogy a nagyobb kötésszöggel rendelkező 6-9. sz. kötésminták magasabb értékkel rendelkeznek, mint a 20°-os kötésszögü 2-5. sz. kötésminták. A hajlítómerevség minden PE minta esetében a kevéssel húsz fölötti értéktől a 3-7-119.4 mintánál mért 125 mg*cm értékig terjedt. Ezek viszonylag alacsony értékek, tekintetbe véve, hogy a PP jellemző hajlítómerevsége 200 mg*cm fölött van. Azonos körülmények között más műgyantákkal összevetve a PE2 műgyanta mutatta a legkisebb merevséget. Ez valószínűleg a polimer alacsony sűrűségének köszönhető. A legnagyobb hajlítómerevséget a PE3-nál kaptuk, ezek a polimer nagy sűrűségének köszönhetők. A PE4 és PE1 hozzáadása magasabb hajlítómerevséget eredményezett. Ez valószínűleg az olvadás kötésterületen való növekedésének és/vagy a szálak és az anyag összehúzódásának köszönhető. Ami a kötésmintát illeti, kimutatható, hogy a kis kötésterületek, a kis oldalfal-szögek és az alacsony kötőpont-sűrűség eredményezi a legalacsonyabb hajlítómerevségeket. Figyelembe kell venni, hogy a kis kötésterület-hányadok, oldalfal-szögek és kötöpont-sűrűségekIt was observed that the bond samples 6-9 with a higher bond angle had higher values than the bond samples 2-5 with a bond angle of 20°. The bending stiffness for all PE samples ranged from a value of just over twenty to a value of 125 mg*cm measured for sample 3-7-119.4. These are relatively low values, considering that the typical bending stiffness of PP is over 200 mg*cm. Under the same conditions, compared to other resins, the PE2 resin showed the lowest stiffness. This is probably due to the low density of the polymer. The highest bending stiffness was obtained for PE3, which is due to the high density of the polymer. The addition of PE4 and PE1 resulted in higher bending stiffness. This is probably due to the increase in the melt in the bond area and/or the shrinkage of the fibers and the material. Regarding the bond pattern, it can be shown that small bond areas, small sidewall angles and low bond density result in the lowest bending stiffnesses. It should be noted that small bond area ratios, sidewall angles and bond densities
-37egyéb tulajdonságokat is befolyásolhatnak, pl. a kopást. így a PE alacsony modulusának köszönhetően a hajlítómerevségi értékek talán nem olyan fontosak, mint más tulajdonságok.-37 can also affect other properties, e.g. wear. Thus, due to the low modulus of PE, flexural stiffness values may not be as important as other properties.
A kötőhenger-mintázatoknak az anyag merevségére és a felület szemcsésségére gyakorolt hatását kézi tapintó vizsgálattal értékeltük. Szám szerint 12 bizottsági tag értékelte a két tulajdonságot egy 1 és 15 közötti skálán. A 10. táblázatban felsorolt ankereket (alapvonalként használva) tekintettük. Mintákként 119,4°C-on mindegyik kötésmintával feldolgozott PE1 műgyantát használtunk. A 11. táblázat az egyes kötésminták esetében a kétféle kézi kiértékelés átlagát összegzi.The effect of the bonding roller patterns on the stiffness of the material and the graininess of the surface was evaluated by manual tactile testing. A total of 12 panel members rated the two properties on a scale of 1 to 15. The anchors listed in Table 10 were considered (used as a baseline). PE1 resin processed with each bonding pattern at 119.4°C was used as the samples. Table 11 summarizes the average of the two manual evaluations for each bonding pattern.
10. Táblázat. Ankeranyagok és megfelelő ankerértékek.Table 10. Anchor materials and corresponding anchor values.
A feldolgozási körülményeknek a nemszőtt anyag felületére, kötéskerületére, keresztmetszetére és törési mechanizmusára gyakorolt hatásai kiértékeléséhez pásztázó elektronmikroszkópot (SEM) alkalmaztunk. Kimutattuk, hogy a feldolgozási körülmények befolyásolják a nemszőtt anyag keltette érzetet és az anyag szilárdságát. A következőkben az anyag felülete és tulajdonságai közötti kapcsolatot elemezzük, valamint a feldolgozási körülményektől függően a törési mechanizmusokat azonosítjuk.Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate the effects of processing conditions on the surface, bond perimeter, cross-section and fracture mechanism of nonwovens. It was shown that processing conditions affect the feel of nonwovens and the strength of the material. In the following, we analyze the relationship between the surface and properties of the material, and identify the fracture mechanisms depending on the processing conditions.
A felületi nézeteket és a keresztmetszeti nézeteket a következő eljárással kaptuk meg:Surface views and cross-sectional views were obtained using the following procedure:
1. Az anyag keresztmetszetét úgy kaptuk meg, hogy a nemszőtt anyagot két papírlap közé helyeztük, majd a mintát 1 percre folyékony nitrogénba mártottuk, és ezután a gépi irányra merőlegesen borotvapengével elvágtuk.1. The cross-section of the material was obtained by placing the nonwoven fabric between two sheets of paper, then immersing the sample in liquid nitrogen for 1 minute, and then cutting it perpendicular to the machine direction with a razor blade.
2. A mintát vezetöszalaggal ellátott emelvényre helyeztük, a széleket pedig vezetőképes grafitos festékkel lefedtük.2. The sample was placed on a platform with conductive tape and the edges were covered with conductive graphite paint.
3. A nemszőtt anyag 100-120 A vastagságú vékonyréteggel való bevonásához Denton Vacuum Hi-Res 100 nagyfelbontású krómporlasztó összeállítást alkalmaztunk.3. A Denton Vacuum Hi-Res 100 high-resolution chrome sputtering setup was used to coat the nonwoven fabric with a thin layer of 100-120 A thickness.
4. A mintát mintarekeszbe helyeztük és a mintarekeszben 1,3x10‘5 Pa nyomású vákuumot hoztunk létre.4. The sample was placed in a sample compartment and a vacuum of 1.3x10' 5 Pa was created in the sample compartment.
5. A rendelkezésre álló 20 keV-ból 5 keV-ot használtunk a nemszőtt anyag felületén jelentkező töltésfelhalmozódási problémák miatt.5. Out of the available 20 keV, 5 keV was used due to charge accumulation problems on the surface of the nonwoven material.
6. Különböző nagyítások mellett mikrofényképeket vettünk fel.6. We took photomicrographs at different magnifications.
7. A mikrofényképek megjelenítéséhez és méréséhez Scion képalkotó szoftvert használtunk.7. Scion imaging software was used to display and measure the photomicrographs.
Minden megvizsgált mintát 60-szoros és 100-szoros nagyítással mikrofényképeztünk a kötőpontra fókuszálva. Mivel az egyes hőmérsékletek mellett felületi eltérés nem volt érzékelhető, minden fényképet 1,6°C-kal a dermedési pont alatt készítettünk el. Ez minden minta esetén 119,4°C volt, kivéve a PE2 műgyantát, ami 119,4°C-os volt. A kilenc PE1 műgyantából készült kötésminta a 10A-10J ábrákon látható. A közepén minden kötöpont nagy lapos felülettel rendelkezik, amely a széle felé haladva kiemelkedik. Az 1., 6., 7. és 8. sz. kötésminta nagy oldalsó szögű. Ennek a hatása nem annyira érzékelhető a PE1 műgyanta esetén, mint a többinél, vaEach specimen examined was photographed at 60x and 100x magnification, focusing on the junction. Since no surface variation was apparent at each temperature, each photograph was taken 1.6°C below the pour point. This was 119.4°C for all specimens except for PE2 resin, which was 119.4°C. The nine PE1 resin bond specimens are shown in Figures 10A-10J. Each junction has a large flat surface in the center that becomes more prominent toward the edge. Bond specimens 1, 6, 7, and 8 have large lateral angles. This effect is not as noticeable for PE1 resin as for the others, and
-39.*«- *· *·· ·1· lószínüleg a nagy ömledési index miatt. A kis oldalsó szögű minták kisebb lapos résszel rendelkező kötést hoznak létre, ahol legömbölyítettebb geometriájú a kötőpont. Mivel a 20° oldalsó szöggel előállított kötőpont legömbölyített formájú és kisebb területet fed le, amint korábban láttuk, így az egyes kötőpontok közötti tér nagyobb. A nagyobb terület miatt lágyabb az anyag tapintása, a szálak szabadon maradt területének megnövekedése miatt. Ez jól korrelál a tapintási kiértékelési adatokkal. Ezzel ellentétben a kis kötőponti lefedés kevésbé összegabalyodott szálakat eredményez és csökkenti az anyag szilárdságát. Ezt láthattuk korábban a nyújtási adatoknál.-39.*«- *· *·· ·1· probably due to the high melt index. Small side angle patterns produce a bond with a smaller flat area, where the bond point has a more rounded geometry. Since the bond point produced with a 20° side angle has a rounded shape and covers a smaller area, as we saw earlier, the space between each bond point is larger. The larger area results in a softer feel of the material due to the increased exposed area of the fibers. This correlates well with the tactile evaluation data. Conversely, small bond point coverage results in less entangled fibers and reduces the strength of the material. We saw this earlier in the elongation data.
A feldolgozási körülményeknek a nemszőtt anyagra gyakorolt egyik hatása a roncsoló vizsgálatok, például a nyújtási vagy kopási vizsgálatok során való roncsolódás! mechanizmusa. Háromféle roncsolódás következhet be. A szálak kihúzódhatnak a kötésből, a kötés kerületénél eltörhetnek vagy a kötésről letörhetnek. A kiválasztott nemszőtt minták roncsolódás! mechanizmusának meghatározására szintén SEM mikrográfiát alkalmaztunk. A 11A-11C ábrákon a nyújtási roncsolódás! mechanizmus példái láthatók. A polietilénből készült anyag a legtöbb feldolgozási körülmény mellett úgy roncsolódik, hogy szálai a gyenge kötőpontokból kihúzódnak. Egyes esetekben magas hőmérsékletnél nyilvánvaló volt, hogy a kötések elégendően erősek ahhoz, hogy a kötés kerületénél a szálak törését előidézzék. A PE1 műgyantához 5% PE4 műgyantát hozzáadva 119,4°C-on eléggé megnőtt a kötési szilárdság ahhoz, hogy egyes szálak a kötési kerületnél eltörjenek. Ennél a pontnál kétféle roncsolódás! mechanizmusra volt bizonyíték, beleértve a kötésből kihúzódó szálakat és a kerületnél letörő szálakat.One of the effects of processing conditions on a nonwoven is the failure mechanism during destructive tests, such as tensile or abrasion tests. Three types of failure can occur. The fibers can pull out of the bond, break at the perimeter of the bond, or break off the bond. SEM micrographs were also used to determine the failure mechanism of selected nonwoven samples. Examples of the tensile failure mechanism are shown in Figures 11A-11C. Under most processing conditions, polyethylene material fails by pulling its fibers out of weak bond points. In some cases, at high temperatures, it was evident that the bonds were strong enough to cause fiber breakage at the perimeter of the bond. Adding 5% PE4 resin to PE1 resin at 119.4°C increased the bond strength sufficiently to cause some fibers to break at the bond perimeter. At this point, there was evidence of two failure mechanisms, including fibers pulling out of the bond and fibers breaking at the perimeter.
A kopás által előidézett roncsolódás mechanizmusainak elemzésénél nem utalt semmi jel a kötési kerületnél bekövetkező törésre. A 12A és 12B ábrák a kopás által előidézett kötöponti roncsolódásra mutatnak be két példát. A két szalagszerű rész az előzőleg termikusán kötött pont maradványa. Még ezeknél, a merevség! száltörés miatt a nyújtási teszten át nem ment mintáknál is különböző roncsolódás! mechanizmusok voltak tapasztalhatóak. A kopás után az anyag a kötőpontnál roncsolódott. Ezek a jelenségek nyújthatnak magyarázatot arra, hogy a kopásállóság miért nem ér el egy csúcsértéket és csökken azután a feldolgozási hőmérséklet emelkedésével, amint történik az a húzószilárdság és a nyúlás esetében. A kopásállóság csupán a kötéserösségtől függ.When analyzing the mechanisms of wear-induced failure, there was no indication of fracture at the bond perimeter. Figures 12A and 12B show two examples of wear-induced bond failure. The two ribbon-like parts are the remains of a previously thermally bonded point. Even for these samples that did not pass the tensile test due to stiffness! fiber breakage, different failure mechanisms were observed. After wear, the material failed at the bond point. These phenomena may explain why the wear resistance does not reach a peak value and then decreases with increasing processing temperature, as is the case for tensile strength and elongation. The wear resistance depends only on the bond strength.
-40- *<· íi-40- *<· íi
A fentiek szerint, a találmány kiviteli alakjai olyan nemszőtt anyagot biztosítanak, amelynek viszonylag nagyobb a húzószilárdsága, a nyúlása, a kopásállósága, a hajlítómerevsége és/vagy a lágysága. A területen járatos szakember számára a találmány kiviteli alakjainak egyéb tulajdonságai és előnyei is nyilvánvalóak.As described above, embodiments of the invention provide a nonwoven fabric having relatively higher tensile strength, elongation, abrasion resistance, flexural rigidity, and/or softness. Other features and advantages of embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art.
Míg a találmányt korlátozott számú kiviteli alak kapcsán ismertettük, annak léteznek változatai és módosításai is. Például a nemszött anyag összetételét nem szükséges a fent megadott keverékösszetételként előállítani; az tetszőleges mennyiségben tartalmazhat egyéb alkotórészeket, amennyiben az anyagösszetétel kívánt tulajdonságai fennállnak. Figyelembe kell venni, hogy az anyagösszetétel alkalmazása nem korlátozódik kizárólag egészségügyi cikkekre; azt tetszőleges környezetben lehet alkalmazni, ahol termikusán kötött nemszőtt anyagra van szükség.While the invention has been described in relation to a limited number of embodiments, variations and modifications are possible. For example, the nonwoven composition need not be prepared as a blend composition as set forth above; it may contain other components in any amount so long as the desired properties of the composition are maintained. It should be noted that the application of the composition is not limited to sanitary articles; it may be used in any environment where a thermally bonded nonwoven is required.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US25474700P | 2000-12-11 | 2000-12-11 | |
| PCT/US2001/047723 WO2002048440A2 (en) | 2000-12-11 | 2001-12-11 | Thermally bonded fabrics and method of making same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP0400649A2 true HUP0400649A2 (en) | 2004-07-28 |
Family
ID=22965435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0400649A HUP0400649A2 (en) | 2000-12-11 | 2001-12-06 | Thermally bonded fabrics and method of making same |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020144384A1 (en) |
| EP (1) | EP1354091B1 (en) |
| JP (1) | JP2004515664A (en) |
| KR (1) | KR20030060114A (en) |
| CN (1) | CN100441766C (en) |
| AT (1) | ATE316591T1 (en) |
| AU (1) | AU2002228966A1 (en) |
| BR (1) | BR0116061A (en) |
| DE (1) | DE60116897T2 (en) |
| HU (1) | HUP0400649A2 (en) |
| PL (1) | PL361854A1 (en) |
| TW (1) | TWI244520B (en) |
| WO (1) | WO2002048440A2 (en) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60123729T2 (en) | 2001-07-26 | 2007-10-11 | The Procter & Gamble Company, Cincinnati | Absorbent articles with elastic upper layers |
| ATE418947T1 (en) | 2002-11-08 | 2009-01-15 | Procter & Gamble | ABSORBENT DISPOSABLE ARTICLE WITH DIRT-CONCEALING TOP LAYER |
| EP1417947B1 (en) | 2002-11-08 | 2006-03-08 | The Procter & Gamble Company | Disposable absorbent articles with improved topsheet |
| AU2003291518A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-06-03 | The Procter And Gamble Company | Nonwoven wipe with resilient wet thickness |
| ATE473718T1 (en) | 2003-10-02 | 2010-07-15 | Procter & Gamble | ABSORBENT ARTICLE WITH ELASTOMERIC MATERIAL |
| DE10360845A1 (en) * | 2003-12-20 | 2005-07-21 | Corovin Gmbh | Soft fleece based on polyethylene |
| CN1977076B (en) * | 2004-04-30 | 2010-07-14 | 陶氏环球技术公司 | Improved fibers for polyethylene nonwovens |
| US7858544B2 (en) | 2004-09-10 | 2010-12-28 | First Quality Nonwovens, Inc. | Hydroengorged spunmelt nonwovens |
| US20060128247A1 (en) | 2004-12-14 | 2006-06-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Embossed nonwoven fabric |
| KR101303421B1 (en) * | 2006-03-31 | 2013-09-05 | 가부시키가이샤 구라레 | Molded object having nonwoven fibrous structure |
| EP1961849A1 (en) † | 2007-02-22 | 2008-08-27 | ALBIS Spa | Pre-consolidated spunbonded web, composite nonwowen comprising said pre-consolidated spunbonded web, method and continuous system for producing said composite |
| US7914723B2 (en) * | 2007-04-24 | 2011-03-29 | Ahlstrom Corporation | Nonwoven bonding patterns producing fabrics with improved abrasion resistance and softness |
| US20090260707A1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-10-22 | Arun Pal Aneja | Woven Textile Fabric with Cotton/Microdenier Filament Bundle Blend |
| DE102009006099A1 (en) | 2009-01-26 | 2010-09-30 | Fiberweb Corovin Gmbh | Non-woven calandering unit useful during producing embossing bonds in melt-spun loose non-woven fabric that is made of thermoplastic material and contains predominant fiber portions, comprises first heated- and second heated smooth roller |
| US20100215923A1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-08-26 | Tredegar Film Products Corporation | Elastic film laminates with tapered point bonds |
| US10639212B2 (en) | 2010-08-20 | 2020-05-05 | The Procter & Gamble Company | Absorbent article and components thereof having improved softness signals, and methods for manufacturing |
| US9446163B2 (en) | 2010-08-20 | 2016-09-20 | First Quality Nonwovens, Inc. | Nonwoven having improved softness signals, and methods for manufacturing |
| US9408761B2 (en) | 2011-03-25 | 2016-08-09 | The Procter & Gamble Company | Article with nonwoven web component formed with loft-enhancing calendar bond shapes and patterns |
| US9096961B2 (en) | 2012-04-27 | 2015-08-04 | Providencia Usa, Inc. | Nonwoven wipe with bonding pattern |
| USD714560S1 (en) | 2012-09-17 | 2014-10-07 | The Procter & Gamble Company | Sheet material for an absorbent article |
| AU350383S (en) * | 2013-01-15 | 2013-08-27 | Air China Ltd | Fabric |
| US10463222B2 (en) * | 2013-11-27 | 2019-11-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Nonwoven tack cloth for wipe applications |
| WO2017106080A1 (en) | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Avintiv Specialty Materials Inc. | Soft nonwoven fabric and method of manufacturing thereof |
| CN114828992B (en) * | 2019-12-23 | 2024-05-17 | 东丽株式会社 | Separation membrane and method for producing same |
Family Cites Families (69)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3338992A (en) * | 1959-12-15 | 1967-08-29 | Du Pont | Process for forming non-woven filamentary structures from fiber-forming synthetic organic polymers |
| NL297313A (en) * | 1962-08-30 | 1900-01-01 | ||
| US3502528A (en) * | 1966-04-22 | 1970-03-24 | Toyo Boseki | Method for preparing polypropylene films |
| US3341394A (en) * | 1966-12-21 | 1967-09-12 | Du Pont | Sheets of randomly distributed continuous filaments |
| GB1437601A (en) * | 1967-11-10 | 1976-06-03 | Ici Ltd | Non-woven fabrics and a process for making them |
| US3485706A (en) * | 1968-01-18 | 1969-12-23 | Du Pont | Textile-like patterned nonwoven fabrics and their production |
| US3978185A (en) * | 1968-12-23 | 1976-08-31 | Exxon Research And Engineering Company | Melt blowing process |
| CA948388A (en) * | 1970-02-27 | 1974-06-04 | Paul B. Hansen | Pattern bonded continuous filament web |
| US3825379A (en) * | 1972-04-10 | 1974-07-23 | Exxon Research Engineering Co | Melt-blowing die using capillary tubes |
| US4208366A (en) * | 1978-10-31 | 1980-06-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing a nonwoven web |
| US4334340A (en) * | 1980-01-25 | 1982-06-15 | Crown Zellerbach Corporation | System and method for dispersing filaments |
| US4405297A (en) * | 1980-05-05 | 1983-09-20 | Kimberly-Clark Corporation | Apparatus for forming nonwoven webs |
| US4315965A (en) * | 1980-06-20 | 1982-02-16 | Scott Paper Company | Method of making nonwoven fabric and product made thereby having both stick bonds and molten bonds |
| IT1152491B (en) * | 1982-08-09 | 1986-12-31 | Merak Spa | POLYOLEFINIC FIBERS WITH IMPROVED THERMAL SEALABILITY AND PROCEDURE TO OBTAIN THEM |
| US4631933A (en) * | 1984-10-12 | 1986-12-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Stitch-bonded thermal insulating fabrics |
| US4798081A (en) * | 1985-11-27 | 1989-01-17 | The Dow Chemical Company | High temperature continuous viscometry coupled with analytic temperature rising elution fractionation for evaluating crystalline and semi-crystalline polymers |
| US4644045A (en) * | 1986-03-14 | 1987-02-17 | Crown Zellerbach Corporation | Method of making spunbonded webs from linear low density polyethylene |
| US5068141A (en) * | 1986-05-31 | 1991-11-26 | Unitika Ltd. | Polyolefin-type nonwoven fabric and method of producing the same |
| US5133917A (en) * | 1986-09-19 | 1992-07-28 | The Dow Chemical Company | Biconstituent polypropylene/polyethylene fibers |
| JPS63135549A (en) * | 1986-11-28 | 1988-06-07 | チッソ株式会社 | Production of nonwoven fabric |
| US4770925A (en) * | 1987-01-17 | 1988-09-13 | Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. | Thermally bonded nonwoven fabric |
| GB2203764B (en) * | 1987-04-25 | 1991-02-13 | Reifenhaeuser Masch | Production of spun fleece from continuous synthetic filaments |
| US5008204A (en) * | 1988-02-02 | 1991-04-16 | Exxon Chemical Patents Inc. | Method for determining the compositional distribution of a crystalline copolymer |
| US4939016A (en) * | 1988-03-18 | 1990-07-03 | Kimberly-Clark Corporation | Hydraulically entangled nonwoven elastomeric web and method of forming the same |
| US5185199A (en) * | 1988-11-02 | 1993-02-09 | The Dow Chemical Company | Maleic anhydride-grafted polyolefin fibers |
| US4863785A (en) * | 1988-11-18 | 1989-09-05 | The James River Corporation | Nonwoven continuously-bonded trilaminate |
| CA2026326A1 (en) * | 1989-10-04 | 1991-04-05 | James Arthur Davis | Disposable diaper having a humidity transfer region, breathable zone panel and separation layer |
| US5272236A (en) * | 1991-10-15 | 1993-12-21 | The Dow Chemical Company | Elastic substantially linear olefin polymers |
| US5089321A (en) * | 1991-01-10 | 1992-02-18 | The Dow Chemical Company | Multilayer polyolefinic film structures having improved heat seal characteristics |
| US6194532B1 (en) * | 1991-10-15 | 2001-02-27 | The Dow Chemical Company | Elastic fibers |
| US5278272A (en) * | 1991-10-15 | 1994-01-11 | The Dow Chemical Company | Elastic substantialy linear olefin polymers |
| US6448355B1 (en) * | 1991-10-15 | 2002-09-10 | The Dow Chemical Company | Elastic fibers, fabrics and articles fabricated therefrom |
| US6316549B1 (en) * | 1991-10-15 | 2001-11-13 | The Dow Chemical Company | Ethylene polymer fiber made from ethylene polymer blends |
| DK0552013T3 (en) * | 1992-01-13 | 1999-10-18 | Hercules Inc | Thermally bondable fibers for high-strength nonwoven fabrics |
| US5366786A (en) * | 1992-05-15 | 1994-11-22 | Kimberly-Clark Corporation | Garment of durable nonwoven fabric |
| US5322728A (en) * | 1992-11-24 | 1994-06-21 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Fibers of polyolefin polymers |
| US5494736A (en) * | 1993-01-29 | 1996-02-27 | Fiberweb North America, Inc. | High elongation thermally bonded carded nonwoven fabrics |
| US5599420A (en) * | 1993-04-06 | 1997-02-04 | Kimberly-Clark Corporation | Patterned embossed nonwoven fabric, cloth-like liquid barrier material and method for making same |
| US5472775A (en) * | 1993-08-17 | 1995-12-05 | The Dow Chemical Company | Elastic materials and articles therefrom |
| US6093665A (en) * | 1993-09-30 | 2000-07-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Pattern bonded nonwoven fabrics |
| US5424115A (en) * | 1994-02-25 | 1995-06-13 | Kimberly-Clark Corporation | Point bonded nonwoven fabrics |
| US5851935A (en) * | 1996-08-29 | 1998-12-22 | Bba Nonwovens Simpsonville, Inc. | Cross-directionally stretchable elastomeric fabric laminated by thermal spot bonding |
| US6207602B1 (en) * | 1994-11-23 | 2001-03-27 | Bba Nonwovens Simpsonville, Inc. | Nonwoven fabrics and fabric laminates from multiconstituent polyolefin fibers |
| WO1996017119A1 (en) * | 1994-11-28 | 1996-06-06 | Exxon Chemical Patents Inc. | Fibers and fabrics of high density polyethylene and method of making same |
| US6309736B1 (en) * | 1994-12-20 | 2001-10-30 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Low gauge films and film/nonwoven laminates |
| KR100417354B1 (en) * | 1995-05-02 | 2004-04-21 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | Nonwoven-Film Laminates |
| US5603888A (en) * | 1995-07-13 | 1997-02-18 | Dow Corning Corporation | Method of making fibers |
| ZA965786B (en) * | 1995-07-19 | 1997-01-27 | Kimberly Clark Co | Nonwoven barrier and method of making the same |
| US5672415A (en) * | 1995-11-30 | 1997-09-30 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Low density microfiber nonwoven fabric |
| US6103647A (en) * | 1996-03-14 | 2000-08-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Nonwoven fabric laminate with good conformability |
| US5912194A (en) * | 1996-08-30 | 1999-06-15 | Kimberly Clark Corp. | Permeable liquid flow control material |
| US6028016A (en) * | 1996-09-04 | 2000-02-22 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Nonwoven Fabric Substrates Having a Durable Treatment |
| US6200669B1 (en) * | 1996-11-26 | 2001-03-13 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Entangled nonwoven fabrics and methods for forming the same |
| US6235664B1 (en) * | 1997-03-04 | 2001-05-22 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Polypropylene copolymer alloys for soft nonwoven fabrics |
| US5986004A (en) * | 1997-03-17 | 1999-11-16 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Ion sensitive polymeric materials |
| US6117801A (en) * | 1997-03-27 | 2000-09-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Properties for flash-spun products |
| US5919177A (en) * | 1997-03-28 | 1999-07-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Permeable fiber-like film coated nonwoven |
| US5965682A (en) * | 1997-05-30 | 1999-10-12 | The Dow Chemical Company | Fibers made from long chain branched syndiotactic vinyl aromatic polymers |
| DK0991715T3 (en) * | 1997-06-20 | 2003-07-21 | Dow Chemical Co | Ethylene polymer compositions and articles made therefrom |
| US6238767B1 (en) * | 1997-09-15 | 2001-05-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Laminate having improved barrier properties |
| US6197322B1 (en) * | 1997-12-23 | 2001-03-06 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Antimicrobial structures |
| TW431968B (en) * | 1997-12-26 | 2001-05-01 | Toray Industries | A biaxially oriented polypropylene film to be metallized, a metallized biaxially oriented polypropylene film, and a laminate formed by using it |
| US6055987A (en) * | 1997-12-31 | 2000-05-02 | Kimberly-Clark Wordwide, Inc. | Surgical drape and surgical drape kit |
| TW438673B (en) * | 1998-05-01 | 2001-06-07 | Dow Chemical Co | Method of making a breathable, barrier meltblown nonwoven |
| US6162522A (en) * | 1998-06-19 | 2000-12-19 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Loop substrate for releasably attachable abrasive sheet material |
| US6280573B1 (en) * | 1998-08-12 | 2001-08-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Leakage control system for treatment of moving webs |
| US6281289B1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-08-28 | The Dow Chemical Company | Polypropylene/ethylene polymer fiber having improved bond performance and composition for making the same |
| US6146568A (en) * | 1999-04-12 | 2000-11-14 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method of making an absorbent member |
| US6286145B1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-09-11 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Breathable composite barrier fabric and protective garments made thereof |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2002550148A patent/JP2004515664A/en active Pending
- 2001-12-06 HU HU0400649A patent/HUP0400649A2/en unknown
- 2001-12-10 TW TW090130559A patent/TWI244520B/en not_active IP Right Cessation
- 2001-12-11 PL PL01361854A patent/PL361854A1/en unknown
- 2001-12-11 WO PCT/US2001/047723 patent/WO2002048440A2/en active IP Right Grant
- 2001-12-11 KR KR10-2003-7007735A patent/KR20030060114A/en not_active Withdrawn
- 2001-12-11 CN CNB01820418XA patent/CN100441766C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-11 US US10/013,875 patent/US20020144384A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-11 AT AT01990094T patent/ATE316591T1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-12-11 BR BR0116061-3A patent/BR0116061A/en not_active Application Discontinuation
- 2001-12-11 AU AU2002228966A patent/AU2002228966A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-11 DE DE60116897T patent/DE60116897T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-11 EP EP01990094A patent/EP1354091B1/en not_active Revoked
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1354091A2 (en) | 2003-10-22 |
| DE60116897D1 (en) | 2006-04-13 |
| WO2002048440A3 (en) | 2003-02-20 |
| KR20030060114A (en) | 2003-07-12 |
| CN100441766C (en) | 2008-12-10 |
| JP2004515664A (en) | 2004-05-27 |
| CN1479819A (en) | 2004-03-03 |
| US20020144384A1 (en) | 2002-10-10 |
| WO2002048440A2 (en) | 2002-06-20 |
| TWI244520B (en) | 2005-12-01 |
| PL361854A1 (en) | 2004-10-04 |
| ATE316591T1 (en) | 2006-02-15 |
| AU2002228966A1 (en) | 2002-06-24 |
| EP1354091B1 (en) | 2006-01-25 |
| DE60116897T2 (en) | 2006-09-28 |
| WO2002048440A8 (en) | 2003-11-27 |
| BR0116061A (en) | 2004-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HUP0400649A2 (en) | Thermally bonded fabrics and method of making same | |
| US5545464A (en) | Conjugate fiber nonwoven fabric | |
| TWI359220B (en) | Improved fibers for polyethylene nonwoven fabric a | |
| JP4791187B2 (en) | Multicomponent fibers and fabrics produced using them | |
| EP1745167B1 (en) | Improved nonwoven fabric and fibers | |
| DK2554731T3 (en) | Non-woven fabric | |
| IL295947A (en) | Layered non-woven textile | |
| JP2019026955A (en) | Spun-bonded nonwoven fabric | |
| JP4507389B2 (en) | Polyolefin fiber and nonwoven fabric and absorbent article using the same | |
| EP1090171A1 (en) | Polyolefin staple fiber for the production of thermally bonded nonwoven web | |
| JP2005531699A (en) | Spinneret and fiber manufacturing method | |
| JPH0643660B2 (en) | Non-woven fabric made of heat-bonded long fibers | |
| JP3712511B2 (en) | Flexible nonwoven fabric | |
| JP2004346476A (en) | Propylene short fiber, fiber aggregate using the same, and heat-sealed nonwoven fabric | |
| JP2001040564A (en) | Flexible nonwoven fabric and its nonwoven fabric laminate | |
| JP2008274445A (en) | Non-woven fabric composition and spunbonded non-woven fabric | |
| JPH07103507B2 (en) | Nonwoven fabric made of heat-bondable long fibers | |
| WO2022004505A1 (en) | Surface material for sanitary material and production method therefor | |
| JPH083855A (en) | Laminated nonwoven structure | |
| JPH11350255A (en) | Composite fiber and composite fiber non-woven fabric formed from the same fiber |