DE69635691T2

DE69635691T2 - Vliesbahn aus superfeinen Mikrofasern

Info

Publication number: DE69635691T2
Application number: DE69635691T
Authority: DE
Inventors: Richard D. Alpharetta Pike
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2016-11-16
Also published as: US5935883A; KR100445769B1; EP1314808B1; DE69626303T2; ES2188803T3; CN1080338C; CA2236340C; EP1314808A2; US6624100B1; BR9611827A; CA2236340A1; DE69635691D1; MX9803997A; CN1203639A; WO1997021862A3; KR19990071772A; WO1997021862A2; EP0864006B1; DE69626303D1; EP1314808A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vliesstoffbahn aus Mikrofasern. Genauer gesagt, die Erfindung betrifft eine Bahn, die superfeine Mikrofasern enthält.
Bahnen aus Mikrofasern, wie beispielsweise Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern, sind gut bekannt, und Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern werden in verschiedenen Patenten und Veröffentlichungen beschrieben, die einschließen: Naval Research Laboratory Report 4364 „Herstellen von superfeinen organischen Fasern" von V.A. Wendt und Mitarbeitern; Naval Research Laboratory Report 5265 „Eine verbesserte Vorrichtung zur Bildung von superfeinen organischen Fasern" von K.D. Lawrence und Mitarbeitern; und U.S. Patent Nr. 3849241 an Butin und Mitarbeiter. Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern, die thermoplastische Mikrofasern enthalten, die im allgemeinen einen mittleren Durchmesser von weniger als 10 μm aufweisen, werden hergestellt durch: Erwärmen eines Polymerharzes, um eine Schmelze zu bilden; Extrudieren der Schmelze durch Düsenöffnungen in einem Extruderkopf, um Elementarfäden zu bilden; Lenken eines Stromes des erwärmten Fluids, im allgemeinen Luft, in Richtung der Elementarfäden, die aus der Düsenöffnung austreten, um die Elementarfäden zu verfeinern; und Sammeln der Elementarfäden auf einer mit Löchern versehenen Oberfläche, um eine Vliesstoffbahn zu bilden. Weil die Elementarfäden noch klebrig sind, wenn sie gesammelt werden, bilden sie autogene Zwischenfaserbindungen, um eine integrierte Bahn herzustellen.
Obgleich konventionelle Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern feine Mikrofasern enthalten, besteht eine Forderung nach Bahnen aus Fasern, die feinere Mikrofasern enthalten. Es gab verschiedene Versuche, den Durchmesser von schmelzgeblasenen Fasern zu verringern. Ein Beispiel für derartige Versuche ist das Verringern des Polymerdurchsatzes zum Extruderkopf. Dieses Verfahren des direkten Steuerns für die Herstellung von feinen schmelzgeblasenen Fasern kann jedoch nur zur Anwendung gebracht werden, um die Faserabmessung auf eine begrenzte Größe zu verringern, da nach einer bestimmten Grenze die Verringerung des Durchsatzes die Faserherstellung insgesamt unterbricht. Ein weiteres Musterverfahren für das Herstellen von feinen schmelzgeblasenen Fasern schließt die Schritte des Herstellens von konjugierten schmelzgeblasenen Bikomponentenfasern in einer Insel-im-See-Konfiguration und danach das Auflösen der Seekomponente der schmelzgeblasenen Fasern ein, wodurch die Mikrofasern der Inselkomponente erzeugt werden. Das Auflösungsverfahren ist jedoch darin nachteilig, dass es einen schwerfälligen Auflösungsschritt erfordert und wesentliche Anteile der konjugierten Fasern entfernt, um feine Fasern zu erzeugen. Folglich neigt das Auflösungsverfahren dazu, dass es unwirtschaftlich ist und unzulänglich die einzelnen Polymere nutzt.
Noch eine weitere Gruppe von Musterverfahren, die im Fachgebiet bekannt sind, um feine Fasern herzustellen, sind die Produktionsverfahren für Spaltfasern. Bekannte Produktionsverfahren für Spaltfasern können jedoch nicht für das Spalten von schmelzgeblasenen Fasern geeignet sein. Das am umfassendsten zur Anwendung gebrachte Produktionsverfahren für Spaltfasern ist ein Hydronadelungsverfahren, das einen unter Druck gesetzten Wasserstrom nutzt, um konjugierte Mehrkomponentenfasern zu spalten. Im allgemeinen spaltet und verflechtet das Verfahren die Fasern gleichzeitig, um eine gebundene Vliesstoffbahn zu bilden. Das Hydronadelungsverfahren wurde jedoch nicht zur Anwendung gebracht, um Bahnen aus schmelzgeblasenen Spaltfasern herzustellen, da die Bahnen aus autogen gebundenen schmelzgeblasenen Fasern, die sehr feine zerreißbare Fasern aufweisen und im wesentlichen gleichmäßig verteilte zahlreiche Zwischenfaserbindungen enthalten, die die Faserbewegungen begrenzen, mit dem mechanischen Spaltungsverfahren schwierig zu spalten sind.
Es gibt weitere Bahnen aus feinen Mikrofasern, die im Fachgebiet bekannt sind, und sie schließen Bahnen aus Mikroglasfasern ein. Obgleich superfeine Mikroglasfasern hergestellt werden können, sind die Mikroglasfasern spröde und daher nicht für Anwendungen geeignet, bei denen die Festigkeitseigenschaften der Fasern wichtig sind.
Es bleibt eine Forderung nach Bahnen aus superfeinen Mikrofasern und einem Produktionsverfahren für die Herstellung der Bahnen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Bahn bereit, die superfeine Mikrofasern enthält. Die Bahn enthält eine Mischung aus einer ersten Gruppe von Spaltmikrofasern, die eine erste Polymerkomponente enthält, und einer zweiten Gruppe von Spaltmikrofasern, die eine zweite Polymerkomponente enthält, worin mindestens eine der Polymerkomponenten hydrophil ist. Die Erfindung stellt außerdem eine Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern bereit, die mindestens zwei Gruppen von Fasern aufweist, worin jede Gruppe von Fasern eine verschiedene Querschnittskonfiguration aufweist.
Die Erfindung stellt ebenfalls eine spaltbare, schmelzgeblasene konjugierte Faser bereit, die mindestens zwei inkompatible Polymerkomponenten enthält, die in einzelnen Segmenten über den Querschnitt der Faser längs der Faserlänge angeordnet sind. Die Faser kann dadurch gekennzeichnet sein, dass mindestens eine der Polymerkomponenten hydrophil ist. Außerdem bildet mindestens eines der einzelnen Polymere unterschiedliche nichtokklusive Querschnittssegmente entlang der Länge der Faser, so dass die Segmente dissoziierbar sind.
Die Bahn aus superfeinen Spaltmikrofasern der vorliegenden Erfindung zeigt gegenüber den konventionellen Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern verbesserte Eigenschaften, die eine verbesserte Faserdeckfähigkeit, Festigkeits- und Gefügeeigenschaften, Sperreigenschaften, Filtrationseigenschaften und dergleichen einschließen.
Der Begriff „Dampf", wie er hierin verwendet wird, betrifft sowohl Dampf als auch eine Mischung von Dampf und Luft, wenn es nicht anderweitig angegeben wird. Der Begriff „wäßriges Medium", wie er hierin verwendet wird, verweist auf ein flüssiges oder gasförmiges Medium, das Wasser oder Dampf enthält. Der Begriff „Fasern", wie er hierin verwendet wird, betrifft sowohl Fasern mit Stapellänge als auch Elementarfäden, wenn es nicht anderweitig angegeben wird. Der Begriff „konjugierte Mehrkomponentenfaser", wie er hierin verwendet wird, betrifft eine Faser, die mindestens zwei einzelne Polymere enthält, die so angeordnet sind, dass sie verschiedene Segmente des Querschnittes der Faser entlang der Faserlänge belegen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 bis 4 geeignete konjugierte Faserkonfigurationen für die vorliegende Erfindung;
5 bis 6 asymmetrische konjugierte Faserkonfigurationen als Muster für die vorliegende Erfindung;
7 ein Produktionsverfahren für Bahnen aus superfeinen Spaltmikrofasern als Muster für die Erfindung;
8 einen Extruderkopf für die Herstellung von schmelzgeblasenen Fasern als Muster;
9 eine Mikrofotografie eines Schnittes einer Bahn aus Spaltmikrofasern der vorliegenden Erfindung;
10 eine Mikrofotografie eines Schnittes einer Bahn aus unbehandelten nichtgespalteten Mikrofasern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Bahn aus superfeinen Mikrofasern bereit, und die superfeinen Mikrofasern der Bahn werden durch Spalten von spaltbaren konjugierten schmelzgeblasenen Fasern hergestellt. Die Bahn aus superfeinen Spaltmikrofasern enthält mindestens zwei Gruppen von Fasern, und die Polymere, die die zwei Fasergruppen bilden, sind inkompatibel. Außerdem ist mindestens eines der inkompatiblen einzelnen Polymere hydrophil. Der Begriff „hydrophil", wie er hierin verwendet wird, zeigt eine Affinität zu Wasser. Die Hydrophilie des hydrophilen einzelnen Polymers kann in Übereinstimmung mit dem Kontaktwinkelprüfverfahren nach ASTM D724-89 an einer Folie gemessen werden, die durch Schmelzgießen des Polymers bei der Temperatur des Extruderkopfes hergestellt wird, der verwendet wird, um die Bahn aus Spaltmikrofasern herzustellen. Wünschenswert weist das hydrophile Polymer einen Anfangskontaktwinkel auf, der gleich oder kleiner ist als etwa 80°, wünschenswerter gleich oder kleiner ist als etwa 75°, noch wünschenswerter gleich oder kleiner ist als etwa 60°, am wünschenswertesten gleich oder kleiner ist als etwa 50°. Der Begriff „Anfangskontaktwinkel", wie er hierin verwendet wird, verweist auf eine Kontaktwinkelmessung, die innerhalb von etwa 5 Sekunden nach der Aufbringung von Wassertropfen auf einen Prüfling der Versuchsfolie vorgenommen wurde. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die hydrophile Polymerkomponente ein natürlich hydrophiles Polymer oder ein hydrophil modifiziertes Polymer sein.
Die spaltbare konjugierte schmelzgeblasene Faser der vorliegenden Erfindung spaltet sich spontan ohne ein äußeres mechanisches Rühren oder eine Fibrillierung, wenn die Faser mit einem heißen, wässrigen spaltungsinduzierenden Medium in Berührung gebracht wird. Wässrige, spaltungsinduzierende Medien, die für die Erfindung geeignet sind, schließen heißes Wasser ein, wünschenswert heißes Wasser mit einer Temperatur von mindestens etwa 60 °C, wünschenswerter mit einer Temperatur zwischen etwa 65°C und 100 °C. Außerdem sind geeignete spaltungsinduzierende Medien Dampf und Mischungen aus Dampf und Luft, die eine Temperatur aufweisen, die höher als 60 °C aber niedriger als der Schmelzpunkt des am niedrigsten schmelzenden Polymers der konjugierten Faser ist, um ein unbeabsichtigtes Schmelzen der Polymerkomponente während des Faserspaltungsverfahrens zu verhindern. Wünschenswert weist die Luft-Dampf-Mischung zwischen etwa 0 % und etwa 75 % Luft und zwischen etwa 100 und etwa 20 % Dampf auf. Wenn ein Medium aus einer Luft- Dampf-Mischung genutzt wird, kann die Temperatur der Luft, die mit dem Dampf gemischt wird, reguliert werden, um die Temperatur des spaltungsinduzierenden Mediums zu verändern. Beispielsweise kann die Temperatur der Luft erhöht werden, um die Temperatur der Dampf-Luft-Mischung weiter zu erhöhen.
In Übereinstimmung mit der Erfindung spalten sich die konjugierten Mikrofasern in einem Zeitrahmen, der gleich oder kleiner ist als etwa 30 Sekunden; wünschenswert gleich oder kleiner als etwa 10 Sekunden; wünschenswerter gleich oder kleiner als 5 Sekunden; am wünschenswertesten gleich oder kleiner als 1 Sekunde, d.h., nahezu sofort, wenn sie mit dem spaltungsinduzierenden Medium in Berührung kommen. Außerdem spalten sich beim vorliegenden Faserspaltungsverfahren mindestens etwa 25 %, wünschenswert mindestens etwa 50 %, wünschenswerter mindestens etwa 75 %, am wünschenswertesten mindestens etwa 95 % und bis zu 100 der konjugierten schmelzgeblasenen Faser.
Das Produktionsverfahren für superfeine Spaltmikrofasern ist gegenüber den Produktionsverfahren für feine Mikrofasern nach dem bisherigen Stand der Technik sehr vorteilhaft. Anders als bei den auflösenden Produktionsverfahren nach dem bisherigen Stand der Technik ist das vorliegende Produktionsverfahren für Spaltmikrofasern einfach und spontan und erzeugt nicht bedeutende Mengen an Nebenprodukten, die zu beseitigen sein können. Außerdem entfernt das vorliegende Spaltungsverfahren nicht Teile der Fasern. Folglich verringert das Spaltungsverfahren nicht das Gewicht und die Faserdeckfähigkeit der Faserbahn. Tatsächlich verbessert das vorliegende Spaltungsverfahren, dass die Anzahl der Faserbündel in der Vliesstoffbahn vergrößert, ohne dass ihr Flächengewicht verringert wird, die Faserdeckfähigkeit und die Gefüge- und physikalischen Eigenschaften der Bahn. Außerdem liefern die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Bahnen aus superfeinen Mikrofasern sehr wünschenswerte Eigenschaften, die Festigkeitseigenschaften einschließen, und eine Drapierfähigkeit über Bahnen aus Glasfasern, die eine vergleichsweise Größe aufweisende superfeine Mikroglasfasern enthalten.
Wie es vorangehend dargelegt wird, werden die Bahnen der Erfindung aus superfeinen Spaltmikrofasern aus konjugierten schmelzgeblasenen Mehrkomponentenfasern hergestellt, die mindestens zwei inkompatible Polymere aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie unterschiedliche Segmente über den Querschnitt entlang der gesamten oder im wesentlichen der gesamten Länge einer jeden Faser belegen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird jedes Segment der konjugierten Faser durch ein Polymer belegt, das mit dem Polymer oder den Polymeren des benachbarten Segmentes oder der benachbarten Segmente inkompatibel ist. Beispielsweise werden zwei inkompatible Polymerzusammensetzungen abwechselnd angeordnet, um eine einheitliche konjugierte Faser zu bilden, oder es wird eine Anzahl von gegenseitig inkompatiblen Polymeren angeordnet, um die konjugierte Faser zu bilden.
Die konjugierte Faser sollte eine Querschnittskonfiguration aufweisen, die für eine teilweise oder vollständige Dissoziation zugänglich ist. Dementsprechend bildet mindestens ein dissoziierbares Segment des Querschnittes der konjugierten Faser, das durch eine der einzelnen Polymere der Faser belegt wird, einen Teil der Umfangsfläche der Faser und weist eine Konfiguration auf, die durch die benachbarten Segmente nicht eingeschlossen wird, so dass das dissoziierbare Segment physikalisch nicht daran gehindert wird, dass es getrennt wird.
Geeignete Konfigurationen für konjugierte Fasern enthalten nebeneinanderliegende Konfigurationen (1), Keilkonfigurationen (2), Hohlkeilkonfigurationen (3) und Schnittkonfigurationen (4). Es soll beachtet werden, dass eine geeignete Konfiguration nicht eine symmetrische Geometrie aufweisen muß, vorausgesetzt, dass sie nichtokklusiv ist oder ineinandergreift. Dementsprechend schließen geeignete Konfigurationen ebenfalls asymmetrische Konfigurationen ein, wie sie beispielsweise in 5 bis 6 gezeigt werden. Spaltbare konjugierte Fasern mit einer asymmetrischen Querschnittskonfiguration, beispielsweise 5 oder 6, bilden eine Bahn aus superfeinen Mikrofasern, die eine Mischung von mindestens zwei Gruppen von Fasern enthält, die unterschiedliche Querschnittskonfigurationen, Größen oder Formen aufweisen. Außerdem müssen die spaltbaren konjugierten Fasern nicht konventionelle runde Fasern sein. Weitere nützliche Faserformen schließen rechteckige, ovale und gelappte Formen ein.
Die unterschiedlichen einzelnen Polymere der konjugierten Faser müssen nicht in gleichen Mengen vorhanden sein. Beispielsweise kann ein einzelnes Polymer der konjugierten Faser einen dünnen folienartigen Abschnitt bilden, der nur als ein Teiler zwischen zwei benachbarten einzelnen Polymeren wirkt, wodurch eine Bahn geliefert wird, die feine Mikrofasern aus hauptsächlich einer Polymerkomponente enthält.
Zusätzlich können die spaltbaren konjugierten Mikrofasern gekräuselt oder nichtgekräuselt sein. Gekräuselte spaltbare Mikrofasern der vorliegenden Erfindung sind für die Herstellung einer voluminösen Bahn sehr nützlich, da die Kräuselungen die Bauschigkeit oder Lockerheit der Bahn vergrößern.
In Übereinstimmung mit der Erfindung können Spaltmikrofasern mit verschiedenen Dicken zweckmäßigerweise hergestellt werden, indem die Dicke der konjugierten Fasern und/oder die Anzahl der Segmente innerhalb des Querschnittes der konjugierten Fasern reguliert werden. Im allgemeinen führt eine konjugierte Faser mit einer feineren Dicke und/oder einer größeren Anzahl von Querschnittssegmenten zu feineren Spaltmikrofasern. Dementsprechend kann die Dicke der Spaltmikrofasern leicht reguliert werden, um eine breite Vielzahl von Dicken aufzuweisen. Von den geeigneten Dickenkontrollverfahren ist das Verfahren der Regulierung der Anzahl der Querschnittssegmente für die vorliegende Erfindung besonders wünschenswert. Durch Regulieren der Anzahl der Querschnittssegmente und der Dicke der konjugierten Mikrofasern können die Spaltmikrofasern der Erfindung sogar mit einem Gewicht pro Längeneinheit von etwa 0,1 μm oder weniger hergestellt werden.
Wie es vorangehend aufgezeigt wird, enthalten hydrophile Polymere, die für die vorliegende spaltbare konjugierte Faser geeignet sind, sowohl hydrophile als auch hydrophil modifizierte Polymere. Geeignete hydrophile Polymere weisen wünschenswerterweise einen Kontaktwinkel von weniger als gleich etwa 80° auf. Spezifisch hydrophile Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, schließen thermoplastische Polymere mit der vorangehend beschriebenen Hydrophilie ein. Derartige Polymere schließen ein: Copolymere aus Caprolactam und Alkylenoxiddiamin, z.B. Hydrophil^®, die kommerziell von der Allied Signal Inc. zur Verfügung stehen; Copolymere aus Poly(oxyethylen) und Polyurethan, Polyamid, Polyester oder Polyharnstoff, z.B. saugfähige thermoplastische Polymere, die im U.S. Patent Nr. 4767825 an Pazos und Mitarbeiter offenbart werden; Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere; und dergleichen. U.S. Patent Nr. 4767825 ist in seiner Gesamtheit hierin durch Bezugnahme auf genommen.
Hydrophil modifizierbare Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, schließen Polyolefine, Polyester, Polyamide, Polycarbonate und deren Copolymere und Mischungen ein. Geeignete Polyolefine schließen ein: Polyethylen, z.B. Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen niedriger Dichte und lineares Polyethylen niedriger Dichte; Polypropylen, z.B. isotaktisches Polypropylen, syndiotaktisches Polypropylen, Mischungen aus isotaktischem Polypropylen und ataktischem Polypropylen und deren Mischungen; Polybutylen, z.B. Poly(1-buten) und Poly(2-buten); Polypenten, z.B. Poly(1-penten) und Poly(2-penten); Poly(3-methyl-1-penten); Poly(4-methyl-1-penten); und deren Copolymere und Mischungen. Geeignete Copolymere schließen statistische und Blockcopolymere ein, die aus zwei oder mehr unterschiedlichen ungesättigten Olefinmonomeren hergestellt werden, wie beispielsweise Ethylen/Propylen- und Ethylen/Butylen-Copolymere. Geeignete Polyamide schließen ein: Nylon 6; Nylon 6/6; Nylon 4/6; Nylon 11; Nylon 12; Nylon 6/10; Nylon 6/12; Nylon 12/12; Copolymere aus Caprolactam und Alkylenoxiddiamin; und dergleichen ebenso wie deren Mischungen und Copolymere. Geeignete Polyester schließen ein: Polyethylenterephthalat; Polybutylenterephthalat; Polytetramethylenterephthalat; Polycyclohexylen-1,4-dimethylenterephthalat; und deren Isophthalatcopolymere ebenso wie deren Mischungen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wenn ein hydrophobes oder weniger als ausreichend hydrophiles Polymer als die hydrophile Komponente der spaltbaren konjugierten Faser verwendet wird, muß das Polymer hydrophil oder benetzbar modifiziert sein. Ein nützliches Hilfsmittel zum Modifizieren der Polymerzusammensetzung ist das Hinzufügen eines hydrophilen Modifikationsmittels oder hydrophilen Modifizierers. Geeignete hydrophile Modifizierer schließen verschiedene oberflächenaktive Mittel ein. In Abhängigkeit von der endgültigen Verwendung der Materialien, die die Spaltmikrofasern enthalten, können die oberflächenaktiven Mittel flüchtig oder nichtflüchtig sein. Flüchtige oberflächenaktive Mittel, d.h., oberflächenaktive Mittel, die sich von der Faseroberfläche abwaschen, sind geeignet, wenn die Spaltfasern bei Anwendungen mit einmaliger Exponierung oder bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen nichtbenetzbare oder hydrophobe Eigenschaften gewünscht werden. Wenn ein flüchtiges oberflächenaktives Mittel genutzt wird, kann die Bahn aus Spaltmikrofasern anschließend gewaschen werden, so dass die Bahn und die Spaltmikrofasern der Bahn hydrophob werden. Nichtflüchtige oberflächenaktive Mittel, d.h., oberflächenaktive Mittel, die dauerhaft oder bedingt lösbar an der Faseroberfläche haften, sind geeignet, wenn die Spaltfasern bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen beständiger benetzbare oder hydrophile Eigenschaften gewünscht werden. Außerdem werden besonders geeignete intern zugesetzte oberflächenaktive Mittel ausgewählt, die eine niedrige Kompatibilität mit dem Polymer der hydrophilen Komponente der Faser aufweisen, da derartige oberflächenaktive Mittel leicht zur Oberfläche der Faser während des Faserspinnvorganges wandern. Wenn ein oberflächenaktives Mittel mit der Eigenschaft eines langsamen Wanderns genutzt wird, können die Fasern wärmebehandelt oder spannungsfreigemacht werden müssen, um das Wandern des oberflächenaktiven Mittels zur Oberfläche zu erleichtern. Eine derartige Wärmebehandlung ist im Fachgebiet als ein „Ausschwitz"-Vorgang bekannt. Veranschaulichende Beispiele für geeignete oberflächenaktive Mittel schließen ein: oberflächenaktive Mittel auf Siliciumbasis, z.B. mit Polyalkylenoxid modifiziertes Polydimethylsiloxan; fluoraliphatische oberflächenaktive Mittel, z.B. Perfluoralkylpolyalkylenoxide; und weitere oberflächenaktive Mittel, z.B. nichtionische oberflächenaktive Mittel aus Actylphenoxypolyethyoxyethanol, Alkylarylpolyetheralkohole und Polyethylenoxide. Kommerziell verfügbare oberflächenaktive Mittel, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, schließen ein: verschiedene oberflächenaktive Mittel auf der Basis von Poly(ethylenoxid), die unter dem Markennamen Triton erhältlich sind, z.B. die Sorte X-102 von der Rohm and Haas Corp.; verschiedene oberflächenaktive Mittel auf Glycolbasis, die unter dem Markennamen Emerest erhältlich sind, z.B. die Sorten 2620 und 2650 von der Emery Industries; verschiedene oberflächenaktive Mittel auf der Basis von mit Polyalkylenoxid modifiziertem Polydimethylsiloxan, die unter dem Markennamen Masil erhältlich sind, z.B. SF-19, das von Mazer erhältlich ist; Polyalkylenoxid-Fettsäurederivate, die unter dem Markennamen PEG erhältlich sind, z.B. PEG 400, das von der ICI erhältlich ist; Sorbitanmonooleat, z.B. Span 80, das von der ICI erhältlich ist; ethoxyliertes hydroxyliertes Kastoröl, z.B. G1292, das von der ICI erhältlich ist; eine Mischung von Sorbitanmonooleat und ethoxyliertem hydroxyliertem Kastoröl, z.B. Ahcovel Base N62, das von der ICI erhältlich ist; mit Polyoxyalkylen modifizierte fluoraliphatische oberflächenaktive Mittel, die z.B. von der Minnesota Mining and Manufacturing Co. erhältlich sind; und deren Mischungen.
Die Menge der erforderlichen oberflächenaktiven Mittel und die Hydrophilie der modifizierten Fasern für jede Anwendung wird in Abhängigkeit von der Art des eingesetzten oberflächenaktiven Mittels und der Art des eingesetzten Polymers variieren. Im allgemeinen führen Fasern, die ein mehr hydrophiles oder hydrophil modifiziertes Polymer oder Polymere enthalten, zu einem spontaneren Spalten. Folglich kann ein hohes Niveau an oberflächenaktivem Mittel der Polymerzusammensetzung der konjugierten Fasern zugesetzt werden, vorausgesetzt, dass das Niveau des oberflächenaktiven Mittels nicht zu hoch ist, um die Verarbeitbarkeit der Polymerzusammensetzung nachteilig zu beeinflussen. Typischerweise liegt die Menge des oberflächenaktiven Mittels, die für die vorliegende Faserzusammensetzung geeignet ist, im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 5 %, wünschenswert von etwa 0,3 % bis etwa 4,5 %, wünschenswerter von etwa 0,5 % bis etwa 4 %, gewichtsbezogen, basierend auf dem Gewicht der Polymerzusammensetzung. Das oberflächenaktive Mittel wird gründlich mit der Polymerzusammensetzung gemischt, bevor die Zusammensetzung zu Fasern verarbeitet wird. Wenn ein Schmelzextrudiervorgang für das Herstellen von Fasern genutzt wird, wird beispielsweise das oberflächenaktive Mittel mit den Polymerzusammensetzungen in den Extrudern gemischt und schmelzextrudiert und danach zu Fasern versponnen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden weitere einzelne Polymere für spaltbare konjugierte Fasern aus hydrophilen und hydrophoben thermoplastischen Polymeren ausgewählt. Geeignete Polymere schließen die vorangehend veranschaulichten hydrophilen Polymere und die hydrophil modifizierbaren Polymere ein. Die weiteren einzelnen Polymere müssen nicht hydrophil sein, müssen aber mit dem hydrophilen einzelnen Polymer der schmelzgeblasenen konjugierten Fasern inkompatibel sein.
Der Begriff „inkompatible Polymere", wie er hierin verwendet wird, verweist auf die Polymere, die nicht eine mischbare Mischung bilden, wenn sie in der Schmelze gemischt werden, d.h., die nicht mischbar sind. Als eine wünschenswerte Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die Unterschiede beim Löslichkeitsparameter ( ) des Polymers verwendet, um in geeigneter Weise inkompaktible Polymere auszuwählen. Die Löslichkeitsparameter ( ) des Polymers sind bei den unterschiedlichen Polymeren im Fachgebiet gut bekannt. Eine Diskussion des Löslichkeitsparameters wird beispielsweise in Polymer: Chemistry and Physics of Modern Materials (Polymer: Chemie und Physik der modernen Materialien), Seite 142 bis 145, von JMG Cowie, International Textbook Co., Ltd., 1973, offenbart. Wünschenswerter Weise weisen die angrenzend angeordneten einzelnen Polymere der vorliegenden schmelzgeblasenen konjugierten Faser einen Unterschied beim Löslichkeitsparameter von mindestens etwa 0,5 (cal/cm³)^1/2 auf, wünschenswert von mindestens etwa 1 (cal/cm³)^1/2, wünschenswerter von mindestens etwa 2 (cal/cm³)^1/2. Die obere Grenze des Unterschiedes beim Löslichkeitsparameter ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch, da, je höher der Unterschied ist, desto spontaner erfolgt das Spalten der Faser.
Veranschaulichende Beispiele von besonders wünschenswerten Paaren von inkompatiblen Polymeren, die für die vorliegenden konjugierten Mikrofasern nützlich sind, schließen ein: Polyolefin-Polyamid, z.B. Polyethylen-Nylon 6, Polyethylen-Nylon 6/6, Polypropylen-Nylon 6, Polypropylen-Nylon 6/6, Polyethylen-ein Copolymer von Caprolactam und Alkylenoxiddiamin, und Polypropylen-ein Copolymer von Caprolactam und Alkylenoxiddiamin; Polyolefin-Polyester, z.B. Polyethylen-Polyethylenterephthalat, Polypropylen-Polyethylenterephthalat, Polyethylen-Polybutylenterephthalat und Polypropylen-Polybutylenterephthalat; und Polyamid-Polyester, z.B. Nylon 6-Polyethylenterephthalat, Nylon 6/6-Polyethylenterephthalat, Nylon 6-Polybutylenterephthalat, Nylon 6/6-Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat-ein Copolymer von Caprolactam und Alkylenoxiddiamin und Polybutylenterephthalat-ein Copolymer von Caprolactam und Alkylenoxiddiamin und Polypropylen.
7 veranschaulicht ein Musterverfahren zur Herstellung einer Vliesstoffbahn der vorliegenden Erfindung aus superfeinen Spaltmikrofasern. Eine Fertigungsstrecke 10 ist angeordnet, um eine Vliesstoffbahn aus schmelzgeblasenen Spaltfasern aus zwei Polymercomponenten (Bikomponente) herzustellen. Es soll bemerkt werden, dass konjugierte schmelzgeblasene Fasern, die mehr als zwei Polymercomponenten enthalten, hergestellt werden können. Die Fertigungsstrecke 10 enthält ein Paar Extruder 12a und 12b für das separate Verarbeiten von zwei inkompatiblen einzelnen Polymeren aus der Schmelze. Eines oder beide der einzelnen Polymere sind hydrophile Polymere oder hydrophobe Polymere, die mit wirksamen Mengen eines hydrophilen Modifizierers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gemischt werden, und sie werden in die entsprechenden Extruder eingeführt. Alternativ kann der hydrophile Modifizierer in die entsprechenden Extruder eingespritzt werden. Die Polymere werden in den Extrudern aus der Schmelze verarbeitet und danach beispielsweise einem nebeneinander angeordneten Extruderkopf 14 zugeführt. Im allgemeinen beschrieben, schließt der Extruderkopf 14 ein Gehäuse ein, das eine Vielzahl von Platten enthält, die eine auf der anderen gestapelt sind, wobei ein Muster von Öffnungen angeordnet ist, um Strömungswege für das Lenken der Polymerextrudate durch den Extruderkopf 14 in die Düsenöffnungen oder Austrittsöffnungen 16 zu erzeugen. Das Extruderkopfende 22, das im Schnitt in 8 gezeigt wird, enthält die Düsenöffnungen 16. Jede der Öffnungen 16 nimmt vorgegebene Mengen der zwei Extrudate in einer nebeneinanderliegenden Konfiguration auf, wodurch ein Seite-an-Seite-Elementarfaden 24 gebildet wird. Ein heißes Hochdruckfluid, im allgemeinen Luft, wird dem Extruderkopfende über die Rohre 18 und 20 zugeführt, die in Kanälen 26 und 28 angrenzend an die Düsenöffnungen 16 enden. Während die Extrudate aus den Düsenöffnungen 16 austreten, um die Elementarfäden 24 zu bilden, verfeinert das Hochdruckfluid die Elementarfäden 24 und transportiert sie auf ein sich bewegendes mit Löchern versehenes Band 30. Alternativ kann das Hochdruckfluid verwendet werden, um die Elementarfäden zu verfeinern, und um die Elementarfäden aufzubrechen, um luftübertragene feine endliche Fasern zu bilden. Die verfeinerten Elementarfäden oder Fasern 24, die nicht vollständig abgekühlt und noch klebrig sind, werden wahllos abgelegt, um eine autogen gebundene Vliesstoffbahn 32 zu bilden. Unterhalb des mit Löchern versehenen Bandes 30 wird ein Vakuum gesaugt, um die Bahnbildung zu unterstützen. Sobald die Fasern abgelegt sind und die Bahn gebildet ist, wird die Bahn 32 vom Band 30 mittels der Walzen 34 und 36 abgezogen. Die Bahn 32 aus konjugierten schmelzgeblasenen Fasern wird danach unter einer Spritzvorrichtung 38 geführt, die gründlich und gleichmäßig ein heißes, wäßriges, spaltungsinduzierendes Medium aufbringt, z.B. Dampf oder heißes Wasser, um die Fasern der Bahn zu spalten. Als alternative Ausführung kann die Bahn 32 durch ein Heißwasserbad geführt werden. Eine Vakuumvorrichtung (nicht gezeigt) kann auf der anderen Seite der Bahn unter der Spritzvorrichtung 38 angeordnet werden, um das aufgebrachte spaltungsinduzierende Medium zu entfernen. Die Bahn aus Spaltfasern wird danach getrocknet.
Die Bahn aus superfeinen schmelzgeblasenen Spaltfasern zeigt wünschenswerte Eigenschaften, wie beispielsweise eine Gleichmäßigkeit des textilen Flächengebildes, eine gleichmäßige Faserdeckfähigkeit, bedeutende Sperreigenschaften, bedeutende Filtrationseigenschaften und eine große Faseroberfläche. Bahnen, die Spaltmikrofasern enthalten, die die vorangehend veranschaulichten wünschenswerten Eigenschaften zeigen, sind für verschiedene Verwendungen sehr geeignet. Beispielsweise sind Vliesstoffbahnen, die Spaltmikrofasern enthalten, für verschiedene Verwendungen sehr geeignet, die Wegwerfartikel einschließen, z.B. Schutzbekleidung, Sterilisationsverpackungen, Wischtücher und Hüllen für saugfähige Artikel.
Als eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Bahn aus superfeinen Mikrofasern als ein Laminat verwendet werden, das mindestens eine Schicht der Bahn aus Spaltmikrofasern und mindestens eine weitere Schicht eines weiteren Gewebes oder Vliesstoffes oder einer Folie enthält. Die weitere Schicht für das Laminat wird ausgewählt, um zusätzliche und/oder komplementäre Eigenschaften zu verleihen, wie beispielsweise Gefüge- und Festigkeitseigenschaften. Die Schichten des Laminats können durch ein Bindungsverfahren, wie es im Fachgebiet bekannt ist, gebunden werden, um eine einheitliche Struktur zu bilden, die für Laminatstrukturen geeignet ist, wie beispielsweise durch ein thermisches Bonden, Ultraschall-Bonden, Bonden durch Verkleben oder Hydroverwirbelungsverfahren.
Eine Laminatstruktur, die für die vorliegende Erfindung sehr geeignet ist, wird im U.S. Patent Nr. 4041203 an Brock und Mitarbeiter offenbart, welches in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Beim Anpassen der Offenbarung des U.S. Patentes Nr. 4041203 kann ein mustergebundenes Laminat hergestellt werden, das mindestens eine Schicht einer Vliesstoffbahn aus Elementarfäden, z.B. eine Bahn aus spinngebundenen Fasern, und mindestens eine Schicht der vorliegenden Vliesstoffbahn aus superfeinen Spaltmikrofasern enthält, und ein derartiges Laminat kombiniert die Festigkeits- und Gefügeeigenschaften der spinngebundenen Bahn und die atmungsaktiven Sperreigenschaften der Bahn aus Spaltmikrofasern. Die Laminatstrukturen sind für verschiedene Verwendungen sehr geeignet, die verschiedene Hautkontaktanwendungen einschließen, wie beispielsweise Schutzbekleidung, Hüllen für Windeln, Pflegeprodukte für Erwachsene, Lernhöschen und Damenbinden, verschiedene Tücher und dergleichen.
Noch eine weitere Ausführung der vorliegenden Neuerung, die Bahnen der vorliegenden Erfindung aus superfeinen Spaltmikrofasern, ist für verschiedene Filtermedien dadurch sehr geeignet, dass die Bahnen superfeine Fasern und eine gleichmäßige Faserdeckfähigkeit aufweisen und sehr wünschenswerte Filtrationseigenschaften liefern. Ein Beispiel für den Gedanken der Filtermedien aus Mikrofasern, der auf die Verwendung der vorliegenden Bahnen aus superfeinen Mikrofasern zugeschnitten werden kann, wird beispielsweise im U.S. Patent Nr. 4824451 an Vogt und Mitarbeiter offenbart, welches in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Wendet man sich nun den Zeichnungen zu, zeigt 11 ein Vliesmaterial 50 in der Form eines Laminats mit einer integrierten Matte 52 aus thermoplastischen Mikrofasern 54 als eine obere Lage und einer Bahn 56 aus im Wesentlichen kontinuierlichen und zufällig abgelegten, molekular orientierten Filamenten 58 aus einem thermoplastischen Polymer als einer unteren Lage. Wie dargestellt, kann zum Bereitstellen einer gleichförmigen Struktur Befestigung der Lagen aneinander zwischen der Matte und der Bahn in den beabstandeten, diskreten Bindungsbereichen 60 bewerkstelligt werden, welche über die Oberfläche des Materials in einem im Wesentlichen regelmäßigen Muster angeordnet sind. Während es bevorzugt ist, dass die diskreten Bindungsbereiche 60 durch die Anwendung von Wärme und Druck an den dargestellten beabstandeten Bereichen gebildet werden, können auch andere Verfahren zum Befestigen der Lagen aneinander verwendet werden, wie etwa die Verwendung von unabhängig aufgebrachten Haftmitteln oder mechanischem Ineinandergreifen der Fasern, wie etwa durch Nadeltechniken oder dergleichen.
Wendet man sich nun der Bahn 56 aus im Wesentlichen kontinuierlichen Filamenten zu, ist auch die Art und Weise der Herstellung dieser Bahn üblich, wobei beispielhafte Techniken in den folgenden Patenten aufgeführt sind: Kinney (US-Patente Nr. 3,338,992 und 3,341,394); Levy (US-Patent Nr. 3,276,944); Peterson (US-Patent Nr. 3,502,538); Hartmann (US-Patente Nr. 3,502,763 und 3,509,009); Dobo et al. (US-Patent Nr. 3,542,615); und Harmon (kanadisches Patent Nr. 803,714).
Während viele verschiedene Methoden zum anfänglichen Herstellen von solchen Bahnen aus kontinuierlichen Filamenten aufgezeigt wurden, weisen die zur Verfügung stehenden Methoden im Allgemeinen wenigstens drei gemeinsame Merkmale auf. Als erstes involvieren die Herstellungsmethoden kontinuierliches Extrudieren eines thermoplastischen Polymers (entweder aus der Schmelze oder einer Lösung) durch eine Spinndüse, um diskrete Filamente zu bilden. Danach werden die Filamente gezogen (entweder mechanisch oder pneumatisch), ohne sie zu brechen, um die Polymerfilamente molekular zu orientieren und Festigkeit zu erreichen. Zuletzt werden die kontinuierlichen Filamente in zufälliger Art und Weise auf einem Trägerband oder dergleichen abgelegt, um eine Bahn aus im Wesentlichen kontinuierlichen und zufällig angeordneten, molekular orientierten Filamenten zu bilden. Eine bevorzugte Methode zum Herstellen solcher Bahnen ist in US-Patent Nr. 3,692,618 beschrieben.
Wendet man sich nun 12 zu, ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, worin ein Material 80 dargestellt ist, welches als äußere Lagen Mikrofasermatten 82 und 84 und als eine innere Lage eine Bahn 86 als kontinuierlichen Filamenten aufweist. Wieder wird, wie in 11 dargestellt, Befestigung und Integration der Lagen mittels des regelmäßigen Musters aus beabstandeten Bindungen 88 erreicht. Herstellung eines Materials, wie es in 12 dargestellt ist, kann erreicht werden durch Kombinieren einer zweiten Mikrofasermatte mit einer ersten Mikrofasermatte und einer Bahn aus kontinuierlichen Filamenten an einem Spalt, welcher von einem Paar Walzen gebildet wird, und danach Durchführen des dreilagigen Verbunds durch die Walzen und den Bindungsspalt. Ähnlich sollte verstanden werden, dass eine Mikrofasermatte auf einem Sieb gebildet werden kann, und danach Bahnen aus kontinuierlichen Filamenten auf einer oder beiden Seiten der Matte angeordnet werden können, um andere Konstruktionen zu bilden, welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung beinhalten.
Zusätzlich zu den dargestellten, erwünschten Festigkeitseigenschaften besitzt das Material eine insgesamt opake, textilähnliche Erscheinung, einen wünschenswerten Fall und Griffigkeit eines vollen Körpers, und es fühlt sich dadurch angenehm an, dass es sich hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehalts mit der umgebenden Atmosphäre in Gleichgewicht zu bringen scheint. Bei der Auswahl des Verhältnisses von Mikrofasermatte zu Bahn aus kontinuierlichem Filament werden kleinere Verhältnisse mit Verwendungen in Verbindung gebracht, in denen größere Festigkeitseigenschaften und weniger strenge Sperreigenschaften erforderlich sind. Wenn der Gehalt an Mikrofasermasse des Laminats erhöht wird, werden bessere Sperreigenschaften bemerkt, die Durchlässigkeit wird jedoch verringert. Bevorzugte Laminate sind solche, in denen ein Verhältnis von Matte zu Bahn weniger als etwa 1:1 (z.B. 7:1 bis 0,9:1) ist.
Von den erfindungsgemäßen Laminaten wird angenommen, dass sie besonders nützlich als Wischtücher zum Zugeben oder Entfernen von Wasser, Polituren und Lösungsmitteln und dergleichen sind, sowie für tragbare feuchte Waschlappen für die persönliche Verwendung. Zusätzlich ist herausgefunden worden, dass bestimmte Laminate, wie sie hierin beschrieben sind, ganz besonders nützlich als sterile Einpackmaterialien oder Aufbewahrungsstoffe für chirurgische und andere Verfahren im Gesundheitsbereich sind. Wie allgemein anerkannt ist, müssen für diese Zwecke nützliche Stoffe Eindringen eines Sterilisierungsmittels erlauben (z.B. Ethylenoxid, Dampf, Gammastrahlung, etc.), danach in einem hohem Maße Durchtritt von Bakterien und ähnlichen Kontaminationsmitteln verhindern, antistatisch sein und vorzugsweise auch fluidabweisend sein. Diese Anwendungen umfassen unter anderem Umhüllungen für chirurgische Instrumente und Verpackungen, chirurgische Hauben, Kittel und Patientenumhänge, Decken für medizinische Tische, Isolierungskittel und Reinigungsbekleidung.
Es werden Vliesmaterialien von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, welche hinsichtlich Fall, Griffigkeit und Erscheinung stoffähnlich sind. Durch Verwendung der hierin dargestellten Techniken können atmungsfähige, fluidabweisende Materialien erzeugt werden, welche sehr stark für Bekleidungsanwendungen geeignet sind, wie etwa Futter von Außenbekleidung, Jacken, Regenbekleidung und dergleichen. Es ist ferner herausgefunden worden, dass diese hierin dargestellten Materialien, welche als eine exponierte Oberfläche eine Mikrofasermatte haben, in vorteilhafter Weise bedruckt werden können, um dekorative Stoffe bereitzustellen, und zusätzlich fluidzurückhaltende Eigenschaften aufweisen, welche sie geeignet für Wischtücher sowie aufnahmefähig für Behandlung mit Benetzungsmitteln und dergleichen machen, um absorbierende Eigenschaften bereitzustellen.
Solche Verwendungen können umfassen: Robenfutter und Blenden, Matratzenkissen, -auflagen und -drell; Duschvorhänge, Umhänge und Umhangausfütterungen; Kissenüberzüge, Schutzhüllen und Kissenbezüge; Bettbezüge und Quilts; und Schlaf- und Schlummersäcke und Ausfütterungen dafür. Ähnlich kann in Bezug auf die anderen Festigkeitseigenschaften, insbesondere Griffzugfestigkeit und Trapezoidriss eine ähnliche, unerwartete Verbesserung der Festigkeit erreicht werden, welche wie dargestellt im Allgemeinen im Bereich von wenigstens etwa 30 % und allgemein wenigstens etwa 50 % beträgt, verglichen mit dem, was theoretisch vorhergesagt wurde.
Die folgenden Beispiele werden für den Zweck der Veranschaulichung vorgelegt, und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
BEISPIELE:
PRÜFVERFAHREN:
Frazier Durchlässigkeit:
Die Frazier Durchlässigkeit, die die Durchlässigkeit einer Bahn in Form von Kubikfuß pro Minute an Luft pro Quadratfuß des Mediums bei einem Druckabfall von 0,5 Inch Wasser ausdrückt, wurde bei Verwendung eines Frazier Luftdurchlässigkeitsprüfgerätes, das von der Frazier Precision Instrument Company erhältlich ist, ermittelt und in Übereinstimmung mit dem Federal Test Method 5450, Standard Nr. 191A, gemessen.
Kontaktwinkel:
Der Kontaktwinkel ist ein Anfangskontaktwinkel, d.h., gemessen innerhalb von 5 Sekunden, der an einer 13 cm × 13 cm Gießfolie, die eine Dicke von 3 mm aufwies, mit entionisiertem Wasser in Übereinstimmung mit ASTM D724-89 gemessen wurde.
BEISPIEL 1 (Ex1)
Eine Bahn aus schmelzgeblasenen Bikomponentenfasern wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren gebildet, das im U.S.Patent Nr. 3978185 an Butin und Mitarbeiter beschrieben wurde, außer dass ein nebeneinanderliegender Extruderkopf verwendet wurde, und dass zwei einzelne Schneckenextruder eingesetzt wurden, um die zwei einzelnen Polymere zu verarbeiten. Die schmelzgeblasenen Fasern der Bahn wiesen 50 Gew.-% Polypropylen und 50 Gew.-% Nylon 6 auf, basierend auf dem Gesamtgewicht der Fasern. Das Polypropylen war HH441 von Himont, und das eingesetzte Nylon 6 war ein kundenspezifisches polymerisiertes Polycaprolactam, das von Nyltech, Manchester, NH, hergestellt wurde und eine relative Viskosität in Ameisensäure von 1,85 aufwies. Der Unterschied des Löslichkeitsparameters der zwei Polymere ist größer als 5 (cal/cm³)^1/2. Die Nylonkomponente enthielt zusätzlich 2 Gew.-% des ethoxylierten Polysiloxans, SF-19, das von Mazer erhältlich ist. Die Polymerkomponenten wurden in die Extruder eingeführt und zu Extrudaten von 455 °F (235 °C) verarbeitet. Die Extrudate wurden in die Düse geführt und zu einer Bahn aus schmelzgeblasenen Bikomponentenfasern verarbeitet. Die schmelzgeblasene Bahn wurde von der Formgebungsoberfläche entfernt und in siedendem Wasser über 5 Sekunden angeordnet. Die behandelte Bahn wurde danach getrocknet, und die Bahn wurde unter einem Mikroskop untersucht. Außerdem wurde die Zusammensetzung der modifizierten Nylonkomponente hinsichtlich ihrer Hydrophilie geprüft und zeigte einen Kontaktwinkel von etwa 40°.
Die Beobachtung unter dem Mikroskop zeigte, dass ein großer Teil der Fasern der Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern während der Wasserbehandlung gespalten wurde.
VERGLEICHSBEISPIEL 1 (C1)
Das Vergleichsbeispiel 1 ist eine Bahn aus schmelzgeblasenen Bikomponentenfasern aus Beispiel 1, bevor die Bahn in siedendem Wasser behandelt wurde. Die Vliesstoffbahn enthielt nicht offensichtlich sichtbare Spaltfasern.
Die visuelle Beobachtung der Bahnen aus Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt, dass sich die konjugierten Mikrofasern, die ein hydrophiles einzelnes Polymer enthalten, spalten, wenn sie mit einem spaltungsinduzierenden Medium der vorliegenden Erfindung behandelt werden.
BEISPIEL 2 (Ex2)
Eine Bahn aus schmelzgeblasenen Bikomponentenfasern wurde in Übereinstimmung mit Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Nylonkomponente 4 Gew.-% des ethoxylierten Polysiloxans enthielt. Der Kontaktwinkel der modifizierten Nylonkomponente betrug etwa 10°. Die behandelte Vliesstoffbahn wurde auf ihre Durchlässigkeit geprüft, und das Ergebnis wird in Tabelle 1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 2 (C2)
Das Vergleichsbeispiel 2 ist die Bahn aus schmelzgeblasenen Bikomponentenfasern aus Beispiel 2, bevor die Bahn in siedendem Wasser behandelt wurde. Das Ergebnis der Durchlässigkeit wird in Tabelle 1 gezeigt.
TABELLE 1
Die bedeutende Abnahme der Durchlässigkeit beim Beispiel 2 zeigt deutlich, dass sich die hydrophil modifizierten konjugierten Mikrofasern spalten, um eine Bahn zu bilden, die eine erhöhte Anzahl von Faserbündeln enthält, wenn mit einem heißen, wäßrigen, eine Fibrillierung induzierenden Medium behandelt wird, wodurch die Sperreigenschaft der Bahn verbessert wird.
Wendet man sich den Figuren zu, so ist 9 eine Rasterelektronenmikrofotografie eines repräsentativen Schnittes der Bahn des Beispiels 2, und 10 ist eine Rasterelektronenmikrofotografie eines repräsentativen Schnittes der Bahn des Vergleichsbeispiels 2. 9 zeigt halbkreisförmige Spaltfasern, die aus runden nebeneinanderliegenden schmelzgeblasenen Fasern hergestellt werden, wohingegen 10 nichtgespaltene Bikomponentenfasern der Bahn des Vergleichsbeispiels 2 zeigt.
Wie aus den vorangegangenen Beispielen ersehen werden kann, liefert das vorliegende Produktionsverfahren für superfeine Spaltmikrofasern eine Bahn aus spontan gespaltenen superfeinen Mikrofasern. Die nach dem Verfahren hergestellte Bahn aus superfeinen Spaltmikrofasern liefert außerdem eine sehr wünschenswerte Kombination von Gefüge- und physikalischen Eigenschaften, die eine wünschenswerte Weichheit, gleichmäßige Faserdeckfähigkeit, wünschenswerte Festigkeitseigenschaften, eine Drapierfähigkeit, bedeutende Sperreigenschaften, bedeutende Filtrationseigenschaften und dergleichen einschließen.

Claims

Mehrlagen-Laminat, umfassend: eine erste Lage, wobei die erste Lage eine Vliesbahn (56) aus kontinuierlichen, molekular orientierten Filamenten (58) umfasst; und eine zweite Lage, welche fest an der ersten Lage befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage eine Vliesbahn (52) aus schmelzgeblasenen Fasern (54) umfasst, wobei die schmelzgeblasenen Fasern ein Gemisch aus ersten schmelzgeblasenen Fasern und zweiten schmelzgeblasenen Fasern umfasst, wobei die ersten schmelzgeblasenen Fasern ein erstes Polymer umfassen und die zweiten schmelzgeblasenen Fasern ein zweites Polymer umfassen und wobei ferner das erste Polymer mit dem zweiten Polymer unvermischbar ist, wobei wenigstens eines der Komponenten-Polymere hydrophil oder hydrophil modifiziert ist.
Mehrlagen-Laminat nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Lage mit Hilfe des Verfahrens gebondet sind, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermischem Bonden, Ultraschall-Bonden, Bonden durch Verkleben und Hydroverwirbelung.
Mehrlagen-Laminat nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten und die zweiten schmelzgeblasenen Fasern aus einer gemeinsamen, einheitlichen Faser abgespalten sind.
Mehrlagen-Laminat nach Anspruch 3, wobei die molekular orientierten Filamente spinngebundene Fasern umfassen und wobei das Mehrlagen-Laminat ferner eine dritte Lage umfasst, wobei die dritte Lage eine Vliesbahn aus spinngebundenen Fasern umfasst und wobei ferner die zweite Lage zwischen der ersten und der dritten Lage angeordnet ist.
Mehrlagen-Laminat nach Anspruch 4, wobei die Lagen thermisch gebondet sind.
Mehrlagen-Laminat nach Anspruch 4, wobei die Lagen durch Verkleben gebondet sind.
Mehrlagen-Laminat nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die erste und die dritte Lage Polyolefin-Fasern umfassen.
Mehrlagen-Laminat nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das erste und das zweite Polymer der ersten und der zweiten schmelzgeblasenen Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Polyestern und Polyamiden.
Sterilisierungstuch, umfassend das Mehrlagen-Laminat nach einem der Ansprüche 4 bis 8.
Chirurgischer Kittel, umfassend das Mehrlagen-Laminat nach einem der Ansprüche 4 bis 8.
Filter, umfassend das Laminat nach einem der Ansprüche 4 bis 8.
Wischtuch, umfassend das Laminat nach einem der Ansprüche 4 bis 8.
Wischtuch nach Anspruch 12, ferner enthaltend ein Benetzungsmittel.
Verfahren zum Herstellen eines Mehrlagen-Laminats, umfassend: Bilden einer Vliesbahn (56) aus kontinuierlichen, molekular orientieren Filamenten (58); Bilden einer Vliesbahn (52) aus schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern (54), wobei die schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern eine erste Komponente aus einem ersten Polymer und eine zweite Komponente aus einem zweiten Polymer umfassen, wobei das erste und das zweite Polymer miteinander unvermischbar sind und wobei wenigstens eines der Komponenten-Polymere hydrophil oder hydrophil modifiziert ist; festes Befestigen der Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Fasern an der Vliesbahn aus molekular orientierten Filamenten; und wenigstens teilweises Spalten der schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern und Trennen der ersten und zweiten Komponente entlang eines Längsabschnitts der schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern, indem die Fasern mit einem heißen, wässrigen, spaltungsinduzierenden Medium in Kontakt gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die kontinuierlichen, molekular orientierten Filamente spinngebundene Fasern umfassen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Vliesbahn aus spinngebundenen Fasern mit Hilfe des Verfahrens, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermischem Bonden, Ultraschall-Bonden, Bonden durch Verkleben und Hydroverwirbelung, fest an der Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Bahn aus spinngebundenen Fasern und die Bahn aus den schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern mit Hilfe von thermischem Punkt-Bonden fest aneinander befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die erste Vliesbahn aus spinngebundenen Fasern und die Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern an eine zweite Vliesbahn aus spinngebundenen Fasern laminiert werden und wobei die Vliesbahn aus schmelzgeblasenen Mehr-Komponenten-Fasern zwischen der ersten und der zweiten Bahn aus spinngebundenen Fasern angeordnet werden.
Mehrlagen-Laminat, hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18.