DE69314895T3

DE69314895T3 - Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponenten-Polymer-Vliesstoffes

Info

Publication number: DE69314895T3
Application number: DE1993614895
Authority: DE
Inventors: Richard Daniel Norcross Pike; Kurtis Lee Appleton Brown; Sharon Woodstock Watkins Gwaltney; Thomas Alan Appleton Hershberger; Scott David Thomasville Siegel
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2013-08-14
Also published as: AU664472B2; TW237489B; KR940004115A; KR100236627B1; DE69314895D1; AU4448193A; ZA934766B; EP0586924B2; ES2111099T5; BR9303220A; EP0586924A1; CA2084151A1; JP3283347B2; EP0586924B1; MX9302415A; ES2111099T3; CA2084151C; US5382400A; US5418045A; JPH0665849A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten Textilmaterials und insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Herstellen multikomponenter, nicht-gewebter, polymerer Textilmaterialien, hergestellt aus kontinuierlichen, schraubenförmig gekrümmten Filamenten.
Hintergrund der Erfindung
Nicht-gewebte Textilmaterialien werden zur Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet, die wünschenswerterweise eine besondere Ausprägung an Weichheit, Festigkeit, Gleichmäßigkeit, Eigenschaften für die Flüssigkeitshandhabung wie beispielsweise Absorptionsfähigkeit, und andere physikalische Eigenschaften haben. Derartige Produkte beinhalten Handtücher, industrielle Wischtücher, Inkontinenzprodukte, Kinderhygieneprodukte, wie beispielsweise Babywindeln, absorbierende Produkte für die weibliche Hygiene und Kleidungsstücke, wie beispielsweise medizinische Bekleidung. Diese Produkte sind oft aus einer Mehrzahl von Schichten aus nicht-gewebtem Textilmaterial hergestellt, um die gewünschte Kombination an Eigenschaften zu erzielen. So können beispielsweise aus polymeren, nicht-gewebten Textilmaterialien hergestellte Baby-Wegwerfwindeln eine Abdeckschicht, die unmittelbar an der Haut des Babys angeordnet ist, und weich, fest und porös ist, eine undurchlässige, äußere Deckschicht, die fest und weich ist, und eine oder mehrere innere Schichten für die Flüssigkeitshandhabung enthalten, die weich, bauschig und absorbierend sind.
Nicht-gewebte Textilmaterialien, wie die vorstehenden, werden gewöhnlich durch Schmelzspinnen von thermoplastischen Materialien hergestellt. Derartige Textilmaterialien werden spinngebundene Materialien genannt, wobei Verfahren zum Herstellen spinngebundener, polymerer Materialien gut bekannt sind. Sowohl das US-Patent 4 692 618, Dorschner u.a., als auch das US-Patent 4 340 563, Appel u.a., offenbaren Verfahren zum Herstellen spinngebundener, nicht-gewebter, polymerer Bahnen aus thermoplastischen Materialien, durch Extrudieren des thermoplastischen Materials durch einen Spinnkopf und durch Ausziehen des extrudierten Materials in Filamente mit einem Luftstrom hoher Geschwindigkeit, um eine zufällige Bahn auf einer Sammeloberfläche auszubilden. So offenbart beispielsweise das US-Patent 3 692 618, Dorschner u.a., ein Verfahren, bei dem Bündel aus polymeren Filamenten mit einer Vielzahl von Saugspritzpistolen durch Luft sehr hoher Geschwindigkeit ausgezogen werden. Das US-Patent 4 340 563, Appel u.a., offenbart ein Verfahren, bei dem thermoplastische Filamente durch eine einzige, weite Düse durch einen Strom von Luft hoher Geschwindigkeit ausgezogen werden. Die folgenden Patente offenbar ebenfalls typische Schmelzspinnprozesse: US-Patent 3 338 992, Kinney, US-Patent 3 341 394, Kinney, US-Patent 3 502 538, Levy, US-Patent 3 502 763, Hartmann, US-Patent 3 909 009 Hartmann, US-Patent 3 542 615 Dobo u.a., und kanadisches Patent 803 714, Harmon.
Spinngebundene Materialien mit wünschenswerten Kombinationen physikalischer Eigenschaften, insbesondere Kombinationen von Weichheit, Festigkeit und Absorptionsfähigkeit, wurden hergestellt, es wurden jedoch Grenzen festgestellt. So weisen beispielsweise für einige Anwendungszwecke polymere Materialien, wie beispielsweise Polypropylen, einen wünschenswerten Bereich der Festigkeit, jedoch nicht einen wünschenswerten Bereich der Weichheit auf. Andererseits können Materialien, wie beispielsweise Polyäthylen, in einigen Fällen einen wünschenswerten Bereich der Weichheit aufweisen, jedoch nicht einen wünschenswerten Bereich der Festigkeit.
Im Bestreben, nicht-gewebte Materialien mit wünschenswerten Kombinationen physikalischer Eigenschaften herzustellen, wurden multikomponente oder bikomponente, nicht-gewebte, polymere Textilmaterialien entwickelt. Verfahren zum Herstellen bikomponenter, nicht-gewebter Materialien sind gut bekannt und sind offenbart in Patenten, wie beispielsweise das Reissue 30 955 des US-Patentes 4 068 036, Stanistreet, US-Patent 3 423 266, Davies u.a., und US-Patent 3 595 731, Davies u.a. Ein bikomponentes, nicht-gewebtes, polymeres Textilmaterial wird aus polymeren Fasern oder Filamenten hergestellt, die erste und zweite polymere Komponenten enthalten, die getrennt bleiben. Wie hier verwendet, bedeuten Filamente kontinuierliche Materialspinnfäden und Fasern bedeuten geschnittene oder diskontinuierliche Spinnfäden einer definierten Länge. Die erste und die folgenden Komponenten der multikomponenten Filamente werden in im wesentlichen getrennten Zonen über den Querschnitt der Filamente angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Filamente. Gewöhnlich weist eine Komponente unterschiedliche Eigenschaften als die andere auf, so daß die Filamente Eigenschaften der zwei Komponenten zeigen. Beispielsweise kann eine Komponente Polypropylen sein, das relativ fest ist, und die andere Komponente kann Polyäthylen sein, das relativ weich ist. Das Endergebnis ist ein festes und trotzdem weiches, nicht-gewebtes Textilmaterial.
Das US-Patent 3 423 266, Davies u.a. und das US-Patent 3 595 731, Davies u.a. offenbaren Verfahren zum Schmelzspinnen bikomponenter Filamente, um nicht-gewebte, polymere Textilmaterialien zu bilden. Die nicht-gewebten Bahnen können durch Schneiden der schmelzgesponnen Filamente in Stapelfasern und nachfolgendem Formen einer gebundenen, kardierten Bahn oder durch Ablegen der kontinuierlichen, bikomponenten Filamente auf eine Formoberfläche und nachfolgendem Binden der Bahn ausgebildet werden.
Um die Bauschigkeit oder Fülligkeit der bikomponenten, nicht-gewebten Bahnen für eine verbesserte Leistung bei der Fluidhandhabung oder für einen verbesserten, "textilähnlichen" Griff der Bahnen zu erhöhen, werden die bikomponenten Filamente oder Fasern oftmals gekräuselt. Wie in dem US-Patenten 3 595 731 und 3 423 266, Davies u.a., beschrieben, können bikomponente Filamente mechanisch gekräuselt und die sich ergebenden Fasern zu einer nicht-gewebten Bahn geformt werden, oder es kann, wenn geeignete Polymere verwendet werden, eine latente, schraubenförmige Kräuselung, die in den bikomponenten Fasern oder Filamenten hergestellt wurde, durch eine Wärmebehandlung der ausgebildeten Bahn aktiviert werden. Diese Wärmebehandlung wird verwendet, um die schraubenförmige Kräuselung in den Fasern oder Filamenten zu aktivie ren, nachdem die Fasern oder Filamente zu einer nicht-gewebten Bahn verarbeitet wurden.
Die EP-A481 092 beschreibt eine elastische, nicht-gewebte Polyolefinbahn und ein Verfahren zum Herstellen dieses Verfahrens. Die bekannte nicht-gewebte Bahn ist aus bikomponenten Fasern, insbesondere kurzen bikomponenten Stapelfasern in einer parallel oder exzentrischen Schale/Kern-Anordnung hergestellt. Die Fasern werden unmittelbar nach ihrem Herstellungsverfahren gestreckt und erhalten dadurch eine latente Kräuselbarkeit. Danach werden die Fasern zu einer nicht-gewebten Bahn verarbeitet und werden mustergebunden, um ein zusammenhängendes, nicht-gewebtes Textilmaterial zu bilden. Danach werden die Kräuseleigenschaften aktiviert, um die Fasern innerhalb der Bahn zu veranlassen, sich zu kräuseln.
Ein Problem bei Textilmaterialien aus bikomponenten Filamenten oder Fasern mit latenter Kräuselbarkeit liegt darin, daß die Bahn, wenn sie zum Aktivieren der latenten, schraubenförmigen Kräuselung wärmebehandelt wird, unregelmäßig schrumpft und nicht gleichmäßig wird. Auf Probleme dieser Art stößt man bei der Durchführung eines Verfahrens, wie es in DE-A- 2 322 130 beschrieben ist. Dieses Problem wird in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 391 260, Taiju u.a., angesprochen. Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren zum Schmelzspinnen kontinuierlicher, bikomponenter Filamente zum Ausbilden einer nicht-gewebten Bahn, bei dem ein Luftstrom von unterhalb der sich bewegenden Formoberfläche gegen die ausgebildete Bahn geblasen wird, um die Bahn oberhalb der Formoberfläche schwebend zu halten und die Bahn von der Formoberfläche abzulösen, bevor die Bahn wärmebehandelt wird, um die Kräuselung zu entwickeln, und die Bahn thermisch zu binden. Obwohl dieses Verfahren beansprucht, ein im wesentlichen gleichmäßiges und hochgekräuseltes, nicht-gewebtes Textilmaterial zu beanspruchen, leidet es an ernsthaften Nachteilen, da es einen zusätzlichen Verfahrensschritt, nämlich das Schneiden der Bahn oberhalb der Formoberfläche erfordert, und wegen der langen Aufheiz- und Bindungs-Verfahren langsam ist, was mehr als eine Minute beansprucht. Solche Nachteile erhöhen die Kosten des Verfahrens und machen es unpraktikabel für den industriellen Gebrauch.
Es besteht deshalb ein Bedürfnis an nicht-gewebten Materialien, die die wünschenswerten Bereiche physikalischer Eigenschaften, wie beispielsweise Weichheit, Festigkeit, Gleichmäßigkeit und Absorptionsfähigkeit aufweisen, und an effektiven und ökonomischen Verfahren zum Herstellen dieser Materialien.
Übersicht über die Erfindung
Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte, nicht-gewebte Textilmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, nicht-gewebte Textilmaterialien mit wünschenswerten Kombinationen physikalischer Eigenschaften, wie beispielsweise Weichheit, Festigkeit, Gleichmäßigkeit, Bauschigkeit oder Fülligkeit, und Absorptionsfähigkeit sowie Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, nicht-gewebte polymere Textilmaterialien mit hochgekräuselten Filamenten und Verfahren für ihre ökonomische Herstellung zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern der Eigenschaften des sich ergebenden, nicht-gewebten, polymeren Textilmaterials, wie beispielsweise der Grad der Kräuselung, zu schaffen.
Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Herstellen nicht-gewebter, polymerer Textilmaterialien, bei dem kontinuierliche, schmelzgebundene, polymere Filamente gekräuselt werden, bevor die kontinuierlichen, multikomponenten Filamente zu einer nicht-gewebten Textilbahn geformt werden. Durch das Kräuseln der Filamente vor der Bahnbildung wird die Schrumpfung der Bahn nach dem Ausbilden wesentlich reduziert, da das meiste der Bahnschrumpfung auftritt durch das Faserkräuseln. Dadurch ist das sich ergebende Textilmaterial im wesentlichen stabil und einheitlich. Darüber hinaus kann das sich ergebende Textilmaterial, wenn korrekt gebunden, eine relativ hohe Voluminösität aufweisen, da die multikomponenten Filamente schraubenförmig gekräuselt, und eine relativ hohe Absorptionsfähigkeit aufweisen können, wenn sie behandelt wurden, um hydrophil zu werden.
Insbesondere umfaßt das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines nicht-gewebten Textilmaterials die folgenden Verfahrensschritte:

a. Schmelzspinnen kontinuierlicher, multikomponenter, polymerer Filamente mit ersten und zweiten polymeren Komponenten, wobei die multikomponenten Filamente einen Querschnitt, eine Länge und eine Umfangsfläche aufweisen, die ersten und zweiten Komponenten in im wesentlichen getrennten Zonen über den Querschnitt der multikomponenten Filamente angeordnet sind und sich kontinuierlich entlang der Länge der mulitkomponenten Filamente erstrecken, die zweite Komponente mindestens einen Bereich der Umfangsfläche der multikomponenten Filamente kontinuierlich über die Länge der multikomponenten Filamente bildet, wobei die ersten und zweiten Komponenten so ausgewählt sind, daß die multikomponenten Filamente fähig sind, eine latente, schraubenförmige Kräuselung zu entwickeln;
b. mindestens teilweise Abschrecken der multikomponenten Filamente, so daß die mulitkomponenten Filamente eine latente, schraubenförmige Kräuselung aufweisen;
c. Ausziehen der multikomponenten Filamente mit einem Luftstrom, der die Filamente berührt und eine Temperatur hat, die ausreichend groß ist, um die latente schraubenförmige Kräuselung und damit die schraubenförmige Kräuselung zu aktivieren;
d. danach Verarbeiten der gekräuselten, kontinuierlichen, multikomponenten Filamente in eine erste nicht-gewebte Textilbahn.

Der Verfahrensschritt des Aktivierens der latenten, schraubenförmigen Kräuselung umfaßt ein Erhitzen der multikomponenten Filamente auf eine Temperatur, die ausreicht, um die latente, schraubenförmige Kräuselung zu aktivieren. Der Verfahrensschritt des Aktivierens der latenten, schraubenförmigen Kräuselung enthält ein Kontaktieren der multikomponenten Filamente mit einem Luftstrom, der eine Temperatur aufweist, die ausreichend hoch ist, um die latente, schraubenförmige Kräuselung zu aktivieren. Weiterhin werden die multikomponenten Filamente mit dem Luftstrom ausgezogen, der die Filamente kontaktiert und eine Temperatur aufweist, die ausreichend hoch ist, um die latente, schraubenförmige Kräuselung zu aktivieren. Durch das Kräuseln der multikomponenten Filamente mit dem gleichen Luftstrom, der zum Ausziehen der Filamente verwendet wird, werden die Filamente ohne einen zusätzlichen Verfahrensschritt und ohne Unterbrechung des Verfahrens gekräuselt. Vorteilhafterweise ergibt dies ein schnelleres, effektiveres und ökonomischeres Verfahren zum Herstellen eines gekräuselten, polymeren, nicht-gewebten Textilmaterials. Bevorzugt werden die multikomponenten Filamente mit einer Faserzugeinheit oder einem Aspirator durch erhitzte Luft bei einer Temperatur ausgezogen, die ausreicht, um die Filamente auf eine Temperatur von etwa 43°C (110°F) bis auf eine maximale Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der niedriger schmelzenden Komponente zu erwärmen. Es sollte jedoch bemerkt werden, daß die angemessene Lufttemperatur zum Ziehen, um den gewünschten Kräuselungsgrad zu erreichen, abhängig ist von einer Anzahl von Faktoren, einschließlich des Typs des verwendeten Polymers und der Größe der Filamente.
Eine Vielzahl von Polymeren können verwendet werden, um die ersten und zweiten Komponenten der Filamente zu bilden, die ersten und zweiten Komponenten sollten jedoch so ausgewählt werden, daß die multikomponenten Filamente fähig sind, eine latente, schraubenförmige Kräuselung zu entwickeln. Ein Verfahren zum Erzielen einer latenten, schraubenförmigen Kräuselung liegt darin, daß man die ersten und zweiten Komponenten so auswählt, daß eine der ersten und zweiten Komponenten einen Schmelzpunkt hat, der geringer ist als der Schmelzpunkt der anderen Komponente. Polyolefine, wie beispielsweise Polypropylen und Polyäthylen, sind bevorzugt. Die erste Komponente umfaßt bevorzugt Polypropylen oder ein statistisches Copolymer aus Propylen und Äthylen, und die zweite Komponente enthält bevorzugt Polyäthylen. Geeignete Polyäthylene umfassen lineare Polyäthylene niedriger Dichte und hoher Dichte. Insbesondere kann die zweite Komponente Additive enthalten, um die Kräuselbarkeit, den Abriebwiderstand, die Festigkeit oder klebende Eigenschaften des Textilmaterials zu erhöhen.
Um eine hohe Kräuselung zu erreichen, sind die ersten und zweiten Komponenten der Filamente bevorzugt in einer Seite-an-Seite-Anordnung oder in einer exzentrischen Schale/Kern-Anordnung angeordnet, wobei die erste Komponente der Kern und die zweite Komponente die Schale ist.
Nach ihrer Ausbildung wird die erste, nicht-gewebte Textilbahn bevorzugt gebunden, indem man Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten ausbildet, um die Bahn zusammenzuhalten. Um eine mehr voluminöse Bahn zu erzeugen, werden die Komponenten so ausgewählt, daß die zweite Komponente einen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes der ersten Komponente hat, und die Bahn so gebunden wird, indem man die Bahn mit Luft von einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der ersten Komponente und oberhalb des Schmelzpunktes der zweiten Komponente in Kontakt bringt, ohne die erste Bahn wesentlich zusammenzupressen. Um eine mehr textilähnliche Bahn herzustellen, wird die Bahn mit Techniken, wie beispielsweise eine musterförmige Aufbringung von Wärme und Druck, ein Hydroverschlingen, ein Ultraschallbinden, oder dgl., gebunden.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten Textilmaterials ein Schmelzspinnen und Ausziehen von kontinuierlichen Filamenten einer einzigen polymeren Komponente zusammen mit den Verfahrensschritten des Schmelzspinnens und Ausziehens der multikomponenten, polymeren Filamente, und des Einfügens der kontinuierlichen Einzelkomponentenfilamente in die erste, nicht-gewebte Textilbahn. Die Einzelkomponentenfilamente können eines der Polymere der ersten oder zweiten Komponenten der multikomponenten Filamente enthalten.
Nach einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Verfahren zum Herstellen einer nicht-gewebten Textilbahn ferner das Laminieren einer zweiten, nicht-gewebten Textilbahn auf die erste nicht-gewebte Textilbahn. Insbesondere enthält die zweite Bahn multikomponente Filamente, und die Filamente der ersten Bahn weisen einen ersten Kräuselungsgrad und die Filamente der zweiten Bahn weisen einen zweiten Kräuselungsgrad auf, der sich vom ersten Kräuselungsgrad unterscheidet. Durch das Variieren des Kräuselungsgrades von der ersten Bahn zur zweiten Bahn, können die physikalischen Eigenschaften der Bahn gesteuert werden, um Verbundbahnen mit besonderen Flußhandhabungseigenschaften zu erzeugen. Bevorzugt wird die zweite Bahn nach dem Verfahren zum Herstellen der ersten Bahn hergestellt, außer daß die Temperatur der die Filamente der zweiten Bahn kontaktierenden Luftströmung unterschiedlich ist zur Temperatur der Luftströmung, die die Filamente der ersten Bahn kontaktiert. Unterschiedliche Temperaturen der Luftströmung erzeugen unterschiedliche Kräuselungsgrade.
Noch weitere Ziele und der breite Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann klar aus den Details, die nachfolgend erläutert werden. Es soll jedoch bemerkt werden, daß die Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nur illustrierend gemeint ist, da verschiedene Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und des Bereichs der Erfindung sich dem Fachmann bei Betrachtung der folgenden, detaillierten Beschreibung erschließen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer Verfahrenslinie zum Herstellen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine schematische Darstellung, die den Querschnitt eines Filamentes darstellt, das nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wobei die Polymerkomponenten A und B in einer Seite-an-Seite-Anordnung vorliegen.
2B ist eine schematische Darstellung, die den Querschnitt eines Filaments zeigt, das nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wobei die Polymerkomponenten A und B in einer exzentrischen Schale/Kern-Anordnung vorliegen.
3 ist eine mikroskopische Aufnahme eines teilweisen Querschnittes einer durch durchgehende Luft gebundenen Textilmaterialprobe hergestellt nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine mikroskopische Aufnahme eines teilweisen Querschnittes einer punktgebundenen Textilmaterialprobe, hergestellt nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine mikroskopische Aufnahme eines teilweisen Querschnittes einer punktgebundenen Vergleichsprobe eines Textilmaterials, hergestellt nach einer konventionellen Auszugstechnik unter Umgebungstemperatur.
6 ist eine mikroskopische Aufnahme eines teilweisen Querschnittes eines mehrlagigen Textilmaterials, hergestellt nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie oben diskutiert, schafft die vorliegende Erfindung ein im wesentlichen gleichmäßiges, textilähnliches polymeres Textilmaterial hoher Voluminösität, hergestellt aus relativ hoch gekräuselten, kontinuierlichen, multikomponenten Filamenten. Die vorliegende Erfindung umfaßt ebenfalls ein relativ effektives und ökonomisches Verfahren zum Herstellen eines derartigen Textilmaterials, das den Verfahrensschritt des Aktivierens der latenten, schraubenförmigen Kräuselung der Filamente, bevor die kontinuierlichen Filamente zu einer Textilbahn geformt werden beinhaltet. Weiterhin umfaßt die vorliegende Erfindung ein mehrschichtiges Textilmaterial, bei dem benachbarte Schichten unterschiedliche Kräuselungsgrade haben. Eine derartige Bahn kann durch Steuern der Erhitzung der multikomponenten Filamente gebildet werden, wenn die latente, schraubenförmige Kräuselung aktiviert wird, um den Grad der erzielten Kräuselung zu steuern.
Das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet zum Herstellen von Artikeln zur menschlichen Hygiene und von Bekleidungsmaterialien. Artikel zur menschlichen Hygiene enthalten Produkte zum Schutz von Kindern, wie beispielsweise Wegwerfwindeln für Babys, oder Trainingshöschen für ältere Kinder, und Produkte zum Schutz von Erwachsenen, wie beispielsweise Inkontinenz produkte und Produkte für die weibliche Hygiene. Geeignete Kleidungsstücke beinhalten medizinische Bekleidung, Arbeitskleidung oder dgl.
Das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung enthält kontinuierliche, multikomponente, polymere Filamente mit ersten und zweiten polymeren Komponenten. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein polymeres Textilmaterial mit kontinuierlichen, bikomponenten Filamenten, umfassend eine erste polymere Komponente A eine zweite polymere Komponente B. Die bikomponenten Filamente haben einen Querschnitt, eine Länge und eine Umfangsfläche. Die ersten und zweiten Komponenten A und B sind in im wesentlichen getrennten Zonen über den Querschnitt der bikomponenten Filamente angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der bikomponenten Filamente. Die zweite Komponente B bildet mindestens einen Bereich der Umfangsfläche der bikomponenten Filamente kontinuierlich entlang der Länge der bikomponenten Filamente.
Die ersten und zweiten Komponenten A und B sind entweder in einer Seite-an-Seite-Anordnung, in 2A gezeigt, oder einer exzentrischen Schale/Kern-Anordnung, in 2B gezeigt, angeordnet, so daß die sich ergebenden Filamente eine natürliche, schraubenförmige Kräuselung zeigen. Die Polymerkomponente A ist der Kern des Filaments und die Polymerkomponente B ist die Schale in der Schale/Kern-Anordnung. Verfahren zum Extrudieren multikomponenter, polymerer Filamente in diese Anordnungen sind dem Fachmann gut bekannt.
Eine große Vielzahl von Polymeren sind geeignet, um die vorliegende Erfindung durchzuführen, einschließlich Polyolefine (wie Poyläthylen und Polypropylen), Polyester, Polyamide, Polyurethane und dgl. Die Polymerkomponente A und die Polymerkomponente B müssen so ausgewählt werden, daß das resultierende, bikomponente Filament fähig ist, eine natürliche, schraubenfömige Kräuselung zu entwickeln. Bevorzugt hat eine der Polymerkomponenten A und B eine Schmelztemperatur, die größer ist als die Schmelztemperatur der anderen Polymerkomponente. Weiterhin, wieunten beschrieben, hat die Polymerkomponente B einen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes der Polymerkomponente A, wenn das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung mit Hilfe durchgeleiteter Luft gebunden wird.
Bevorzugt umfaßt die Polymerkomponente A Polypropylen oder ein statistisches Copolymer aus Propylen und Äthylen. Die Poylmerkomponente B umfaßt bevorzugt Polyäthylen oder ein statistisches Copolymer aus Propylen und Äthylen. Bevorzugte Polyäthylene enthalten ein lineares Polyäthylen niedriger Dichte und Polyäthylen hoher Dichte. Zusätzlich kann die Polymerkomponente B Additive zum Verbessern der natürlichen, schraubenförmigen Kräuselung der Filamente umfassen, die die Bindungstemperatur der Filamente herabsetzt und den Abriebwiderstand, die Festigkeit und die Weichheit des resultierenden Textilmaterials verbessern. Z.B. kann die Polymerkomponente B 5 bis 20 Gew.-% eines elastomeren, thermoplastischen Materials, wie beispielsweise ein ABA'-Block-Copolymer aus Styrol, Äthylen und Butylen enthalten. Derartige Copolymere sind unter dem Warenzeichen KRATON von der Shell Company, Houston, Texas, erhältlich. Die KRATON-Block-Copolymere sind in verschiedenen unterschiedlichen Zubereitungen erhältlich, einige davon sind im US-Patent 4 663 220 identifiziert, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Ein bevorzugtes, elastomeres Block-Copolymer-Material ist KRAFTON G 2740. Die Polymerkomponente B kann ebenfalls von etwa 2 bis etwa 50 % eines Äthylen-Alkyl-Acrylat-Copolymer enthalten, wie beispielsweise Äthylen-b-Butyl-Acrylat, um das Aussehen, die Weichheit, den Abriebwiderstand und die Festigkeit des resultierenden Textilmaterials zu verbessern. Andere geeignete Äthylen-Alkyl-Acrylate enthalten Äthylen-Methyl-Akrylat und Äthylen-Äthyl-Akrylat. Zusätzlich kann die Polymerkomponeten B ebenfalls 2 bis 50 %, und bevorzugt 15 bis 30 Gew.%, eines Copolymers aus Butylen und Äthylen enthalten, um die Weichheit des Textilmaterials zu verbessern und gleichzeitig die Festigkeit und Dauerhaftigkeit des Textilmaterials aufrechtzuerhalten. Die Polymerkomponente B kann eine Mischung aus einem Poylbutylen-Copolymer und einem statistischen Copolymer aus Propylen und Äthylen enthalten.
Geeignete Materialien zum Herstellen der multikomponenten Filamente des Textilmaterials der vorliegenden Erfindung umfassen PD-3445-Polypropylen, erhältlich bei Exxon, Houston, Texas, ein statistisches Copolymer aus Propylen und Äthylen; erhältlich von Exxon, ASPUN 6811A und 2553, lineares Polyäthylen niedriger Dichte, erhältlich bei Dow Chemical Company, Midland, Michigan, 25355 und 12350 Polyäthylen hoher Dichte, erhältlich bei Dow Chemical Company, Duraflex DP 8510 Polybutylen, erhältlich bei Shell Chemical Company, Houston, Texas, und ENATHENE 720-009 Äthylen-n-Butyl-Acrylat von Quantum Chemical Corporation, Cincinnati, Ohio.
Wenn Polypropylen die Komponente A und Polyäthylen die Komponente B ist, können die bikomponenten Filamente aus etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Polypropylen und etwa 20 bis etwa 80% Polyäthylen bestehen. Bevorzugt bestehen die Filamente aus etwa 40 bis etwa 60 Gew.% Polypropylen und etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% Polyäthylen.
Wie 1 zeigt, ist eine Verfahrenslinie 10 zum Herstellen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung offenbart. Die Verfahrenslinie 10 ist so angeordnet, daß sie bikomponente, kontinuierliche Filamente herstellt, es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die vorliegende Erfindung auch mit multikomponenten Filamenten mit mehr als zwei Komponenten hergestellte, nicht-gewebte Textilmaterialien umfaßt. Beispielsweise kann das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung mit Filamenten hergestellt sein, das drei oder vier Komponenten aufweist. Die Verfahrenslinie 10 enthält ein Paar Extruder 12a und 12b zum getrennten Ziehen durch Saugluft, die von der Seite des Durchtritts eintritt und durch den Durchtritt nach unten fließt. Eine Heizeinrichtung 24 liefert die heiße Saugluft an die Faserzieheinheit 22. Die heiße Saugluft zieht die Filamente und Umgebungsluft durch die Faserzieheinheit.
Unter der Faserzieheinheit 22 ist eine endlose, durchbrochene Formoberfläche 26 angeordnet, die die kontinuierlichen Filamente aus der Ausgangsöffnung der Faserzieheinheit aufnimmt. Die Formoberfläche 26 läuft um Führungsrollen 28 herum. Ein Vakuum 30, das unterhalb der Formoberfläche 26, wo die Filamente abgelegt werden, angeordnet ist, zieht die Filamente gegen die Formoberfläche.
Die Verfahrenslinie 10 enthält ferner eine Druckrolle 32, die zusammen mit der vordersten der Führungsrollen 28 die Bahn aufnimmt, wenn die Bahn von der Formoberfläche 26 abgezogen wird. Zusätzlich enthält die Verfahrenslinie eine Bindungseinrichtung, wie beispielsweise thermische Punktbindungsrollen 34 (gestrichelt gezeichnet) oder eine Bindungseinrichtung 36 mit durchgeleiteter Luft. Thermische Punktbindungseinrichtungen und Bindungseinrichtungen mit durchgeleiteter Luft sind dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt und werden hier nicht im einzelnen beschrieben. Im allgemeinen erläutert, enthält die Bindungseinrichtung 36 für durchgeleitete Luft eine perforierte Walze 38, die die Bahn aufnimmt, und eine Haube 40, die die perforierte Walze umgibt. Schließlich enthält die Verfahrenslinie 10 eine Aufwickelrolle 42 zum Aufnehmen des fertigen Textilmaterials.
Um die Verfahrenslinie 10 zu betreiben, werden die Trichter 14a und 14b mit den entsprechenden Polymerkomponenten A und B gefüllt. Die Polymerkomponenten A und b werden geschmolzen und durch die entsprechenden Extruder 12a und 12b durch die Polymerleitungen 16a und 16b und den Spinnkopf 18 extrudiert. Obwohl die Temperaturen des geschmolzenen Polymers entsprechend den verwendeten Polymeren unterschiedlich sind, liegen die bevorzugten Temperaturen der Polymere, wenn Polypropylen und Polyäthylen jeweils als Komponente A und B verwendet werden, im Bereich von etwa 188 bis etwa 277°C (270 bis etwa 530°F) und bevorzugt im Bereich von 204 bis etwa 232°C (400 bis etwa 450°F).
Wenn sich die extrudierten Filamente unterhalb des Spinnkopfes 18 erstrecken, schreckt ein Luftstrom aus dem Abschreckbläser 30 die Filamente zumindest teilweise ab, um eine latente, schraubenförmige Kräuselung in den Filamenten zu entwickeln. Die Abschreckluft fließt bevorzugt in einer Richtung im wesentlichen rechtwinklig zur Länge der Filamente mit einer Temperatur von etwa 7 bis etwa 32°C (45 bis etwa 90°F) und einer Geschwindigkeit von etwa 30,5 bis etwa 122 m (100 bis etwa 400 Fuß) pro Minute.
Nach dem Abschrecken werden die Filamente in den vertikalen Durchtritt der Faserzieheinheit 22 durch einen Strom aus heißer Luft aus der Heizeinrichtung 24 durch die Faserzieheinheit gezogen. Die Faserzieheinheit ist bevorzugt 76,2 bis 152,4 cm (30 bis 60 Zoll) unterhalb des Bodens des Spinnkopfes 18 angeordnet. Die Temperatur der von der Heizeinrichtung 24 gelieferten Luft ist ausreichend, daß die Luft, nach einem geringfügigen Abkühlen durch das Mischen mit kühlerer Umgebungsluft, die mit den Filamenten angesaugt wird, die Filamente auf eine Temperatur aufheizt, die erforderlich ist, um die latente Kräuselung zu aktivieren. Die zum Aktivieren der latenten Kräuselung der Filamente erforderlichen Temperatur liegt zwischen etwa 43°C (110°F) und einer maximalen Temperatur, die geringer ist als der Schmelzpunkt der niedriger schmelzenden Komponente, die für Materialien die mit durchgeleiteter Luft gebunden werden, die zweite Komponente B ist. Die Temperatur der Luft aus der Heizeinrichtung 24 und demnach die Temperatur, auf die die Filamente aufgeheizt werden, kann variiert werden, um unterschiedliche Kräuselungsgrade zu erreichen. Im allgemeinen erzeugt eine höhere Lufttemperatur eine höhere Anzahl von Kräuselungen. Die Fähigkeit, den Grad der Kräuselung der Filamente zu steuern, ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung, da es erlaubt, die sich ergebende Dichte, die Porengrößenverteilung und den Fall des Textilmaterials durch einfaches Einstellen der Lufttemperatur in der Faserzieheinheit zu steuern.
Die gekräuselten Filamente werden durch die Auslaßöffnung der Faserzugeinheit 22 auf die sich bewegende Formoberfläche 26 abgelegt. Das Vakuum 20 zieht die Filamente gegen die Formoberfläche 26, um eine ungebundene, nicht-gewebte Bahn aus kontinuierlichen Filamenten zu bilden. Die Bahn wird dann leicht gedrückt durch die Druckrollen 32 und dann thermisch punktgebunden durch Rollen 34 oder durch durchgeleitete Luft in der Bindungseinrichtung 36 für durchgeleitete Luft gebunden. In der Bindungseinrichtung 36 für durchgeleitete Luft, wird Luft mit einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Komponente B und unterhalb der Schmelztemperatur der Komponente A von der Haube 40 durch die Bahn und in die perforierte Walze 38 geleitet. Die heiße Luft schmilzt die niedrig schmelzende Polymerkomponente B auf und formt dadurch Bindungen zwischen den bikomponenten Filamenten um die Bahn zu integrieren. Wenn Polypropylen und Polyäthylen als entsprechende Polymerkomponenten A und B verwendet werden, hat die durch die Bindungseinrichtung mit durchgeleiteter Luft durchströmende Luft bevorzugt eine Temperatur im Bereich von etwa 110 bis etwa 138°C (230 bis etwa 280°F) und eine Geschwindigkeit von etwa 30,5 bis etwa 152,4 m (100 bis etwa 500 Fuß) pro Minute. Die Verweilzeit der Bahn in der Bindungseinrichtung mit durchgeleiteter Luft ist bevorzugt gering als etwa 6 Sekun den. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Parameter der Bindungseinrichtung mit durchgeleiteter Luft abhängen von Faktoren, wie beispielsweise die Art des verwendeten Polymers und die Dicke der Bahn.
Schließlich wird die fertige Bahn auf die Aufwickelrolle 42 gewickelt und steht für eine weitere Bearbeitung oder Verwendung bereit. Wenn das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung zum Herstellen flüssigkeitsabsorbierender Artikel verwendet wird, kann es mit konventionellen Oberflächenbehandlungen behandelt werden oder konventionelle Polymeradditive enthalten, um die Benetzbarkeit des Textilmaterials zu verbessern. So kann beispielsweise das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung mit Polyalkylenoxid, modifizierten Siloxanen und Silanen, wie beispielsweise mit Polyalkylenoxid modifiziertes Polydimethylsiloxan behandelt werden, wie im US-Patent 5 057 361 beschrieben. Eine derartige Oberflächenbehandlung verbessert die Benetzbarkeit des Textilmaterials.
Wenn mit Hilfe durchgeleiteter Luft gebunden, hat das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung charakteristischerweise eine relativ hohe Voluminösität. Wie in 3 ersichtlich, das ein Beispiel eines mittels durchgeleiteter Luft gebundenen Textilmaterials nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, erzeugt die schraubenförmige Kräuselung der Filamente eine offene Bahnstruktur mit merklichen Porenbereichen zwischen den Filamenten, und die Filamente sind an Kontaktpunkten der Filamente gebunden. Die mit Hilfe durchgeleiteter Luft gebundene Bahn der vorliegenden Erfindung hat gewöhnlich eine Dichte von 0,018 bis 0,15 g/cm³ und ein Flächegewicht von 8,5 bis etwa 169,5 g/m² (0,25 bis etwa 5 Unzen pro Quadratyard) und weiter bevorzugt 17 bis 50,9 g/m² (0,5 bis 1,5 Unzen pro Quadratyard). Die lineare Faserdichte bewegt sich im allgemeinen von etwa 0,1 bis etwa 0,9 tex (1,0 bis etwa 8 den pro Filament). Das hochvoluminöse, mit durchgeleiteter Luft gebundene Textilmaterial der vorliegenden Erfindung ist anwendbar als Fluidhandhabungsschicht eines absorbierenden Artikels für die menschliche Hygiene, wie beispielsweise als Umhüllung oder schwallaufnehmende Materialien in Babywindeln oder dgl.
Das thermische Punktbinden kann durchgeführt werden gemäß US-Patent 3 855 046, dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. In thermisch punktgebundenem Zustand zeigt das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung eine eher kleiderstoffähnliche Erscheinung und ist beispielsweise anwendbar als äußere Umhüllung für Artikel der persönlichen Hygiene oder als Kleidungsmaterial. Ein thermisch punktgebundenes Material gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 4 gezeigt. Wie in 4 zu sehen, sind schraubenförmig gekräuselte Filamente des punktgebundenen Materials miteinander an beabstandeten Bindungspunkten verschmolzen.
Obwohl die in 1 gezeigten Bindungsverfahren ein thermisches Punktbinden und ein Binden mit durchgeleiteter Luft sind, soll darauf hingewiesen werden, daß das Textilmaterial der vorliegenden Erfindung durch andere Mittel, wie beispielsweise Ofenbindung, Ultraschallbindung oder Hydroverschlingung oder Kombinationen dieser Verfahren gebunden werden kann. Derartige Bindungsverfahren sind dem Durchschnittsfachmann gut bekannt und werden hier nicht im einzelnen diskutiert.
5 zeigt eine Vergleichsprobe eines Textilmaterials, hergestellt mit Ziehtechniken unter Umgebungstemperatur. Wie zu sehen ist, ist das Textilmaterial aus im wesentlichen geradlinig verlaufenden oder nicht gekräuselten Filamenten hergestellt.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können nicht-mehrfachkomponente Filamente oder mehrfachkomponente oder einzelkomponente Stapelfasern in die Bahn eingebracht werden. Ein weiteres Textilmaterial der vorliegenden Erfindung wird hergestellt durch Schmelzspinnen und Ausziehen kontinuierlicher Filamente aus einer einzelnen Polymerkomponente zusammen mit dem Schmelzspinnen und Ausziehen der bikomponenten polymeren Filamente, und durch Einschließen der kontinuierlichen Einzelkomponentenfilamente in eine gemeinsame Bahn mit den bikomponenten Filamenten. Dies wird erreicht, indem man die bikomponenten und Einzelkomponentenfilamente durch den gleichen Spinnkopf extrudiert. Einige der im Spinnkopf benutzten Löcher werden verwendet, um bikomponente Filamente zu extrudieren, während andere Löcher im gleichen Spinnkopf verwendet werden, um die Einzelkomponentenfilamente zu extrudieren.
Bevorzugt enthalten die Einzelkomponentenfilamente eines der Polymere der Komponenten der bikomponenten Filamente.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mehrlagiges, nicht-gewebtes Textilmaterial durch Laminieren zweiter und dritter nicht-gewebter Textilbahnen auf eine erste, nicht-gewebte Textilbahn, wie beispielsweise hergestellt mit der oben beschriebenen Verfahrenslinie 10, hergestellt. Ein derartiges mehrschichtiges Textilmaterial gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt. Wie ersichtlich, enthält das mehrschichtige Textilmaterial drei Lagen aus nicht-gewebtem Textilmaterial, enthaltend multikomponente Filamente mit unterschiedlichen Kräuselungsgraden. Zweckmäßigerweise kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um jede dieser Bahnen herzustellen, und kann den Grad der Kräuselung zwischen den Bahnen variieren, indem die Temperatur der gemischten Luft in der Faserzieheinheit gesteuert wird. Die Bahnen können einzeln ausgebildet und , dann aufeinander laminiert werden, oder eine Bahn kann direkt oben auf einer anderen, vorgefertigten Bahn ausgebildet werden, oder die Bahnen können gleichzeitig in Reihe hergestellt werden, indem man Faserzieheinheiten in Reihe anordnet. Obwohl das zusammengesetzte Textilmaterial drei Lagen hat, soll darauf hingewiesen werden, daß das Verbundtextilmaterial der vorliegenden Erfindung 2, 4 oder jede Anzahl von Schichten enthalten kann, die unterschiedliche Kräuselungsgrade aufweisen.
Indem der Kräuselungsgrad von Schicht zu Schicht des Textilmaterials verändert wird, hat das sich ergebende Textilmaterial einen Dichte- oder Porengrößengradienten für verbesserte Flüssigkeitshandhabungseigenschaften. So kann beispielsweise ein mehrlagiges Textilmaterial so hergestellt werden, daß die äußere Schicht relativ große Porengrößen aufweist, während die innere Schicht kleine Porengrößen hat, so daß die Flüssigkeit durch Kapillarkräfte durch die porösere äußere Schicht in die dichtere innere Schicht gezogen wird. Zusätzlich kann die Art des Polymers und die lineare Dichte des Filaments von Schicht zu Schicht verändert werden, um die Flüssigkeitshandhabungseigenschaften der Verbundbahn zu beeinflussen.
Die folgenden Beispiele 1 bis 7 wurden ausgewählt, um besondere Ausfüh, rungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu illustrieren, und den Durchschnittsfachmann die Art des Ausführens der vorliegenden Erfindung zu lehren. Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden ausgewählt, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu illustrieren. Die Beispiele 1 bis 7 und die Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden gemäß dem in 1 dargestellten Verfahren ausgeführt, unter Verwendung der in den Tabellen 1 bis 4 dargelegten Parameter. In den Tabellen 1 bis 4 bedeutet PP Polypropylen, LLDPE lineares Polyäthylen niedriger Dichte, HDPE Polyäthylen hoher Dichte und S/S eine Seite-an-Seite-Anordnung, QA Abschreckluft. TiO2 repräsentiert ein Konzentrat umfassend 50 Gew.-% TiO2 und 50 Gew.-% Polypropylen. Die Förderlufttemperatur ist die Temperaturluft, die aus der Heizeinrichtung 24 in die Zieheinheit 22 eintritt. Wenn angegeben, ist die Mischlufttemperatur die Temperatur der Luft, die in der Zieheinheit 22 die Filamente kontaktiert. Zusätzlich wurde die Kräuselung gemäß ASTM D-3937-82, gemessen, das Kaliber wurde bei 0,035 bar (0,5 psi) mit einem Bauschigkeitsmesser vom Starret-Typ gemessen, und die Dichte wurde aus dem Kaliber herausgerechnet. Die Grab-Zugfestigkeit wurde nach ASTM 1682 gemessen, und die Fallsteifigkeit wurde nach ASTM D-1388 gemessen.
TABELLE 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, verringert sich die Dichte der Bahn und die Bahndikke erhöht sich, wenn die Temperatur der Aspiratorförderluft von Umgebungstemperatur von 18°C (65°F) im Vergleichsbeispiel 1 auf die erhöhten Temperaturen der Beispiele 1 bis 3 erhöht wird. Dadurch werden die Bahnen bei den höheren Aspirator-Förderlufttemperaturen voluminöser und höher gekräuselt.
TABELLE 3
Die Tabellen 2 und 3 zeigen weiterhin den Einfluß des Anhebens der Aspirator-Fördertemperatur. Beim Anheben der Aspirator-Fördertemperatur von 21°C (70°F) im Vergleichsbeispiel 2 auf 191°C (375°F) im Beispiel 4, wird der Grad der schraubenförmigen Kräuselung nahezu verdoppelt, die Dichte der Bahn verringert und die Dicke der Bahn erhöht. Die gleichen Effekte werden in den Beispielen 5 und 6 beobachtet, wie in Tabelle 3 gezeigt.
TABELLE 4
Das Beispiel 7, wie in Tabelle 4 gezeigt, ergibt eine dreilagige Verbundbahn mit Schichten A bis C. Wie zu sehen ist, erhöht sich die Dichte der Bahnen und die Dicke der Bahnen verringert sich, wenn die Temperatur der Aspiratorluft fällt. Das sich ergebende Textilmaterial hatte deshalb einen Dichte- und Porengrößengradienten von den Schichten A zu B zu C.
TABELLE 5
Tabelle 5 zeigt weiterhin den Einfluß des Anstiegs der Aspirator-Förderlufttemperatur auf den Kräuselungsgrad der Filamente und die Dichte und das Kaliber der resultierenden Bahnen. Tabelle 5 enthält Daten über die Kräuselung/(Zoll) 2,54 cm, gestreckt der Filamente und die Temperatur der gemischten Luft im Aspirator zusätzlich zur Temperatur der Aspirator-Förderluft. Wie zu sehen ist, steigt der Kräuselgrad der Filamente an, wenn die Temperatur der angesaugten Luft ansteigt.
TABELLE 6
Tabelle 6 enthält die Eigenschaften von thermisch punktgebundenen Textilmaterialien, hergestellt mit erhitzter Saugdruckluft. Wie bei den vorangegangenen Bei spielen, erhöht sich der Kräuselgrad der Filamente mit ansteigender Saugdrucklufttemperatur. Zusätzlich zeigte jedoch die thermisch punktgebundene, Probe eine erhöhte Weichheit mit ansteigender Temperatur der Saugdruckluft, wie durch die Werte der Fallsteifigkeit dargestellt, die sich verringerten mit ansteigender Temperatur der Saugdruckluft. Die thermisch punktgebundenen Beispiele hatten ein Bindungsmuster mit 250 Bindungspunkten pro 6,45 cm² (1 Quadratzoll) und eine Gesamtbindungsfläche von 15%.
TABELLE 9
Tabelle 7 zeigt Beispiele eines Textilmaterials, das mit einem 2553 linearen Polyäthylen niedriger Dichte mit einem höheren Schmelzindex (40 MI) in der zweiten Komponente B hergestellt wurde. Das 6811A lineare Poyläthylen niedriger Dichte hatte einen Schmelzindex von 26 MI. Wie zu sehen ist, umfaßt das sich ergebende Textilmaterial relativ hochgekräuselte Filamente.
Tabelle 8 zeigt Beispiele eines Textilmaterials, hergestellt mit dem Polyäthylen höherer Dichte in der zweiten Komponente B. Der Schmelzflußindex des DOW 25355 HDPE betrug 25 und der Schmelzflußindex des DOW 12350 HDPE betrug 12. Die sich ergebenden Textilmaterialien umfaßten relativ hochgekräuselte Filamente.
Die Tabelle 9 zeigt unser Beispiel eines Textilmaterials enthaltend 50 Gew.-% hochgekräuselte, bikomponente Filamente und 50 Gew.-% Polypropylen-Homofilamente. Die Homofilamente hatten die gleiche Zusammensetzung wie die Komponente A der bikomponenten Filamente und wurden gleichzeitg mit den bikomponenten Filamenten mit dem gleichen Spinnkopf ausgezogen. Die Kräuselung pro 2,54 cm (Zoll), gestreckt, ist der Mittelwert der gekräuselten bikomponenten Filamente und der nicht gekräuselten Homofilamente.
Während die Erfindung im einzelnen unter Hinweis auf ihre spezifischen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird festgestellt, daß der Fachmann nach einem Verständnis des vorstehend gesagten, leicht Abwandlungen und Variationen und Äquivalente zu jenen Ausführungsbeispielen auffinden kann. Demgemäß soll der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung bestimmt werden als derjenige der anhängigen Ansprüche und jeder ihrer Äquivalente.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten Textilmaterials mit den folgenden Verfahrensschritten: a. Schmelzspinnen von kontinuierlichen, multikomponeten, polymeren Filamenten mit ersten und zweiten polymeren Komponenten (A, B), wobei die multikomponenten Filamente einen Querschnitt, eine Länge und eine Umfangsfläche aufweisen, wobei die ersten und zweiten Komponenten (A, B) in im wesentlichen getrennten Zonen über den Querschnitt der multikomponenten Filamente angerordnet sind und sich kontinuierlich entlang der Länge der multikomponenten Filamente erstrecken, wobei die zweite Komponente (A) mindestens einen Bereich der Umfangsfläche der multikomponenten Filamente kontinuierlich entlang der Länge der multikomponenten Filamente bildet, wobei die ersten und zweiten Komponenten (A, B) so ausgewählt sind, daß die multikomponenten Filamente fähig sind, eine latente, schraubenförmige Kräuselung zu entwickeln; b. mindestens teilweises Abschrecken der multikomponenten Filamente, so daß die multikomponenten Filamente eine latente, schraubenförmige Kräuselung haben; c. Ausziehen der multikomponenten Filamente mit einem Luftstrom, der die Filamente berührt und eine Temperatur hat, die ausreichend hoch ist, um die latente schraubenförmige Kräuselung zu aktivieren und damit die latente schraubenförmige Kräuselung zu aktivieren; und d. nachfolgendes Verarbeiten der gekräuselten, multikomponenten Filamente zu einer ersten nicht-gewebten Textilbahn.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend den Schritt des Ausbildens von Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten, um die erste nicht-gewebte Textilbahn zusammenzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Komponente (B) einen ersten Schmelzpunkt und die zweite Komponente (A) einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, und wobei der Verfahrensschritt der Bindung das Kontaktieren der Bahn mit Luft umfaßt, die eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt der ersten Komponente (B) und über dem Schmelzpunkt der zweiten Komponente (A) aufweist, ohne daß die erste Bahn wesentlich komprimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Schritt der Bindung die musterartige Anwendung von Wärme und Druck umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Verfahrensschritt der Bindung ein Hydroverschlingen umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente (B) einen Schmelzpunkt und die zweite Komponente (A) einen Schmelzpunkt hat, und wobei die Kontakttemperatur der Luft ausreichend ist, die multikomponenten Filamente auf eine Temperatur von etwa 43°C (110°F) bis eine Maximaltemperatur geringer als der Schmelzpunkt der ersten Komponente (B) und der Schmelzpunkt der zweiten Komponente (A) zu erwärmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente (B) einen Schmelzpunkt und die zweite Komponente (A) einen Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt der ersten Komponente (B) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Komponente (B) ein Polymer enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen und einem statistischen Copolymer aus Propylen und Äthylen besteht, und wobei die zweite Komponente (A) Polyäthylen enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Komponente (B) ein Polymer enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen und einem statistischen Copolymer aus Propylen und Äthylen besteht, und wobei die zweite Komponente (A) ein Poylmer enthält, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus einem linearen Polyäthylen niedriger Dichte und einem Polyäthylen hoher Dichte besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ersten und zweiten Komponenten (A, B) Seite-an-Seite angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ersten und zweiten Komponenten (A, B) in einer exzentrischen Schale/Kern-Anordnung angeordnet sind, wobei die erste Komponente (B) der Kern und die zweite Komponente (A) die Schale bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner enthaltend die folgenden Verfahrensschritte: a. Schmelzspinnen und Ausziehen von kontinuierlichen Filamenten aus einer einzelnen Polymerkomponente zusammen mit den Verfahrensschritten des Schmelzspinnens und Ausziehens der multikomponenten, polymeren Filamente; und b. Einarbeiten der kontinuierlichen Einzelkomponenten-Filamente in die erste nicht-gewebte Textilbahn.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner enthaltend den Verfahrensschritt des Laminierens einer zweiten, nicht-gewebten Textilbahn auf die erste, nicht-gewebte Textilbahn.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die zweite Bahn multikomponente Filamente umfaßt, wobei die Filamente der ersten Bahn einen ersten Kräuselungsgrad und die Filamente der zweiten Bahn einen zweiten Kräuselungsgrad aufweisen, der sich vom ersten Kräuselungsgrad unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die zweite Bahn nach dem Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, außer daß die Temperatur der Luftströmung, die die Filamente der zweiten Bahn kontaktiert, von der Temperatur der Luftströmung unterscheidet, der die Filamente der ersten Bahn kontaktiert, wodurch der erste Kräuselungsgrad sich vom zweiten Kräuselungsgrad unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die ersten und zweiten Bahnen in einer einzigen Verfahrenslinie ausgebildet werden, wobei eine der ersten oder zweiten Bahnen auf der Oberfläche der anderen geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Verfahrensschritt des Ausziehens beim Ausbilden der ersten und zweiten Bahnen das Ausziehen der multikomponenten Filamente mit dem Luftstrom umfaßt, der die Filamente kontaktiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner umfassend den Verfahrensschritt des Ausbildens von Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten der ersten und zweiten Bahn.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die ersten Komponenten (B) der ersten und zweiten Bahnen entsprechende Schmelzpunkte und die zweiten Komponenten (A) der ersten und zweiten Bahn entsprechende Schmelzpunkte aufweisen, und wobei der Verfahrensschritt der Bindung das Kontaktieren der ersten und zweiten Bahnen mit Luft umfaßt, die eine Temperatur unter den Schmelzpunkten der ersten Komponenten (B) und oberhalb der Schmelzpunkte der zweiten Komponenten (A) aufweist, ohne daß die ersten und zweiten Bahnen wesentlich komprimiert werden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Verfahrensschritt des Bindens die musterförmige Anwendung von Wärme und Druck enthält.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Verfahrensschritt der Bindung ein Hydroverschlingen umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei die ersten Komponenten (B) der ersten und zweiten Bahnen ein Polymer enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen und statistischem Copolymer aus Propylen und Äthylen besteht, und wobei die zweiten Komponenten (A) der ersten und zweiten Bahnen Polyäthylen enthalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei die ersten Komponenten (B) der ersten und zweiten Bahnen ein Polymer enthalten, das ausgewählt wurde aus der Gruppe, die aus Polypropylen und statistischem Copolymer aus Propylen und Äthylen besteht, und wobei die zweiten Komponenten (A) der ersten und zweiten Bahnen ein Polymer enthalten, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem linearen Poyläthylen niedriger Dichte und einem Polyäthylen hoher Dichte besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die ersten und zweiten Komponenten (A, B) Seite-an-Seite angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die ersten und zweiten Komponenten (A, B) in einer exzentrischen Schale/Kern-Anordnung angeordnet sind, wobei die erste Komponente (B) den Kern und die zweite Komponente (A) die Schale bildet.
Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen, nicht-gewebten Textilmaterials mit einer ersten nicht-gewebten Bahn und einer zweiten nicht-gewebten Bahn, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Herstellen der ersten nicht-gewebten Bahn umfassend erste multikomponente Filamente und der zweite nicht-gewebten Bahn umfassend zweite multikomponente Filamente, wobei die ersten und zweiten nicht-gewebten Bahnen hergestellt wurden gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, und Laminieren der ersten und zweiten nicht-gewebten Bahn aneinander, wobei die ersten multikomponenten Filamente einen ersten Grad schraubenförmiger Kräuselung und die zweiten multikomponenten Filamente einen zweiten Grad schrau benförmiger Kräuselung aufweisen, der sich vom ersten Grad schraubenförmiger Kräuselung unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei mindestens eine der ersten und zweiten polymeren Komponenten (A, B) der ersten Bahn sich von der entsprechenden ersten und zweiten polymeren Komponente (A, B) der zweiten Bahn unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei die multikomponenten Filamente der ersten Bahn eine erste lineare Dichte und die mulitkomponenten Filamente der zweiten Bahn eine sich von der ersten linearen Dichte unterscheidende, zweite lineare Dichte aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei die ersten und zweiten nicht-gewebten Textilbahnen durch zwischen den multikomponenten Filamenten ausgebildeten Bindungen zusammengehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die erste Komponente (B) jeder Bahn einen Schmelzpunkt und die zweite Komponente (A) jeder Bahn einen Schmelzpunkt aufweist, wobei die Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten durch Kontaktieren der ersten Bahn mit Luft ausgebildet werden, die eine Temperatur aufweist, die unterhalb des Schmelzpunktes der entsprechenden zweiten Komponente (A) liegt, ohne daß die ersten Bahn wesentlich komprimiert wird, und die zweite Bahn mit Luft kontaktiert wird, die eine unterhalb des Schmelzpunktes der entsprechenden ersten Komponenten (B) und oberhalb des Schmelzpunktes der entsprechenden zweiten Komponente (A) liegende Temperatur aufweist, ohne daß die zweite Bahn wesentlich komprimiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, umfassend den Verfahrensschritt des Verbindens von kontinuierlichen Einzelkomponenten-Filamenten mit den multikomponenten Filamenten um eine nicht-gewebte Textilbahn zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Einzelkomponenten-Filamente eines der Polymere der ersten und zweiten Komponenten der multikomponenten Filamente enthalten.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die multikomponenten Filamente eine natürliche, schraubenförmige Kräuselung haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei die nicht-gewebte Textilbahn durch Bindungen zusammengehalten ist, die zwischen den multikomponenten Filamenten und den Einzelkomponenten-Filamenten ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, wobei die erste Komponente (B) der multikomponenten Filamente einen Schmelzpunkt und die zweite Komponente (A) der Filamente einen Schmelzpunkt aufweist, und wobei die Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten und den Einzelkomponente-Filamenten durch Kontaktieren der Bahn mit Luft ausgebildet sind, die eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt der ersten Komponente (B) und über dem Schmelzpunkt der zweiten Komponente (A) aufweist, ohne daß die Bahn wesentlich komprimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, wobei die Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten und den Einzelkomponenten-Filamenten durch musterartige Anwendung von Wärme und Druck ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, wobei die Bindungen zwischen den multikomponenten Filamenten und den Einzelkomponenten-Filamenten durch Hydroverschlingung ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Artikels für die persönliche Hygiene, gekennzeichnet durch Versehen des Artikels mit einer Schicht eines nicht-gewebten Textilmaterials nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 37.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 38, wobei die multikomponenten Filamente ohne einen zusätzlichen Verfahrensschritt mit dem gleichen Luftstrom gekräuselt wird, der zum Ausziehen der Filamente verwendet wird.