DE19956926A1 - Textile surfaces based on tear fiber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Funktionscharakteristik der äußeren Hüllen von Körperhygieneprodukten wie z. B.
Babywindeln, Damenbinden, Slipeinlagen, Inkontinenzprodukten usw. ist nach
folgenden Prioritäten geordnet:
The functional characteristics of the outer shells of personal hygiene products such. B. baby diapers, sanitary napkins, panty liners, incontinence products, etc. is organized according to the following priorities:
- a) Dichtigkeit gegen das Durchdringen der Flüssigkeiten von innen nach außen,a) Tightness against the penetration of the liquids from the inside outward,
- b) höchstmöglicher Komfort bezüglich Sitz (Fit), gegenüber den Bewe gungen des Körpers, bezüglich Wasserdampfdurchlässigkeit undb) maximum possible comfort in terms of fit compared to the movement body, regarding water vapor permeability and
- c) überzeugendes textiles Äußeres hinsichtlich der Anwesenheit von Fasern mit Oberflächenstruktur und Volumen (Kompressibilität) bzw. Verhinderung des Plastikeindrucks.c) convincing textile appearance with regard to the presence of Fibers with surface structure and volume (compressibility) or prevention of plastic impression.
Aus diesen vorgenannten Gründen werden heute in steigendem Maße die bisherigen Folien vorzugsweise auf Basis Polyethylen oder Polypropylen durch sogenannte " textile backsheets " ersetzt. Diese stellen Composites unter gleichzeitiger Verwendung von wasserdampfdurchlässigen oder auch nicht wasserdampfdurchlässigen Folien in Kombination mit Faserflächengebilden vorzugsweise auf Basis von Vliesstoffen dar.For these reasons mentioned above, the previous ones are increasingly used today Films preferably based on polyethylene or polypropylene by so-called "textile backsheets ". These composites using water vapor permeable or not water vapor permeable films in Combination with fiber fabrics, preferably based on nonwovens.
Diese vorgenannten textile backsheet Composites lassen sich hinsichtlich der
eingesetzten Folien und der eingesetzten Faserflächengebilde in folgende Gruppen
einteilen:
The above-mentioned textile backsheet composites can be divided into the following groups with regard to the foils used and the fiber flat structures used:
- 1. Produkte mit nicht wasserdampfdurchlässigen Folien, die z. B. durch Inline- Extrusion und Laminierung der noch heißen Folienschmelze, oder durch Thermobonding, oder durch Verklebung bei gleichzeitigem Einsatz von Klebemitteln mit ihrerseits vorgefertigten oder in situ gefertigten Faserflächengebilden der Produktgruppen Gewebe, Gewirke, Gelege, trocken gelegte Stapelfaservliese (Dry Laid), Spinnvliesstoffe (Spunbond), Meltblown (MB), aerodynamisch gelegte Stapelfaservliesstoffe, hydrodynamisch gelegte Stapelfaservliese, hydrodynamisch perforierte Dry Laid-Vliesstoffe, u. a. m. kraft- und formschlüssig verbunden wurden.1. Products with non-water vapor permeable films that, for. B. by inline Extrusion and lamination of the still hot film melt, or through Thermobonding, or by gluing with the simultaneous use of Adhesives with in turn prefabricated or manufactured in situ Fiber fabrics of the product groups fabrics, knitted fabrics, scrims, dry laid staple fiber fleeces (dry laid), spunbonded fabrics (spunbond), meltblown (MB), aerodynamically laid staple fiber nonwovens, hydrodynamically laid Staple fiber fleeces, hydrodynamically perforated dry laid nonwovens, u. a. m. force- and were positively connected.
- 2. Produkte mit wasserdampfdurchlässigen Folien mikroporöser Struktur, die NACH der Herstellung der mikroporösen Struktur der Folie mit derselben z. B. durch Thermobonding kraft- und formschlüssig mit den unter 1.) genannten diversen Faserflächengebilden verbunden wurden oder solchen, bei denen der Verbindungsprozess der zweilagigen Verbunde VOR der Darstellung der mikroporösen Struktur der Folien erfolgt und die Faserflächengebilde den hierzu notwendigen Prozeßschritt gemeinsam mit der Folie durchlaufen.2. Products with water vapor permeable foils with a microporous structure, AFTER the production of the microporous structure of the film with the same z. B. by Thermobonding non-positively and positively with the various mentioned under 1.) Fiber sheets have been connected or those in which the Connection process of the two-layer composites BEFORE the representation of the The microporous structure of the foils takes place and the fibrous sheet-like structures serve this purpose go through the necessary process step together with the film.
- 3. Produkte mit wasserdampfdurchlässigen Folien auf der Basis hydrofiler Polymere wie z. B. Polyurethan, Polyester, Polyamid sowie deren Copolymere, Isomere, Homologe, bei denen der Feuchtetransport von innen nach außen über den Chemismus durch Absorbtion/Desorbtion erfolgt, im wesentlichen über Inline- Extrusion und Laminierung der noch heißen Folienschmelze oder über Verklebung unter gleichzeitigem ganz- oder teilflächigem Klebereinsatz vorzugsweise hydrofiler Kleber mit den unter 1 genannten Faserflächengebilden kraft- und formschlüssig verbunden.3. Products with water vapor permeable films based on hydrofiler polymers such as B. polyurethane, polyester, polyamide and their copolymers, isomers, Homologues in which the moisture is transported from the inside to the outside Chemistry occurs through absorption / desorption, essentially via inline Extrusion and lamination of the still hot film melt or via gluing with simultaneous full or partial use of adhesive, preferably hydrofiler Adhesive with the fiber sheet structures mentioned under 1 non-positively and positively connected.
- 4. Produkte ohne gleichzeitigen Einsatz von Folien, bei denen zumindest zwei unterschiedliche Faserflächengebilde stark unterschiedlicher Porosität bzw. Hydrophobie oder auch Oleophobie über Thermobonding, Ultraschallverschweißung oder Verklebung so miteinander kraft- und formschlüssig verbunden werden, daß sie mechanisch-technologisch das Niveau der Film- Composites erreichen, in sehr hohem Maße luft- und wasserdampfdurchlässig sind und eine begrenzte Wasserdichtigkeit auf mittlerem Niveau besitzen.4. Products without the simultaneous use of foils, in which at least two different fiber sheet structures of very different porosity or Hydrophobicity or oleophobia via thermobonding, Ultrasonic welding or bonding so that they are non-positive and positive connected that they mechanically-technologically the level of film Achieve composites that are highly permeable to air and water vapor and have limited water resistance at a medium level.
Alle vorgenannten Faserflächengebilde werden üblicherweise unter Verwendung
folgender Faserprovenienzen hergestellt:
All of the above-mentioned fiber fabrics are usually produced using the following fiber provenances:
- a) nativen Fasern endlicher Länge wie z. B. Baumwolle u. ä.a) native fibers of finite length such. B. Cotton u. Ä.
- b) halbsynthetischen und vollsynthetischen, kaltverstreckten Stapelfasern mit endlicher Länge und mittlerer bis höherer Kristallinität, deren Länge je nach Weiterverarbeitungsverfahren zwischen wenigen Millimetern bis zu ca. 100 Millimeter oder auch geringfügig darüber liegen könnenb) semi-synthetic and fully synthetic, cold-drawn staple fibers with finite length and medium to high crystallinity, the length of which depends on Processing processes between a few millimeters up to approx. 100 Millimeters or slightly above it
- c) Endlosen Filamenten, die kaltverstreckt werden und mittlere bis höhere Kristallinität besitzen (Filamentgarne, Spinnvliesstoffe)c) Endless filaments that are cold drawn and medium to high Possess crystallinity (filament yarns, spunbonded nonwovens)
- d) Heißverstreckten Fasern (Meltblown) mit niedriger Kristallinität und Faserlängen, die zwischen einer und vier Zehnerpotenzen höher liegen als die unter b genannten Stapelfasern.d) hot drawn fibers (meltblown) with low crystallinity and Fiber lengths that are between one and four powers of ten higher than that under b staple fibers.
Die Polymerbasis als solche spielt für die hier angestrebte Betrachtungsweise keine oder nur untergeordnete Rolle.The polymer base as such plays no or for the approach sought here only minor role.
In einer weiteren Betrachtung wird von der Überlegung ausgegangen, daß alle für den vorgenannten Einsatz vorgesehenen Faserflächengebilde zum Zweck eines wettbewerbsfähigen Preisgefüges im Markt der textilen backsheets einerseits möglichst niedriggewichtig, andererseits aber auch für die Herstellungs- und Weiterverarbeitungsverfahren ein ausreichend hohes und zugleich gewichtsabhängiges Kohäsionsverhalten der unverfestigten oder auch verfestigten Fasern untereinander besitzen muß und zum dritten des im Endprodukt geforderten überzeugenden "textilen Eindrucks" in ausreichendem Maße Rechnung tragen muß. Letzteres wiederum hängt einerseits von dem m2-Gewicht der eingesetzten Fasern und den geometrischen Faserorientierungen selbst relativ zu der Folienoberfläche des Composites ab.In a further consideration, it is assumed that all the fiber fabrics intended for the above-mentioned use for the purpose of a competitive price structure in the market of textile backsheets are on the one hand as light as possible on the one hand, but on the other hand also a sufficiently high and weight-dependent cohesive behavior of the unconsolidated ones for the manufacturing and processing processes or also have to have solidified fibers with each other and thirdly has to take sufficient account of the convincing "textile impression" required in the end product. The latter in turn depends on the one hand on the m 2 weight of the fibers used and the geometric fiber orientations themselves relative to the film surface of the composite.
Die gegenläufigen Anforderungen gemäß den vorgenannten Prioritäten haben unter
Kosten- und Marktgesichtspunkten zwangsläufig unbefriedigende Lösungen gezeigt.
Dies unter besonderer Berücksichtigung der Tatsache, daß ungeachtet der
Faserverarbeitungsprozesse alle Bestrebungen zur Darstellung eines voluminösen und
leichtgewichtigen Fasersubstrats mit visuell und taktil überzeugenden textilen
Eigenschaften spätestens dann wieder zunichte gemacht werden, wenn Fasersubstrate
über gleichzeitige Anwendung von Temperatur, Druck und Zeit beim
Verbindungsprozess mit den Folien so geschädigt bzw. deformiert werden, daß alle
Fasern im wesentlichen parallel bzw. horizontal zur Filmoberfläche liegen. Damit fehlen
einige wesentliche Faktoren für die Identifizierung der geschaffenen Oberflächen
hinsichtlich eines überzeugenden textilen Verhaltens, nämlich
Volumen des Faserverbundes,
Struktur bzw. Faserlagenwinkel des Fasermaterials relativ
Zur Folienoberfläche, und
Kompressibilität.The conflicting requirements in accordance with the aforementioned priorities have inevitably shown unsatisfactory solutions from a cost and market point of view. This takes into account in particular the fact that regardless of the fiber processing processes, all efforts to produce a voluminous and lightweight fiber substrate with visually and tactilely convincing textile properties are destroyed at the latest when fiber substrates are exposed to the simultaneous application of temperature, pressure and time in the process of connecting the foils are so damaged or deformed that all fibers are essentially parallel or horizontal to the film surface. Thus, some essential factors for the identification of the created surfaces with regard to a convincing textile behavior are missing, namely
Volume of the fiber composite,
Structure or fiber layer angle of the fiber material relative to the film surface, and
Compressibility.
Aus dieser Betrachtung resultiert, daß die Gewichtsanteile des Fasereinsatzes in solchen Composites im Vergleich zur auslösenden Wirkung überproportional hoch sind. So bestehen nicht wasserdampfdurchlässige (vollflächig mit Fasern belegte) textile backsheets bei einem Gesamtgewicht von 35-45 g/m2 zu etwa 45% und wasserdampfdurchlässige (vollflächig mit Fasern belegte) textile backsheets bei einem Gesamtgewicht von 40-50 g/m2 zu etwa 30% aus gesponnen Fasern. Dies entspricht effektiven Fasergewichten im Fertigprodukt von 12,00-20,25 g/m2.The result of this consideration is that the weight fractions of the fiber used in such composites are disproportionately high compared to the triggering effect. There are about 45% of non-water-permeable (fully covered with fibers) textile backsheets with a total weight of 35-45 g / m 2 and approximately 50% water-vapor permeable (fully covered with fibers) textile backsheets with a total weight of 40-50 g / m 2 30% from spun fibers. This corresponds to effective fiber weights in the finished product of 12.00-20.25 g / m 2 .
Vor diesem Hintergrund ist es einer der wesentlichsten Sorgfaltspflichten des Praktikers, die eingesetzten Fasersysteme und Fasermengen so perfekt wie nur eben möglich mechanisch-technologisch ungeschädigt in das Fertigprodukt textile backsheet zu überführen. Eine gezielte Inkaufnahme von konkret vorgegebenen Schädigungsquotienten bezüglich der Faktoren Kristallinität und/oder Zerreißen der Fasern auf niedrigere Faserlängen als die eingesetzten sind für die Gedankengänge der betroffenen Praktiker aus naheliegenden Gründen wesensfremd und atypisch.Against this background, it is one of the most essential due diligence requirements of the Praktikers, the fiber systems and fiber quantities used are as perfect as ever possible mechanical-technological damage to the finished textile backsheet to convict. A targeted acceptance of specifically specified Damage quotients regarding the factors of crystallinity and / or tearing of the Fibers with shorter fiber lengths than those used are for the reasoning of the affected practitioners for obvious reasons alien and atypical.
Zur Bewältigung dieser Problematik werden in der DE 197 16 263 A1 alternative textile backsheet - Produkte und Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben, bei denen keine gesponnen Fasern wie vorgenannt zur Herstellung einer textilen Oberfläche eingesetzt werden. Vielmehr wird hier die Gruppe der alternativ beschriebenen Filme einseitig mit Polymeren von mindestens 0,5 g/m2 beaufschlagt und unmittelbar danach diese Polymerschicht mit einer zweiten Oberfläche kurzfristig und vollflächig in Kontakt gebracht. Danach wird die Folie von der gegenüberliegenden Oberfläche wieder getrennt, wobei sich die aufgetragene Polymerschicht bei Erreichen der Glasumwandlungstemperatur zu einer Fibrillenstruktur von etwa 1 mm Länge auseinanderreißen lässt. Da sich nach diesem Arbeitsgang weitere Behandlungen des so hergestellten textile backsheets unter gleichzeitiger Anwendung von Temperatur, Druck und Zeit erübrigen, wird ein überzeugender, velourartiger, textiler Charakter der Oberfläche erreicht.To deal with this problem, alternative textile backsheet products and processes for their production are described in DE 197 16 263 A1, in which no spun fibers, as mentioned above, are used to produce a textile surface. Rather, the group of alternatively described films is loaded on one side with polymers of at least 0.5 g / m 2 and immediately thereafter this polymer layer is brought into contact with a second surface briefly and over the entire area. The film is then separated from the opposite surface again, and the applied polymer layer can be torn apart to a fibril structure of about 1 mm in length when the glass transition temperature is reached. Since after this step there is no need for further treatments of the textile backsheet produced in this way with the simultaneous application of temperature, pressure and time, a convincing, velor-like, textile character of the surface is achieved.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabenstellung zugrunde, wasserdampfdurchlässige und/oder nicht wasserdampfdurchlässige Faser-Film- Composites mit überzeugenden textilen Oberflächen darzustellen, bei denen gesponnene oder native Fasern zum Einsatz kommen, die Längenausrichtung der Fasern vorzugsweise senkrecht bzw. in einem Winkel von ca. 90° zur Folienebene verläuft, die Faserenden länger als 1 mm sind und das Fasergewicht < 10 g/m2 ist.The object of the present invention is to present water vapor-permeable and / or non-water vapor-permeable fiber-film composites with convincing textile surfaces, in which spun or native fibers are used, the longitudinal orientation of the fibers preferably perpendicular or at an angle of approx. 90 ° to the film plane, the fiber ends are longer than 1 mm and the fiber weight is <10 g / m 2 .
Die Lösung dieser Aufgabenstellung wurde in überraschender und für die
Handhabungsweise der Fasertechnologen abwegiger Weise dadurch gelöst, indem
The solution to this problem was solved in a surprising and, for the handling of the fiber technologists, way, by
- a) sehr niedriggewichtige Faservliese mit gesponnenen, heiß verstreckten und mit sehr niedriger Kristallinität versehenen Fasern mit Durchmessern zwischen 0,1/1000 und 15/1000 mm (0,1-15 Mikron) mit Gewichten von nicht größer als 24 g/m2, odera) very low-weight nonwoven fabrics with spun, hot drawn and very low crystallinity fibers with diameters between 0.1 / 1000 and 15/1000 mm (0.1-15 microns) with weights of not more than 24 g / m 2 , or
- b) niedriggewichtige trocken gelegte, aerodynamisch gelegte oder hydrodynamisch gelegte Stapelfaservliese unter Verwendung handelsüblicher und kaltverstreckter oder aber warm verstreckter Stapelfasern auf vollsynthetischer, halbsynthetischer oder nativer Basis mit Faserlängen zwischen ca. 5 und ca. 100 mm und Gewichten zwischen 5 und 24 g/m2, oder aberb) low-weight dry-laid, aerodynamically-laid or hydrodynamically-laid staple fiber nonwovens using commercially available and cold-stretched or warm-stretched staple fibers on a fully synthetic, semi-synthetic or native basis with fiber lengths between approx. 5 and approx. 100 mm and weights between 5 and 24 g / m 2 , or but
- c) niedriggewichtige, mit Papiertechnologie hergestellten und Zellstoffe mit Faserlängen von 0,1 bis 5 mm enthaltenden und /oder halb- oder vollsynthetische Fasern mit Stapellängen von 0,1 bis 10 mm enthaltenden Faserverbundsystemenc) low-weight pulp made with paper technology and Fiber lengths from 0.1 to 5 mm containing and / or semi-synthetic or fully synthetic Fibers with staple lengths of 0.1 to 10 mm containing fiber composite systems
beidseitig mit geeigneten Folien kraft- und formschlüssig ganz oder teilflächig verbunden wurden und der so hergestellte dreilagige Film-Faser-Film-Verbund nach Unterschreiten von Temperaturen von ca. 30°C. im Auslaufbereich eines Walzenpaares mittig getrennt wird, wobei zwei kongruent aussehende Materialien bestehend aus Film und Faseroberfläche entstehen. Bei diesem Vorgang wird insbesondere die für unverfestigte oder nur leicht verfestigte Faserverbunde typische geringe Spaltfestigkeit genutzt, um den Faserverbund mittig auseinanderzureißen und dabei Oberflächen mit Faserorientierungen zu erzeugen, die im wesentlichen senkrecht bzw. in einem Winkel von 65-115° relativ zum Verlauf der Filmoberfläche angeordnet sind.on both sides with suitable foils non-positively and positively over the whole or in part were connected and the three-layer film-fiber-film composite thus produced after falling below temperatures of approx. 30 ° C. in the outlet area of a Roll pair is separated in the middle, using two congruent looking materials consisting of film and fiber surface. In this process especially the one typical for unconsolidated or only slightly consolidated fiber composites low gap strength used to tear apart the fiber composite in the middle and thereby creating surfaces with fiber orientations that are essentially vertical or at an angle of 65-115 ° relative to the course of the film surface are arranged.
Der Trennprozess seinerseits ist nicht zu vergleichen mit der Herstellung sogenannter Schnittveloure aus der Textilindustrie, bei deren Herstellung aus Schlingengeweben oder Doppelgeweben die hierfür vorgesehene Garnstruktur mittels voll- oder teilflächig wirksamer Zugmesser zu ganz- oder teilflächig velourierten, hochwertigen Geweben aufgeschnittten wird und dabei entweder ein Gewebe entsteht oder zwei kongruente Gewebe entstehen.For its part, the separation process cannot be compared to the production of so-called Cut velours from the textile industry, in their manufacture from loop fabrics or double fabrics, the yarn structure provided for this purpose by means of full or partial area effective tension knife for full or partial velor, high quality fabrics is cut open and either a tissue is created or two congruent ones Tissues arise.
Der hier beschriebene Trenn- und Reißprozess erfolgt vielmehr ohne gleichzeitigen Einsatz von mechanisch wirksamen Trennmedien und nur in statistisch wirksamer Weise dadurch, daß die Adhäsion zwischen den beiden außenliegenden Filmen und den damit verbundenen Außenschichten der mittleren Faserverbunde größer ist als die beim Trennprozess angewandten Kräfte zur Überwindung der Kohäsions- und/oder Schälkräfte der mittleren Schicht des Faserverbundes.The separation and tearing process described here rather takes place without simultaneous Use of mechanically effective separation media and only in statistically effective ones Way in that the adhesion between the two outer films and the associated outer layers of the middle fiber composites is larger than that of Separation process applied forces to overcome the cohesion and / or Peeling forces of the middle layer of the fiber composite.
Die solchermaßen erzeugten und im weitesten Sinne einer Velourstruktur gleichenden textilen Oberflächen können dabei vollflächig unmodifiziert, d. h. ohne weitere Verformungseffekte aus der Anwendung von Druck, Temperatur und Zeit (z. B. vollflächiges Kalandrieren, Laminieren, Pressen usw.) erhalten bleiben und bis in die Endanwendung einer Babywindel zum Beispiel überführt werden. Das ist neu gegenüber den handelsüblichen Produkten am Markt.The so produced and in the broadest sense similar to a velor structure Textile surfaces can be unmodified over their entire surface. H. without further Deformation effects from the application of pressure, temperature and time (e.g. full-surface calendering, laminating, pressing, etc.) are retained and up to End use of a baby diaper for example. That is new compared to the commercially available products on the market.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß eine dem Trenn- und Zerreißprozess folgende Applikation von sogenannten Überprägestrukturen mit z. B. ausreichend tief gravierten oder geätzten Prägewalzen den ohnehin schon überzeugenden textilen Charakter der so hergestellten Faseroberflächen noch stärker mit textilen Oberflächenattributen versehen kann. Dabei werden vorzugsweise Strukturverläufe von Geweben, Gewirken, Strickwaren, aus der Verfestigungsphilosophie der Thermobonding-Pattern bekannte Hoch-Tief-Strukturen, aus der Textilindustrie bekannte Moiree-Effekte u. a. m. unter gleichzeitiger Erhaltung des Faserorinteierungswinkels von 65-115° in bevorzugten Patternbereichen der Produktoberfläche übertragen und über thermische und/oder mechanische Einflüsse im Faserbodenbereich oder an der Folienoberfläche fixiert.It has also been shown that one following the separation and tearing process Application of so-called overprinting structures with e.g. B. engraved sufficiently deep or etched embossing rollers the already convincing textile character of the so manufactured fiber surfaces even more with textile surface attributes can provide. Structural courses of fabrics, knitted fabrics, Knitwear, known from the consolidation philosophy of the thermobonding pattern High-low structures, moiree effects known from the textile industry u. a. m. while maintaining the fiber orientation angle of 65-115 ° in preferred pattern areas of the product surface and transferred via thermal and / or mechanical influences in the fiber base area or on the film surface fixed.
Die niedrige Kristallinität der heißverstreckten Fasersysteme führt zu spezifischen Faserfestigkeiten von 5-40% der, die für kaltverstreckte Fasern der Provenienzen Spinnvliesfasern oder Stapelfasern üblich sind. Die Faserfestigkeiten in g/dtex liegen dabei zwischen 0,05 und 0,8 g. Die Bruchdehnungen dieser Fasersysteme liegen ebenfalls erheblich unter denen der kaltverstreckten Fasern der Provenienzen Spinnvliesfasern oder Stapelfasern. Sie liegen zwischen 8 und 50%, die der Faserverbunde bei 5-20%, während Spinnvliesfasern oder Stapelfasern für die Anwendungsbereiche Hygieneprodukte üblicherweise zwischen ca. 50 und < 300% liegen.The low crystallinity of the hot drawn fiber systems leads to specific ones Fiber strengths of 5-40% of those for cold drawn fibers of provenance Spunbond fibers or staple fibers are common. The fiber strengths are in g / dtex between 0.05 and 0.8 g. The elongations at break of these fiber systems are also significantly below those of the cold-drawn fibers of the provenances Spunbond fibers or staple fibers. They are between 8 and 50% of those Fiber composites at 5-20%, while spunbond fibers or staple fibers for the Areas of application Hygiene products usually between approx. 50 and <300% lie.
Bei Einsatz von kalt- oder warmverstreckten Stapelfaser- oder Spinnvliessystemen wirkt sich in erster Linie das geringe Kohäsionsverhalten der Faserverbunde in der Mitte der geometrischen Dicke des Materials aus oder aber im Falle von geringfügig verfestigten (vorzugsweise thermisch verfestigten) Faserverbunden die durch Temperatureinflüsse und mechanische Einflüsse hervorgerufenen Kristallinitäts- Änderungen entsprechend den hierfür vorliegenden Gesetzmäßigkeiten der eingesetzten Patterngeometrie.When using cold or warm drawn staple fiber or spunbond systems primarily affects the low cohesive behavior of the fiber composites in the Middle of the geometric thickness of the material or in the case of minor consolidated (preferably thermally consolidated) fiber composites through Influences of temperature and mechanical influences of crystallinity Changes in accordance with the existing legalities of the used Pattern geometry.
Bei Einsatz von papierartigen Materialien muß darauf geachtet werden, daß der Prozess der mechanischen oder Chemischen Verfestigung im Verbund so gering wie möglich erfolgt, damit ein mittiges Trennen des Faserverbundes unter gleichzeitiger Ausnutzung der geringen Kohäsionskräfte nach erfolgter beidseitiger Laminierung über die gesamte Fläche des Composites garantiert bleibt.When using paper-like materials, care must be taken that the process the mechanical or chemical solidification in the composite as low as possible takes place so that a central separation of the fiber composite with simultaneous use the low cohesive forces after double-sided lamination over the entire area of the composite remains guaranteed.
Bei dem Trennvorgang hat sich gezeigt, daß das Zerreißen des Faserverbundes umso
perfekter abläuft, je niedriger das m2-Gewicht des Fasersystems zwischen den beiden
Folien ist. Selbstverständlich sind unter Berücksichtigung des geforderten
Abdeckverhaltens der Filmoberflächen durch das verbleibende Fasersubstrat nach dem
Trennvorgang Mindestgewichte von etwa 1,0 g/m2 erforderlich. Die obere
Gewichtsgrenze richtet sich im wesentlichen
During the separation process, it has been shown that the tearing of the fiber composite runs more perfectly the lower the m 2 weight of the fiber system between the two foils. Of course, taking into account the required covering behavior of the film surfaces by the remaining fiber substrate after the separation process, minimum weights of approximately 1.0 g / m 2 are required. The upper weight limit essentially depends
- - einerseits nach der geforderten Faserlänge nach dem Zerreißprozess und- on the one hand according to the required fiber length after the tearing process and
- - andererseits nach etwaig eingesetzten und im Sinne einer kraft- und formschlüssig in Bezug auf die beiden außenliegenden Filme wirksam gewordenen teilflächigen Applikation von Thermobonding, Ultraschallverfestigung, oder ähnlichen Techniken bei dem Verbindungsprozess der drei beteiligten Elemente Film-Faser-Film.- on the other hand after any used and in the sense of a positive and positive in Regarding the two outer films that have become effective Application of thermal bonding, ultrasonic bonding, or similar techniques the process of connecting the three elements involved, film-fiber-film.
Auch die beidseitige teil- oder vollflächige Verbindung der Fasern bzw. des Faserverbundes mit den beiden jeweils an den beiden Oberflächen derselben angeordneten Folien unter gleichzeitiger Anwendung von geeigneten Kunststoffschmelzen, Hotmeltklebern, Dispersionsklebern, Klebern auf Organosolbasis, Zwei- oder Mehrkomponenten-Klebern hat sich in überzeugender Form als eine Möglichkeit gezeigt, nicht nur eine kraft- und formschlüssige Verbindung der drei Ebenen herbeizuführen, sonder darüber hinausgehend die visuelle Abdeckung der Filmoberfläche durch Fasern einerseits zu garantieren und andererseits die resultierende Faserlänge bei dem Zerreißprozess hinsichtlich Ihrer Länge dahingehend beeinflussen zu können, daß velourierte Composites mit Florhöhen von vorzugsweise < 1 mm und < 4 mm entstehen. Die dabei eingesetzten Klebermengen liegen pro Seite zwischen 0,1 g/m2 und 5,0 g/m2.The two-sided, partial or full-surface connection of the fibers or of the fiber composite with the two foils arranged on the two surfaces of the same with the simultaneous use of suitable plastic melts, hot-melt adhesives, dispersion adhesives, organosol-based adhesives, and two- or multi-component adhesives has also proved convincing Shown form as a way to not only bring about a non-positive and positive connection of the three levels, but also to guarantee the visual coverage of the film surface by fibers on the one hand and on the other hand to be able to influence the length of the resulting fiber length in the process of tearing in such a way that velor Composites with pile heights of preferably <1 mm and <4 mm are created. The amount of adhesive used is between 0.1 g / m 2 and 5.0 g / m 2 per side.
Die zur Herstellung der Faser-Film-Composites eingesetzten nicht wasserdampfdurchlässigen Folien können ganz, teilweise oder in Mischungen aus den olefinischen Polymeren der Gattungen Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, sowie Polyester, Polyamid, Polyurethan, Ethylenvinylacetat, Ethylenbutylacetat, EMA, EBA, kristallinen oder amorphen Füllstoffen auf anorganischer oder organischer Basis, ober- und grenzflächenaktiven Verarbeitungshilfsmitteln sowie Stabilisatoren und farbgebenden Substanzen bestehen.The ones used to make the fiber-film composites are not Water vapor permeable films can be wholly, partially or in mixtures of the olefinic polymers of the genera polyethylene, polypropylene, polybutylene, and Polyester, polyamide, polyurethane, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acetate, EMA, EBA, crystalline or amorphous fillers on an inorganic or organic basis, and surface active processing aids as well as stabilizers and coloring substances exist.
Die zur Herstellung der Faser-Film-Composites eingesetzten
wasserdampfdurchlässigen Folien können alternativ nach folgenden Patenten oder in an
sich bekannter Weise hergestellt sein:
US 5.176.953 der Fa. Amoco
US 4.758.239 der Fa. Kimberly-Clark
US 5.317.035 der Fa. Amoco
US 5.405.887 der Fa. Mitsui
US 5.362.553 der Fa. Tetratec Corp.
US 4.761.324 der Fa. Rautenberg
DE 36 19 644 A1 Prof. Zhang, Shanghai
EP 418 369 A1/US 4.975.469 der Fa. Amoco
WO 9609165 der Fa. Exxon
WO 9639031 der Fa. Kimberly Clark
US 5.422.377 der Fa. Sandia Corp.
US 5.236.963 der Fa. Amoco
EP 492 942 A2 der Fa. Amoco
EP 470 633 A2 der Fa. Ube Industries
WO 9112132 A1 der Fa. W. L. Gore and Ass.
US 4.994.335 der Fa. Ube Industries
EP 378 346 A2 der Fa. Hoechst Celanese
EP 365 111 A2 der Fa. Minnesota Mining
EP 352 802 A2 der Fa. Hercules
EP 283 920 A2 der Fa. Hercules
JP 08324096 der Fa. Toyo Boseki
JP 08302048 der Fa. Toyo Boseki
JP 08080684 der Oji Yuka Goseishi Kk
JP 07207072 der Tokuyama
JP 06096753 der Fa. Asahi Chemical Ind.
JP 06071766 der Kagawa Seiji
CN 1062357 der Chinese Academy of Sciences, Inst. of Chem.
JP 03168229 der Idemitsu Petrochem.Co.
EP 365112 der Minnesota Mining
JP 01201342 der Toray Industries
BR 8806398 der Minnesota Mining
JP 01223136 der Toray Industries
JP 01081831 der Tokuyama Soda
JP 01054042 der Tokuyama Soda
JP 63210144 der Tokuyama Soda
JP 63108041 der Tokuyama Soda
JP 62297130 der Kohjin Co.The water vapor-permeable films used to produce the fiber-film composites can alternatively be produced according to the following patents or in a manner known per se:
US 5,176,953 from Amoco
No. 4,758,239 from Kimberly-Clark
US 5,317,035 from Amoco
US 5,405,887 from Mitsui
US 5,362,553 from Tetratec Corp.
US 4,761,324 from Rautenberg
DE 36 19 644 A1 Prof. Zhang, Shanghai
EP 418 369 A1 / US 4,975,469 from Amoco
WO 9609165 from Exxon
WO 9639031 from Kimberly Clark
US 5,422,377 by Sandia Corp.
US 5,236,963 from Amoco
EP 492 942 A2 from Amoco
EP 470 633 A2 from Ube Industries
WO 9112132 A1 from WL Gore and Ass.
US 4,994,335 from Ube Industries
EP 378 346 A2 from Hoechst Celanese
EP 365 111 A2 from Minnesota Mining
EP 352 802 A2 from Hercules
EP 283 920 A2 from Hercules
JP 08324096 from Toyo Boseki
JP 08302048 from Toyo Boseki
JP 08080684 the Oji Yuka Goseishi Kk
JP 07207072 of Tokuyama
JP 06096753 from Asahi Chemical Ind.
JP 06071766 by Kagawa Seiji
CN 1062357 of the Chinese Academy of Sciences, Inst. Of Chem.
JP 03168229 of Idemitsu Petrochem.Co.
Minnesota Mining EP 365112
JP 01201342 by Toray Industries
BR 8806398 of Minnesota Mining
JP 01223136 from Toray Industries
JP 01081831 of Tokuyama Soda
JP 01054042 of Tokuyama Soda
JP 63210144 of Tokuyama Soda
JP 63108041 of Tokuyama Soda
JP 62297130 by Kohjin Co.
Selbstverständlich ist die Herstellung der Filme nach weiteren, hier nicht genannten Patenten möglich oder aber auch die Herstellung von wasserdampfdurchlässigen Folien auf der Basis von hydrofilen Polymeren wie vorgenannt in an sich bekannter Vorgehensweise.It goes without saying that the films are produced according to other not mentioned here Patents possible or the production of water vapor permeable films based on hydrofilic polymers as mentioned in known per se Method.
Zur Herstellung der heißverstreckten Fasern bzw. Faserverbunde mit niedriger Kristallinität können alle polyolefinischen Homologen der Reihe Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, deren Isomere, deren Copolymere, Bockpolymere, Block- Copolymere, EMA, EBA, Polyacrylate, Polyester, Polyetherblockamide, Polyamide sowie deren Homologe, Isomere, Copolymere, Blockpolymere und Block-Copolymere eingesetzt werden.For the production of hot-drawn fibers or fiber composites with lower All polyolefinic homologs of the polyethylene series Polypropylene, polybutylene, their isomers, their copolymers, block polymers, block Copolymers, EMA, EBA, polyacrylates, polyesters, polyether block amides, polyamides as well as their homologs, isomers, copolymers, block polymers and block copolymers be used.
Die Herstellung der Fasern erfolgt dabei in an sich üblicher Weise mittels der sog. Meltblown-Technologie, oder Fasern spinnenden Hotmelt-Applikationstechniken wie z. B. DYNAFIBER der Fa. Dynatec, Rotations- oder Schleuderguß-Spinntechniken, konventionellen Verfahren zur Herstellung von Filamenten, Stapelfasern usw. oder aber man bedient sich der Resourcen für native Fasern, Zellstoffen usw. Dabei wird vorzugsweise so verfahren, daß die Herstellung des Faser verbundes von < 2 g/m2 in situ mit der Anlieferung von zwei Folienbahnen erfolgt, die Ihrerseits in der vorbeschriebenen Weise für die Verbindung mit der Faserstruktur in einem Dreier- Verbund vorbereitet sind, die Fasermenge mittig zwischen den beiden Folien zugeführt und der Verbindungsprozess z. B. zwischen zwei Walzen unter gleichzeitiger Anwendung von Druck und Temperatur oder Kühlung vorgenommen wird. Die Anwendung von Temperatur oder Kühlung in diesem Fall richtet sich danach, ob z. B. mit Thermobonding oder mit Klebereinsatz gearbeitet werden soll.The fibers are produced in a conventional manner by means of the so-called meltblown technology, or fiber-spinning hotmelt application techniques such as. B. DYNAFIBER from Dynatec, rotary or centrifugal casting spinning techniques, conventional processes for the production of filaments, staple fibers etc. or else one uses the resources for native fibers, cellulose etc. This is preferably done in such a way that the production of the fiber Compound of <2 g / m 2 takes place in situ with the delivery of two film webs, which in turn are prepared in the manner described above for the connection with the fiber structure in a three-way arrangement, the amount of fiber is fed in the middle between the two films and the connection process z . B. between two rollers with the simultaneous application of pressure and temperature or cooling. The application of temperature or cooling in this case depends on whether e.g. B. to be worked with thermobonding or with adhesive.
Im Auslaufspalt dieses Walzenpaares oder auch im Auslaufspalt eines nachgeschalteten oder weiteren Walzenpaares oder aber in der Verfahrensweise gemäß DE 197 16 263 A1 wird dann die Auftrennung der Mittelschicht unter gleichzeitiger Anwendung von Temperaturen unterhalb des Rekristallisationspunktes der Fasern und gegebenenfalls unter Anwendung von Vakuum auf den Trennwalzen unter gleichzeitiger Bildung der beiden kongruenten textilen Composites vollzogen.In the outlet nip of this pair of rollers or in the outlet nip of a downstream one or further pair of rollers or in the procedure according to DE 197 16 263 A1 is then the separation of the middle class with simultaneous application of Temperatures below the recrystallization point of the fibers and if necessary using vacuum on the separating rollers while forming the two congruent textile composites.
Die für die Verbindung von nicht wasserdampfdurchlässigen Folien mit dem
Fasersubstrat vorgesehenen Polymere oder Kleber oder Hotmelts können folgenden
Rohstoffgattungen angehören:
The polymers or adhesives or hotmelts intended for the connection of non-water vapor permeable foils to the fiber substrate can belong to the following types of raw materials:
- 1. polyoleflnische oder nichtpolyolefinische, vorzugsweise thermoplastische Polymere, die mit den Rohstoffen zur Herstellung der Foliengruppe selbst identisch sein können oder aber durch Abstimmung der Verarbeitungs- Viskosität auf ein Niveau zwischen 3.500 cps oder 120.000 cps eingestellt wurden.1. polyolefinic or non-polyolefinic, preferably thermoplastic Polymers with the raw materials for the production of the film group itself can be identical or by coordinating the processing Viscosity set to a level between 3,500 cps or 120,000 cps were.
- 2. EVA, Polyethylenwachs, Kunstharze, alleine oder in Kombination mit einem oder mehreren Polymeren der vorgenannten Gruppe 1 mit Verarbeitungs- Viskositäten zwischen 3.500 cps und 80.400 cps.2. EVA, polyethylene wax, synthetic resins, alone or in combination with one or more polymers of the aforementioned group 1 with processing Viscosities between 3,500 cps and 80,400 cps.
- 3. Hydrofile Polymere wie z. B. Polyurethane, Polyester, Polyetherblockamide, Polyamide, deren Copolymere, deren Homologe und Isomere mit Verarbeitungs-Viskositäten zwischen 3.500 und 80.000 cps.3. Hydrofile polymers such as B. polyurethanes, polyesters, polyether block amides, Polyamides, their copolymers, their homologs and isomers with Processing viscosities between 3,500 and 80,000 cps.
Die für die Verbindung von wasserdampfdurchlässigen Folien mit dem Fasersubstrat
vorgesehenen Polymere oder Kleber oder Hotmelts können folgenden
Rohstoffgattungen angehören:
The polymers or adhesives or hotmelts provided for the connection of water vapor permeable films to the fiber substrate can belong to the following types of raw materials:
- 1. Hydrofile Polymere wie z. B. Polyurethane, Polyester, Polyetherblockamide, Polyamide, deren deren Copolymere, deren Homologe und Isomere alleine oder in Mischung mit EVA, Polyethylenwachse und Kunstharzen mit Verarbeitungs-Viskositäten von 1.500 und 80.000 cps.1. Hydrofile polymers such as B. polyurethanes, polyesters, polyether block amides, Polyamides, their copolymers, their homologues and isomers alone or in a mixture with EVA, polyethylene waxes and synthetic resins Processing viscosities of 1,500 and 80,000 cps.
Zwei mikoporöse Folienbahnen (A1 + A2) gleicher Provenienz mit einem Gewicht von 33 g/m2 und einer Dichte von sd = 1,32, hergestellt nach dem US Patent 4.777.473, eine von links kommend, die andere von rechts kommend, wurden in ein horizontal angeordnetes Zweiwalzen-Kalandersystem von oben nach unten eingeführt. Beide Folien wurden unmittelbar vor Eintritt in den Walzenspalt auf ihren inneren Kontaktflächen für das Fasersystem vollflächig unter Verwendung einer sogenannten Schlitzdüsen-Auftragstechnik der Fa. Inatec GmbH, Leverkusen mit einem Polyurethan-Hotmelt der Fa. Henkel KgaA, Düsseldorf, mit der Bezeichnung Macroplast QR 5120 (Einkomponenten-Polyurethan) mit einer Verarbeitungsviskosität von ca. 20.000 cps. und einer Auftragsmenge von 1,5 g/Seite beaufschlagt (C1 + C2). Die Schmelzetemperatur des Hotmelts im Applikationskopf lag dabei zwischen 160 und 165°C.Two micoporous film webs (A1 + A2) of the same provenance with a weight of 33 g / m 2 and a density of sd = 1.32, were produced according to US Pat. No. 4,777,473, one coming from the left, the other coming from the right inserted into a horizontally arranged two-roll calender system from top to bottom. Immediately before entering the nip, both foils were completely covered on their inner contact surfaces for the fiber system using a so-called slot nozzle application technology from Inatec GmbH, Leverkusen, with a polyurethane hot melt from Henkel KgaA, Düsseldorf, called Macroplast QR 5120 (One-component polyurethane) with a processing viscosity of approx. 20,000 cps. and an order quantity of 1.5 g / side applied (C1 + C2). The melt temperature of the hot melt in the application head was between 160 and 165 ° C.
Ein vorgefertigtes, unverfestigtes PP-Meltblownvlies (B) mit einem Flächengewicht von 8,6 g/m2 und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 3,5/1000 mm wurde senkrecht in diesen so vorbereiteten und mit Kleber versehenen Folieneinzugsspalt mittig eingeführt und unter gleichzeitiger Anwendung eines Liniendrucks von 50 dN/m Walzenbreite bei einer Kühlwasseraustrittstemperatur der Kaschierwalzen von 27°C und einer Fahrgeschwindigkeit von 150 m/Min. mit den Innenseiten der Filme zu dem in der ersten Stufe dreilagigen Film-MB-Film- Composites verklebt und in üblicher Weise aufgewickelt.A prefabricated, unconsolidated PP meltblown fleece (B) with a weight per unit area of 8.6 g / m 2 and an average fiber diameter of 3.5 / 1000 mm was inserted vertically in the middle of this prepared and provided with adhesive film feed gap and with the simultaneous use of a Line pressure of 50 dN / m roller width with a cooling water outlet temperature of the laminating rollers of 27 ° C and a driving speed of 150 m / min. glued to the inside of the films to form the three-layer film-MB-film composites in the first stage and wound up in the usual way.
In einer zweiten Stufe des Prozesses wurde nach 48 Stunden das so hergestellte dreilagige Composite durch kontinuierliches Abwickeln von der Rolle in einen Walzenspalt mit Oberflächentemperaturen von 18-24°C und einem Anpreßdruck von 50 dN/m Walzenbreite eingezogen und dann im Auslaufspalt das dreilagige Composite zunächst von Hand in zwei zweilagige textile Composites (AF1 + AF2) bestehend aus jeweils einem Film und einer textilen Oberflächenstruktur getrennt, beide Trennprodukte in eine jeweils unabhängig voneinander arbeitenden Abzugs- und Aufwickeleinheit eingeführt und der Trenn- und Aufwickelprozess kontinuierlich fortschreitend betrieben. Die im Trennspalt zueinander gefügten Walzen wurden im Auslauf von den getrennten zweilagigen Composites mit einer Walzenumschlingung von 120° umschlungen und beide Bahnen mit einer Voreilung von 4% gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit des Walzenpaares selbst von den Wickeleinheiten aufgewickelt.In a second stage of the process, the so produced was after 48 hours three-layer composite by continuous unwinding from the roll in one Roll gap with surface temperatures of 18-24 ° C and a contact pressure of 50 dN / m roll width was drawn in and then the three-layer composite in the outlet nip initially by hand in two two-layer textile composites (AF1 + AF2) consisting of each separated from a film and a textile surface structure, both Separation products in a deduction and Winding unit introduced and the separation and winding process continuous operated progressively. The rolls joined to each other in the separation gap were in the Outfeed from the separate two-layer composites with a roll wrap of 120 ° looped and both lanes with a lead of 4% over the The peripheral speed of the pair of rollers itself is wound up by the winding units.
Das Endgewicht des solchermaßen hergestellten Textilen Backsheets betrug 36,2 g/m2. Die abstehenden Faserenden bildeten eine durchschnittliche Florhöhe von 1,8 mm. Die Wasserdampfdurchlässigkeit des Produktes gemessen nach der gravimetrischen DIN-Methode betrug 1800 g/m2/24 Stunden.The final weight of the textile backsheet thus produced was 36.2 g / m 2 . The protruding fiber ends formed an average pile height of 1.8 mm. The water vapor permeability of the product as measured by the gravimetric method DIN was 1800 g / m 2/24 hours.
Zwei handelsübliche, nicht wasserdampfdurchlässige, modifizierte PE-Windelfolien mit einem Gewicht von 27 g/m2 wurden wiederum eine von links, die andere von rechts kommend in einen horizontal angeordneten Zweiwalzen-Kalander von oben nach unten eingeführt. Beide Folien wurden unmittelbar vor Eintritt in den Kalanderspalt auf ihren inneren Kontaktflächen für das Fasersystem vollflächig unter Verwendung eines sog. Schlitzventils der Fa. Inatec GmbH, Leverkusen mit einem handelsüblichen APAO-Kaschierkleber mit einer Verarbeitungs-Viskosität von ca. 60.000 cps und einer Auftragsmenge von 2,0 g/m2 beaufschlagt. Die Schmelzetemperatur des Hotmelts im Applikationskopf lag dabei zwischen 162 und 166°C.Two commercially available, non-water vapor permeable, modified PE diaper films with a weight of 27 g / m 2 were again inserted from the left, the other coming from the right, in a horizontally arranged two-roll calender from top to bottom. Immediately before entering the calender gap, both foils were completely covered on their inner contact surfaces for the fiber system using a so-called slit valve from Inatec GmbH, Leverkusen, with a commercially available APAO laminating adhesive with a processing viscosity of approx. 60,000 cps and an application amount of 2.0 g / m 2 applied. The melt temperature of the hot melt in the application head was between 162 and 166 ° C.
Ein vorgefertigtes, unverfestigtes Zellstoff-Faser-Vlies mit einem Flächengewicht von 12 g/m2 wurde senkrecht von oben kommend in diesen so vorbereiteten Folieneinzugsspalt mittig eingeführt und unter gleichzeitiger Anwendung eines Liniendruckes von 500 dN/m Walzenbreite bei einer Kühlwasseraustrittstemperatur der Kaschierwalzen von 32°C und einer Fahrgeschwindigkeit von 125 m/Min. mit den Innenseiten der Filme zu dem in der ersten Stufe dreilagigen Film-MB-Film- Composites verklebt. Der Trennvorgang zu den zwei kongruenten Faser-Film- Composites erfolgte unter Einsatz der in DE 197 16 263 A1 beschriebenen Vakuum- Walzentrenntechnik in einem zweiten Arbeitsgang bei einer Fahrgeschwindigkeit von 90 m/Min. Die getrennten Composites wurden dabei über Vakuum mit einer Kraft von 6.800 g/m2 auf der Walzenoberfläche fixiert. Die Aufwicklung der Composites an den Wicklern erfolgte mit einer Voreilung von 1,5% bezogen auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit der Trennwalzen.A prefabricated, unconsolidated cellulose fiber fleece with a basis weight of 12 g / m 2 was inserted vertically from above into the film feed nip prepared in this way and with simultaneous application of a line pressure of 500 dN / m roll width at a cooling water outlet temperature of the laminating rolls of 32 ° C and a driving speed of 125 m / min. glued to the inside of the films to form the three-layer film-MB-film composites in the first stage. The separation process to the two congruent fiber-film composites was carried out using the vacuum roller separation technology described in DE 197 16 263 A1 in a second operation at a driving speed of 90 m / min. The separated composites were fixed on the roll surface with a force of 6,800 g / m 2 . The composites were wound up on the winders with a lead of 1.5% based on the peripheral speed of the separating rollers.
Das Endgewicht des Composites betrug 32,5 g/m2. Die abstehenden Faserenden bildeten eine durchschnittliche Florhöhe von 2,2 mm.The final weight of the composite was 32.5 g / m 2 . The protruding fiber ends formed an average pile height of 2.2 mm.
Selbstverständlich kann davon ausgegangen werden, daß die in den Beispielen genannten Prozessschritte bezüglich Folienherstellung, Faserverbundherstellung, Verklebung bzw. Verbindung der drei Ausgangsschichten zu einem Composite und der danach erforderliche Trenn- bzw. Zerreißvorgang und die Aufwicklung der Endprodukte in einem integrierten Verfahren abgewickelt werden können. Of course, it can be assumed that the in the examples mentioned process steps regarding film production, fiber composite production, Adhesion or connection of the three starting layers to a composite and the then required separation or tearing and the winding of End products can be processed in an integrated process.
In einer besonderen Ausführungsform der vorbeschriebenen Erfindung ist es weiterhin
möglich, die Herstellung von
In a particular embodiment of the invention described above, it is also possible to manufacture
- - mikroporösen und wasserdampfdurchlässigen Folien als Bestand teil der zweilagigen Faser-Film-Composites- microporous and water vapor permeable foils as inventory part of the two-layer fiber-film composites
- - die Herstellung der hierzu notwendigen Faserverbunde- The production of the fiber composites required for this
- - die Verbindung der für den Folienteil verantwortlichen Polymere mit den in situ gefertigten Faserverbunden- The connection of the polymers responsible for the film part with the fiber composites manufactured in situ
- - die Darstellung der mikroporösen Filmstruktur durch gemeinschaftliches Verstrecken des dreilagigen Verbundes (siehe Zeichnung II)- The representation of the microporous film structure joint stretching of the three-layer network (see drawing II)
- - sowie den zur Darstellung der Zweilagigkeit erforderlichen Trenn prozess mit nachfolgender Aufwicklung- and the separation required to represent the two-layer system process with subsequent winding
in einem Arbeitsgang zu bewältigen. Dabei wird in Betracht gezogen, daß es dem durchschnittlichen Fachmann bekannt ist, daß durch Thermobonding hergestellte Vliesstoffe aus monolithischen Fasern aufgrund ihres stark ausgeprägten Isolationsverhaltens Temperaturen gegenüber zwischen den beiden thermobondierten und thermisch verformten Oberflächen einen deutlich schlechter verfestigten Faserbereich im Zentrum des Faserverbundes besitzen, der sich z. B. bei der Bewertung des Abschälverhaltens oder auch bei der Überprüfung des Weiterreißverhaltens der Materialien deutlich wahrnehmen läßt. Die Vliesstoffe verhalten sich in diesem Bereich noch wie Fasermaterial und nicht wie aus Fasern mittels Thermobonding hergestellten Folien.to cope in one operation. It is considered that the It is known to one of ordinary skill in the art that thermobonding Nonwovens made of monolithic fibers due to their strong distinction Insulation behavior temperatures compared between the two thermobonded and thermally deformed surfaces hardened significantly worse Have fiber area in the center of the fiber composite, which z. B. in the evaluation the peeling behavior or also when checking the tear behavior of the Clearly perceive materials. The nonwovens behave in this area still like fiber material and not like made from fibers by means of thermal bonding Foils.
Verbindet man nun zwei Filme, die aus an sich bekannten Polymermischungen incl. mineralischer Zusatzstoffe für die Herstellung vom mikroporösen Folien bestehen mittig mit den vorbeschriebenen heißverstreckten Faserverbunden niederer Kristallinität in kraft- und formschlüssiger Weise entweder über begrenztes Eindringen der Filmschmelze in die Faserverbundoberfläche oder über voll- oder teilflächiges Thermobondieren des Dreierverbundes oder über Verklebung mittels füllstofhaltiger Polyolefinschmelzen mit Verarbeitungs-Viskositäten von < 80.000 cps, kühle den Dreierverbund auf Temperaturen zwischen 40 und 80°C. ab und verstreckt ihn mit bleibendem Effekt in MD um bis zu 70% und/oder in CD um bis zu 70% und führt im Anschluß daran den zur Bildung des zweilagigen Faser-Film-Composites notwendigen Trennprozess z. B. entsprechend der DE 197 16 163 A1 bei Temperaturen von < 30°C. durch, so erhält man in überraschender Weise zweilagige Composites mit überzeugenden textilen Oberflächen und Wasserdampfdurchlässigkeiten je nach Verstreckungsgrad zwischen 1000 und 4500 g/m2/25 Stunden.If two films are now connected, which consist of polymer mixtures known per se, including mineral additives for the production of microporous films, in the middle with the previously described hot-drawn fiber composites of low crystallinity in a force-fitting and form-fitting manner either via limited penetration of the film melt into the fiber composite surface or via fully or partial thermal bonding of the triple bond or by gluing with filler-containing polyolefin melts with processing viscosities of <80,000 cps, cool the triple bond to temperatures between 40 and 80 ° C. and stretches it with a lasting effect in MD by up to 70% and / or in CD by up to 70% and then carries out the separation process necessary for the formation of the two-layer fiber-film composite. B. according to DE 197 16 163 A1 at temperatures of <30 ° C. by, one obtains a surprising manner in two-layered composites with better textile surfaces and water vapor permeabilities, depending on the degree of stretching 1000-4500 g / m 2/25 hours.
Das Verdehnungsverhalten der heißverstreckten Fasern niedriger Kristallinität wird von Reißdehnungen zwischen 5 und 20% bei Normklima durch die prozessbedingte Anhebung der Verstreckungstemperatur auf bis zu 80° dahingehend verändert, daß Bruchdehnungen der Fasern von bis zu 80% erreicht werden und demzufolge die Fasern den Prozess der Darstellung der Wasserdampfdurchlässigkeit schadlos überstehen. The elongation behavior of the hot drawn low crystallinity fibers becomes of elongations at break between 5 and 20% in a standard climate due to the process-related Raising the drawing temperature up to 80 ° changed so that Elongation at break of the fibers of up to 80% can be achieved and consequently the Fibers harmless the process of displaying water vapor permeability survive.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die geringe Reißdehnung der heißverstreckten Fasern niederer Kristallinität innerhalb des vorbeschriebenen dreilagigen Materialverbundes dahingehend gezielt genutzt, daß der für die Darstellung der Wasserdampfdurchlässigkeit notwendige Schritt der Nachverstreckung der Filme bzw. des Verbundes nicht wie vorbeschrieben bei Temperaturen zwischen 40 und 80°C. gefahren wird, sondern bei Temperaturen von < 25°C. Das hierfür eingesetzte und aus der Textilveredlung bekannte Verfahren des Mikrostretchens der Fa. Küsters, Krefeld, kann dabei so angewandt werden, daß teil- oder vollflächige, bleibende Verstreckungen in MD und/oder CD von < 20% einerseits zu der gewünschten Zunahme der Wasserdampfdurchlässigkeit der Filmebene führen und andererseits ein Zerreißen unter gleichzeitiger Bildung einer veloursartigen Oberfläche der in der Mittenschicht des dreilagigen Composites verfügbaren nicht plastifizierten Anteile aus heißverstreckten Fasern mit niederer Kristallinität oder der nichtthermoplastischen Fasern stattfindet. Der anschließende Trennprozess der beiden zweilagigen Faser-Film-Composites voneinander findet dann wieder in an sich bekannter bzw. vorbeschriebener Form statt.In a further special embodiment of the invention, the minor Elongation at break of the hot drawn fibers of low crystallinity within the The three-layer material composite described above used specifically that the necessary for the representation of the water vapor permeability Post-stretching of the films or the composite is not as described above Temperatures between 40 and 80 ° C. is driven, but at temperatures of <25 ° C. The process used for this and known from textile finishing Microstretching from Küsters, Krefeld, can be used in such a way that or full-area, permanent stretching in MD and / or CD of <20% on the one hand lead to the desired increase in the water vapor permeability of the film plane and on the other hand a tearing with the simultaneous formation of a velor-like Surface of the one not available in the middle layer of the three-layer composite plasticized parts of hot-drawn fibers with low crystallinity or non-thermoplastic fibers takes place. The subsequent separation process of the two two-layer fiber-film composites from each other then find themselves in again known or described form instead.
Diese Vorgehensweise einer Kaltverstreckung eines dreilagigen Film-Faser-Film- Verbundes auf der Basis des praktisch doppelten m2-Gewichtes gegenüber den bekannten Vorgehensweisen bei Einzelverstreckung von Filmen oder zweilagigen Nonwoven-Film-Composites führt weiterhin zu einer erheblich gesteigerten Prozess- und Produktsicherheit unter den Gesichtspunkten der geforderten Wasserdichtigkeit einerseits und der zugleich geforderter Wasserdampfdurchlässigkeit andererseits. Ein weiterer erheblicher Vorteil liegt natürlich in der Verdoppelung des Ausstoßverhaltens bzw. in der Halbierung der Fertigungskosten.This procedure of cold stretching a three-layer film-fiber-film composite on the basis of the practically double m 2 weight compared to the known procedures for single stretching of films or two-layer nonwoven film composites also leads to a considerably increased process and product safety among the Aspects of the required water resistance on the one hand and the required water vapor permeability on the other. Another significant advantage is, of course, the doubling of the output behavior or the halving of the manufacturing costs.
Die Herstellung derartiger Faser-Film-Composites in wasserdampfdurchlässiger oder auch nicht wasserdampfdurchlässiger Form führt zu einer gesteigerten Attraktivität im Markt unter besonderer Berücksichtigung der Kostensituation. Die aus den Ausführungsbeispielen ersichtlichen Gewichtsdifferenzen gegenüber den konventionellen Wettbewerbsprodukten dürften im wesentlichen relevant sein für Rohstoffkostenvorteile von 10-44% dieser Produktgruppen gegenüber konventionellen Produktlösungen dieser Art.The production of such fiber-film composites in water vapor permeable or not water vapor permeable form leads to an increased Attractiveness in the market with special consideration of the cost situation. The weight differences apparent from the exemplary embodiments compared to conventional competitive products are likely to be essentially relevant to Raw material cost advantages of 10-44% compared to these product groups conventional product solutions of this kind.
Insofern sind nicht nur die eingangs genannten Anwendungsbereiche Körperhygiene
(Babywindeln, Damenbinden, Slipeinlagen, Inkontinenzprodukte) sondern auch die
Anwendungsbereiche
In this respect, not only are the personal hygiene application areas mentioned at the beginning (baby diapers, sanitary napkins, panty liners, incontinence products) but also the application areas
- - Verpackungsmaterial mit attraktiv gestalteten Oberflächen- Packaging material with attractively designed surfaces
- - klassischer Textilien mit velourierten Oberflächen auf Basis- classic textiles with velor based surfaces
- - Gewebe, Flockbeschichtung, Flockdruck, Rauhvelours- Fabric, flock coating, flock printing, rough suede
- - Tapeten, Wandbespannungen- Wallpaper, wall coverings
- - Schutzbekleidungen, Freizeitbekleidungen- Protective clothing, casual clothing
- - u. a. m.- u. a. m.
von den erfindungsgemäßen Produkten betroffen.affected by the products of the invention.
Claims (25)
Danach wird das dreilagige Composite auf Temperaturen unterhalb von 30°C. abgekühlt und in MD und/oder CD in um 30-80% mit bleibendem Effekt verdehnt, wobei
- 1. die Kerbwirkung der anorganischen Kristallite zu einer Mikroporenstruktur den beiden Filmebenen führt,
- 2. die Kerbwirkung der anorganischen Kristallite zu einer Mikroporenstruktur in der Verbindungsebene führt, und
- 3. die Überschreitung der maximalen Reißdehnungen der heißverstreckten Faserverbundsysteme zu einem Auf- und Abreißen der am kraft- und formschlüssigen Verbund nicht teilhabenden Fasern im Zentrum des dreilagigen Verbundes führt,
The three-layer composite is then heated to temperatures below 30 ° C. cooled and stretched in MD and / or CD by 30-80% with a permanent effect, whereby
- 1. the notch effect of the inorganic crystallites leads to a microporous structure of the two film planes,
- 2. the notch effect of the inorganic crystallites leads to a microporous structure in the connection plane, and
- 3. If the maximum elongation at break of the hot-drawn fiber composite systems is exceeded, the fibers in the center of the three-layer composite, which do not participate in the force-fitting and form-fitting composite, are torn open and broken off
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