DE69316685T3

DE69316685T3 - Vliesstoff aus Multikomponenten-Polymersträngen enthaltend ein Gemisch aus Polyolefin und elastomerischem thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE69316685T3
Application number: DE1993616685
Authority: DE
Inventors: Susan Elaine Roswell Shawver; Linda Ann Atlanta Connor; Paul Windsor Cumming Estey; Jay Sheldon Roswell Shultz; David Craige Canton Strack
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2013-08-18
Also published as: JPH0673650A; MX9304343A; EP0586937A1; ZA934768B; KR100236628B1; KR940004116A; JP3274540B2; US5405682A; AU667557B2; ES2113977T3; DE69316685D1; DE69316685T2; EP0586937B1; EP0586937B2; TW255927B; AU4449993A; US5425987A; CA2084254A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft polymere Textilstoffe, insbesondere betrifft sie polymere Textilstoffe aus Multikomponent-Vliesstoffen.
Vliesstoffe werden benutzt, um eine ganze Reihe von Produkten herzustellen, die gewünschterweise bestimmte Level von Weichheit, Festigkeit, Beständigkeit, Einheitlichkeit, Eigenschaften gegenüber Flüssigkeiten wie Absorptionsvermögen, Flüssigkeitsbarriereneigenschaften und andere physikalische Eigenschaften aufweisen. Solche Produkte schließen Handtücher, industrielle Wischmaterialien, Inkontinenzprodukte, Pflegeprodukte für Kleinkinder wie Windeln, absorbierende Pflegeprodukte für Frauen und Bekleidungsartikel wie medizinische Bekleidung ein. Diese Produkte werden häufig mit mehreren Schichten aus Vliesstoffen hergestellt, um die gewünschte Eigenschaftskombination zu erhalten. Zum Beispiel können Wegwerfbabywindeln aus Vliesstoffen eine Ausfütterungsschicht einschließen, die an der Haut des Babys anliegt und weich, fest und porös ist, eine undurchlässige Außenüberzugsschicht einschließen, die fest und weich ist, und eine oder mehr innere Schichten, die weich und absorbierend ist.
Vliesstoffe wie die vorstehenden werden üblicherweise durch Schmelzspinnverfahren thermoplastischer Materialien erhalten. Solche Textilstoffe werden Spinnvliese genannt und Verfahren zur Herstellung von polymeren Spinnvliesmaterialien sind bekannt. Die US-A-4,692,618, ausgestellt für Dorschner et al., und die US-A-4,340,563, ausgestellt für Appel et al., offenbaren beide Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesbahnen aus thermoplastischen Materialien durch das Extrudieren der thermoplastischen Materialien durch eine Spinndüse und Ziehen der extrudierten Materialien in Filamente mit einem Strom von Luft mit hoher Geschwindigkeit, um so eine statistische Bahn dieses Materials auf einer Sammeloberfläche zu bilden. Zum Beispiel offenbart die US-A-3,692,618, ausgestellt für Dorschner et al., ein Verfahren, bei dem Bündel aus polymeren Filamenten durch eine Vielzahl von Ejektordüsen durch Luft mit sehr hoher Geschwindigkeit gezogen werden. Die US-A-4,340,563, ausgestellt für Appel et al., offenbart ein Verfahren, bei dem thermoplastische Filamente durch eine einzige weite Düse mit einen Strom von Luft mit hoher Geschwindigkeit gezogen werden. Die folgenden Patente offenbaren ebenso typische Schmelzspinverfahren: US-A-3,338,992, ausgestellt für Kinney; US-A-3,341,394, ausgestellt für Kinney; US-A-3,502,538, ausgestellt für Levy; US-A-3,502,763, ausgestellt für Hartmann; US-A-3,909,009, ausgestellt für Hartmann; US-A-3,542,615, ausgestellt für Dobo et al.; und CA-B-803,714, ausgestellt für Harmon.
Spinnvliesmaterialien mit gewünschten Kombinationen physikalischer Eigenschaften, insbesondere Kombinationen von Weichheit, Festigkeit und Beständigkeit, sind hergestellt worden, wobei allerdings Beschränkungen auftraten. Zum Beispiel für bestimmte Anwendungsformen können polymere Materialien wie Polypropylen den gewünschten Level an Festigkeit, aber nicht den gewünschten Level an Weichheit aufweisen. Auf der anderen Seite können Materialien wie Polyethylen in einigen Fällen das gewünschte Level an Weichheit, aber nicht das gewünschte Level an Festigkeit aufweisen.
In Bemühungen, Vliesstoffe mit den gewünschten Kombinationen von physikalischen Eigenschaften herzustellen, wurden Multikomponent- oder Bikomponent-Vliesstoffe entwickelt. Verfahren zur Herstellung von Bikomponent-Vliesstoffen sind bekannt und offenbart in Patenten wie z.B. Wiederausgabe Nr. 30,955 der US-A-4,068,036, ausgestellt für Stanistreet, US-A-3,423,266, ausgestellt für Davies et al., und US-A-3,595,731, ausgestellt für Davies et al. Ein Bikomponent-Vliesstoff wird aus polymeren Fasern oder Filamenten hergestellt, einschließlich einer ersten und einer zweiten polymeren Komponente, die verschiedenartig bleiben. Der Begriff Filamente, so wie er hier benutzt wird, bedeutet kontinuierliche Stränge aus Material, und der Begriff Fasern bedeutet geschnittene oder diskontinuierliche Stränge mit einer definierten Länge. Die erste und zweite Komponente von Multikomponentfilamenten sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt des Filaments verteilt und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge des Filaments. Typischerweise besitzen die Komponenten verschiedene Eigenschaften, so daß das Filament die Eigenschaften der beiden Komponenten aufweist. Z.B. kann eine Komponente Polypropylen sein, was relativ fest ist, die andere Komponente kann Polyethylen sein, was relativ weich ist. Das Endresultat ist ein fester, aber auch weicher Vliesstoff. Die US-A-3,423,266, ausgestellt für Davies et al., und die US-A-3,595,731, ausgestellt für Davies et al., offenbaren Verfahren zum Schmelzspinnen von Bikomponentfilamenten, um polymere Vliesstoffe zu formen. Die Vliesstoffbahnen können durch das Schneiden der schmelzgesponnenen Filamente auf Stapel und anschließendes Formen eines gebundenen Krempelvlies, oder durch Legen der kontinuierlichen Bikomponentfilamente auf eine Formoberfläche und anschließendes Binden der Bahn, erzeugt werden.
Um die Fülligkeit der Bikomponent-Vliesstoffbahnen zu erhöhen, werden Bikomponentfasern oder -filamente häufig gekräuselt. Die US-A-3,595,731 und 3,423,266, ausgestellt für Davies et al., offenbaren, daß Bikomponentfilamente mechanisch gekräuselt werden und die resultierenden Fasern in eine Vliesstoffbahn geformt werden, oder falls die geeigneten Polymere verwendet werden, das eine latente helikale Kräuselung, die in den Bikomponentfasern oder -filamenten vorgeformt ist, durch Wärmebehandlung aktiviert werden kann. Die Wärmebehandlung wird benutzt, um die helikale Kräuselung in den Fasern oder Filamenten zu aktivieren, nachdem die Fasern oder Filamente zu einer Vliesstoffbahn geformt wurden.
So eine Wärmebehandlung von Bikomponentfasern kann aber auch exzessive thermische Schrumpfung hervorrufen. Deswegen wurden verschiedene Versuche unternommen, die thermische Stabilität von Bikomponentfasern und daraus hergestellten Textilstoffen zu verbessern. Die EP-A-0 340 982 z.B. offenbart eine Bikomponentfaser mit reduzierter Schrumpfung. Die Faser enthält eine faserformende Polymerkomponente und eine Verschnitt. Die Verschnitt enthält eine kompatible Mischung aus einem mindestens teilweise kristallinen Polymer und einem amorphen Polymer, die Verschnitt hat eine Schmelztemperatur von mindestens etwa 30°C unterhalb der Schmelztemperatur der faserformenden Polymerkomponente, vorausgesetzt, daß die Schmelztemperatur der Verschnittzusammensetzung gleich oder größer als 130°C ist.
Besonders für Außenüberzugsmaterialien, wie die Außenüberzugsschichten von Wegwerfbabywindeln, ist es besonders gewünscht, die Beständigkeit der Vliesstoffe zu erhöhen, während hohe Level an Weichheit beibehalten werden. Die Beständigkeit von Vliesstoffen kann durch Erhöhung der Abriebsfestigkeit des Textilstoffs erhöht werden. Die Abriebsfestigkeit kann durch Erhöhung der Elastizität des Textilstoffs erhöht werden. Bei Multikomponent-Vliesstoffen z.B., die eine weichere Komponente wie Polyethylen und eine hochfeste Komponente wie Polypropylen aufweisen, tendieren die Bindungspunkte zwischen den Multikomponentsträngen dazu, bei Aussetzung zu einer Last auseinanderzufallen. Um einen beständigeren Textilstoff zu produzieren, ist es gewünscht, die Beständigkeit der Bindungspunkte zwischen solchen Multikomponent-Polymersträngen zu erhöhen. Es besteht also ein Bedarf für Vliesstoffe mit erhöhtem Level an Weichheit und Beständigkeit, insbesondere zur Benutzung als Außenüberzugsmaterial für Pflegeprodukte und Bekleidungsmaterialien.
In Übereinstimmung damit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte Vliesstoffe und Verfahren zur Herstellung dieser Vliesstoffe bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Vliesstoffe mit gewünschten Kombinationen von physikalischen Eigenschaften, wie Weichheit, Festigkeit, Beständigkeit, Einheitlichkeit und Absorptionsfähigkeit, sowie Verfahren zur Herstellung derselben, bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein weiches, aber auch beständiges Außenüberzugsmaterial für absorbierende Pflegeprodukte wie wegwerfbare Babywindeln bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen weichen, aber auch beständigen Vliesstoff für Gegenstände wie medizinische Bekleidung bereitzustellen.
Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch einen Vliesstoff enthaltend extrudierte polymere Multikomponentstränge, umfassend eine erste und eine zweite polymere Komponente, wobei die Multikomponentstränge einen Querschnitt, eine Länge und eine Außenoberfläche aufweisen, die erste und zweite Komponente sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge verteilt und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, die zweite Komponente konstituiert mindestens einen Teil der Außenoberfläche der Multikomponentstränge kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge und schließt einen Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer ein elastomeres Polymer ist, und einem klebrigmachenden Harz ein.
Weiterhin werden die obengenannten Ziele durch einen Vliesstoff gelöst, enthaltend: eine erste Bahn aus extrudierten polymeren Multikomponentsträngen einschließlich einer ersten und einer zweiten polymeren Komponente, die Multikomponentstränge besitzen einen Querschnitt, eine Länge und eine Außenoberfläche, die erste und die zweite Komponente sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge verteilt und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, die zweite Komponente konstituiert mindestens einen Teil der Außenoberfläche der Multikomponentstränge kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge und schließt einen ersten Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen elastomeren Polymer und einem klebrigmachenden Harz ein; und eine zweite Bahn aus extrudierten polymeren Einkomponentsträngen, die erste und die zweite Bahn sind in einer laminaren Oberfläche auf Oberfläche Beziehung, positioniert und miteinander verbunden, um einen integrierten Textilstoff zu bilden.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Vliesstoff zur Verfügung enthaltend polymere Multikomponentstränge, in denen eine Komponente einen Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen elastomeren Polymer und einem klebrigmachenden Harz enthält. Durch die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Polymers wird erreicht, daß die Bindungspunkte zwischen den Strängen des Textilstoffs sich nicht mehr so einfach lösen und daß die Abriebsfestigkeit des Textilstoffs erhöht wird. Das thermoplastische elastomere Polymer erhöht die Elastizität der Stränge des Textilstoffs an ihren Bindungspunkten, so daß der Textilstoff eine höhere Elastizität und eine höhere Abriebsfestigkeit aufweist. Zur gleichen Zeit verringert das thermoplastische elastomere Polymer nicht die Weichheit des Textilstoffs. Wird die Bindung richtig durchgeführt, so ist der Vliesstoff der vorliegenden Erfindung insbesondere geeignet zur Benutzung als Außenüberzugsmaterial in Pflegeprodukten wie z.B. wegwerfbaren Babywindeln oder als Bekleidungsmaterial. Die Textilstoffe der vorliegenden Erfindung können auf einen Film aus polymerem Material wie Polyethylen laminiert werden, wenn sie als Außenüberzugsmaterial verwendet werden.
Der Vliesstoff der vorliegenden Erfindung enthält extrudierte polymere Multikomponentstränge, enthaltend eine erste und eine zweite polymere Komponente, die in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge verteilt sind und sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge erstrecken. Die zweite Komponente der Stränge konstituiert mindestens einen Teil der Außenoberfläche der Multikomponentstränge, kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponent stränge, diese Komponente schließt einen Verschnitt eines Polyolefins, eines thermoplastischen elastomeren Polymers und eines klebrigmachenden Harzes ein. Bindungspunkte zwischen den Multikomponentsträngen können durch Anwendung von Wärme geformt werden. Wie oben erklärt, vergrößert die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Polymers die Elastizität der Bindungspunkte zwischen den Multikomponentsträngen.
Das thermoplastische elastomere Polymer umfaßt bevorzugt ein A-B-A'-Triblock-Copolymer, in dem A und A' jeweils thermoplastische Endblöcke sind, enthaltend styrolische Einheiten, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Mittelblock ist. Das thermoplastische elastomere Polymer kann zusätzlich noch ein A-B-Diblock-Copolymer enthalten, in dem A ein thermoplastischer Endblock mit styrolischen Einheiten und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Block ist. Wie im folgenden detailliert ausgeführt, ist ein geeignetes thermoplastisches elastomeres Polymer, bzw. eine solche Verbindung zur Benutzung in der vorliegenden Erfindung, erhältlich von Shell Chemical Company, Houston, Texas, unter dem Warenzeichen KRATON.
Der Verschnitt der zweiten Komponente der Multikomponentstränge der vorliegenden Erfindung enthält weiterhin ein klebrigmachendes Harz, um die Bindung der Multikomponentstränge zu verbessern. Geeignete klebrigmachende Harze schließen hydrierte Kohlenwasserstoffharze und Terpen-Kohlenwasserstoffharze ein. Alpha-Methylstyrol ist ein besonders geeignetes klebrigmachendes Harz. Weiterhin enthält die Verschnitt der zweiten Komponente in den Multikomponentsträngen der vorliegenden Erfindung bevorzugt ein Viskosität-reduzierendes Polyolefin, um die Verarbeitbarkeit der Multikomponentstränge zu verbessern. Ein besonders geeignetes Viskositäts-reduzierendes Polyolefin ist ein Polyethylenwachs. Geeignete Polyolefine für die Verschnitt der zweiten Komponente in den Multikomponentsträngen der vorliegenden Erfindung schließen Polyethylen und Copolymere aus Ethylen und Propylen ein. Ein besonders geeignetes Polyolefin für die zweite Komponente schließt lineares Polyethylen geringer Dichte ein. Bevorzugt hat die zweite Komponente der Multikomponentstränge der vorliegenden Erfindung einen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunkts der ersten Komponente der Multikomponentstränge.
Die erste Komponente enthält bevorzugt ein Polyolefin, aber kann auch andere thermoplastische Polymere wie Polyester oder Polyamide enthalten. Geeignete Polyolefine für die erste Komponente der Multikomponentstränge der vorliegenden Erfindung schließen Polypropylen, Copolymere aus Propylen und Ethylen, und Poly(4-methyl-1-penten) ein. Die erste und die zweite Komponente können so ausgewählt werden, daß die erste Komponente Festigkeit und die zweite Komponente Weichheit für den Textilstoff der vorliegenden Erfindung beiträgt. Wie oben diskutiert, vergrößert die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Polymers die Abriebsfestigkeit des Textilstoffs durch Erhöhung der Elastizität des Textilstoffs.
Bevorzugt liegt die erste polymere Komponente der Multikomponentstränge der vorliegenden Erfindung in einer Menge von etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% der Stränge vor, die zweite polymere Komponente liegt in einer Menge von etwa 80 bis etwa 20 Gew.-% der Stränge vor. Das thermoplastische elastomere Polymer liegt bevorzugt in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die zweite Komponente, vor, das Polyolefin liegt in der zweiten Komponente in einer Menge von etwa 80 bis etwa 95 Gew.-% der zweiten Komponente vor. Der Verschnitt in der zweiten Komponente enthält weiterhin bevorzugt von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% klebrigmachendes Harz und von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% Viskosität reduzierendes Polyolefin.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kompositvliesstoff bereitgestellt. Die Komposittextilstoffe der vorliegenden Erfindung schließen eine erste Bahn aus extrudierten polymeren Multikomponentsträngen wie oben beschrieben, einschließlich polymeren Multikomponentstränge mit einem Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen elastomeren Polymer und einem klebrigmachenden Harz in der zweiten Komponente der Multikomponentstränge ein. Die Komposittextilstoffe der vorliegenden Erfindung enthalten weiterhin eine zweite Bahn aus extrudierten Polymersträngen, die erste und die zweite Bahn liegen laminar aufeinander, in einer Oberflächen-auf-Oberflächen-Form, und sind aneinander gebunden, um einen integrierten Textilstoff zu bilden. Die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Polymers zu der zweiten Komponente der Multikomponentstränge der ersten Bahn vergrößert die Elastizität der Bindung zwischen der ersten und der zweiten Bahn. Das verbessert die Abriebsfestigkeit des Komposits.
Bevorzugt werden die Stränge der zweiten Bahn des Komposits der vorliegenden Erfindung durch konventionelle Schmelzblasverfahren geformt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Stränge der zweiten Bahn einen zweiten Verschnitt aus einem Polyolefin und einem thermoplastischen elastomeren Polymer enthalten. Das Vorhandensein des thermoplastischen elastomeren Polymers in der ersten Bahn und in der zweiten Bahn vergrößert die Beständigkeit der Bindung zwischen den Bahnen und die Beständigkeit des Komposits.
Stärker bevorzugt enthält der Komposittextilstoff der vorliegenden Erfindung eine dritte Bahn aus extrudierten polymeren Multikomponentsträngen, enthaltend eine erste und eine zweite polymere Komponente, die wie in der ersten Bahn arrangiert sind, die zweite Komponente enthält einen dritten Verschnitt aus einem Polyolefin und einem thermoplastischen elastomeren Polymer. Die erste Bahn wird auf eine Seite der zweiten Bahn gebunden, die dritte Bahn wird auf die gegenüberliegende Seite der zweiten Bahn gebunden. Das Vorliegen des thermoplastischen elastomeren Polymers verbessert die Bindung zwischen den drei Bahnen und die Beständigkeit des Komposittextilstoffs.
Weitere Aufgaben und der breite Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung erschließen sich dem Fachmann durch die folgenden detaillierten Ausführungen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur als Illustration dienen kann, da verschiedene Variationen und Modifikationen im Schutzumfang der Erfindung liegen, was einem Fachmann durch die folgenden Ausführungen klar wird.
1 ist eine schematische Zeichnung einer Prozeßlinie für die Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine schematische Zeichnung, die einen Querschnitt eines Filaments, hergestellt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, illustriert, bei der die Polymerkomponenten A und B Seite an Seite vorliegen.
2B ist eine schematische Zeichnung, die den Querschnitt eines Filaments, hergestellt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, illustriert, wobei die Polymerkomponenten A und B in einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung vorliegen.
2C ist eine schematische Zeichnung, die den Querschnitt eines Filaments, hergestellt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, illustriert, wobei die Polymerkomponenten A und B in einer konzentrischen Hülle-Kern-Anordnung vorliegen.
3 ist eine teilperspektivische Ansicht eines punktgebundenen Textilstoffs, hergestellt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine teilperspektivische Ansicht eines mehrschichtigen Textilstoffs, hergestellt in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie oben diskutiert, stellt die vorliegende Erfindung einen weichen aber beständigen, stoffartigen Vliesstoff, hergestellt mit polymeren Multikomponentsträngen, zur Verfügung. Der Vliesstoff der vorliegenden Erfindung enthält extrudierte Multikomponentstränge enthaltend einen Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen elastomeren Polymer und einem klebrigmachenden Harz als eine der Komponenten. Das thermoplastische elastomere Polymer verleiht den Bindungspunkten zwischen den Multikomponentsträngen Elastizität und ermöglicht dem Textilstoff damit Spannung besser zu verteilen. Als Ergebnis weist der Textilstoff der vorliegenden Erfindung eine größere Zugenergie und Abriebsfestigkeit auf, während ein hohes Level an Weichheit beibehalten wird.
Der Textilstoff der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet für die Benutzung als Außenüberzugsmaterial für Pflegeartikel und Kleidungsmaterialien. Geeignete Pflegeartikel schließen wegwerfbare Babywindeln, Training Pants, Inkontinenzprodukte und Pflegeprodukte für Frauen ein. Geeignete Bekleidungsmaterialien schließen medizinische Bekleidung und Arbeitsbekleidung und ähnliches ein. Zusätzlich umfaßt die vorliegende Erfindung einen Kompositvliesstoff enthaltend eine erste Bahn aus Vliesstoff, enthaltend polymere Multikomponentstränge wie oben beschrieben, und eine zweite Bahn aus extrudierten Polymersträngen, gebunden an die erste Bahn in einer laminaren Oberfläche-auf-Oberfläche-Anordnung. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein solches Kompositmaterial weiterhin eine dritte Bahn aus extrudierten polymeren Multikomponentsträngen, die auf die gegenüberliegende Seite der zweiten Bahn gebunden ist, so wird ein dreischichtiges Komposit gebildet. Jede Schicht kann einen Verschnitt aus einem Polyolefin und einem thermoplastischen elastomeren Polymer enthalten, was die Abriebsfestigkeit des Komposits erhöht.
Der Begriff Strang, wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf ein längliches Extrudat, das geformt wird durch das Führen eines Polymers durch eine formende Öffnung wie eine Düse. Stränge schließen Fasern, die diskontinuierliche Stränge mit einer definierten Länge sind, und Filamente, die kontinuierliche Stränge aus Material sind, ein. Die Vliesstoffe der vorliegenden Erfindung können durch auf Stapel geschnittene Multikomponentfasern geformt werden. Solche auf Stapel geschnittene Fasern können gekrempelt und gebunden werden, zur Formung des Vliesstoffs. Bevorzugt wird der Vliesstoff der vorliegenden Erfindung mit kontinuierlichen gesponnenen Multikomponentfilamenten, die extrudiert, gezogen und auf eine sich bewegende Formungsoberfläche gelegt werden, erzeugt. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Vliesstoffe der vorliegenden Erfindung wird im folgenden detailliert beschrieben. Die Begriffe "Vliesstoffbahn" und "Vliesstoff' werden hier austauschbar benutzt und meinen eine Bahn aus Material, die ohne Nutzung von Webverfahren geformt worden ist, welche eine Struktur aus individuellen Strängen, die miteinander in einer identifizierbaren Wiederholung verwebt sind, ergeben. Vliesstoffbahnen können durch eine ganze Reihe von Verfahren wie Schmelzblasen, Spinnen, Filmlegen und Stapel-Krempeln hergestellt werden.
Der Textilstoff der vorliegenden Erfindung enthält extrudierte polymere Multikomponentstränge, enthaltend eine erste und eine zweite polymere Komponente. Die erste und zweite Komponente sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge. Die zweite Komponente der Multikomponentstränge konstituiert einen Teil der Außenoberfläche der Multikomponentstränge, kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, und schließt einen Verschnitt eines Po lyolefins, eines thermoplastischen elastomeren Polymers und eines klebrigmachenden Harzes ein.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein polymerer Vliesstoff, enthaltend Bikomponentfilamente enthaltend eine erste polymere Komponente A und eine zweite polymere Komponente B. Die erste und zweite Komponente, A und B, können in einer Seite-an-Seite-Anordnung wie in 2A oder in einer exzentrischen Hülle-Kern-Anordnung wie in 2B gezeigt vorliegen, so daß die resultierenden Filamente einen hohen Level an natürlicher helikaler Kräuselung aufweisen. Die Polymerkomponente A ist im Kern des Strangs, die Polymerkomponente B ist die Hülle des Strangs in der Hülle-Kern-Anordnung. Die erste und die zweite Komponente können ebenso in einer konzentrischen Hülle-Kern-Anordnung wie in 2C oder anderen Multikomponentanordnungen vorliegen. Verfahren zur Extrusion von polymeren Multikomponentsträngen in solchen Anordnungen sind dem Fachmann gut bekannt. Obwohl die hier offenbarten Ausführungsformen Bikomponentfilamente einschließen, sollte es offensichtlich sein, daß die Textilstoffe der vorliegenden Erfindung auch Stränge mit mehr als zwei Komponenten aufweisen können.
Die erste Komponente A der Multikomponentstränge hat bevorzugt einen Schmelzpunkt, der höher liegt als der der zweiten Komponente. Stärker bevorzugt enthält die erste Komponente A ein Polyolefin und die zweite Komponente einen Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen elastomeren Material und einem klebrigmachenden Harz. Geeignete Polyolefine für die erste Komponente A schließen Polypropylen, statistische Copolymere aus Propylen und Ethylen und Poly(4methyl-1-penten) ein; es sollte allerdings verständlich sein, daß die erste Komponente A auch andere thermoplastische Polymere wie Polyester oder Polyamide enthalten kann. Geeignete Polyolefine für die zweite Komponente B schließen Polyethylen und statistische Copolymere aus Propylen und Ethylen ein. Bevorzugte Polyethylene für die zweite Komponente B schließen lineares Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen mit geringer Dichte und Polyethylen hoher Dichte ein.
Bevorzugte Kombinationen von Polymeren für die Komponenten A und B schließen (1) Polypropylen als erste Komponente A und einen Verschnitt aus linearem Polyethylen geringer Dichte und einem thermoplastischen elastomeren Polymer oder Verbindung als die zweite Komponente B, und (2) Polypropylen als die erste Komponente A und einen Verschnitt aus einem statistischen Copolymer aus Ethylen und Propylen und einem thermoplastischen elastomeren Polymer oder Verbindung als Komponente B ein.
Geeignete Materialien zur Herstellung der Multikomponentstränge der Textilstoffe der vorliegenden Erfindung schließen PD-3445-Polypropylen, erhältlich von Exxon, Houston, Texas, ein statistisches Copolymer aus Propylen und Ethylen, erhältlich von Exxon, und ASPUN 6811A, 6808A und 6817 lineares Polyethylen geringer Dichte erhältlich von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, ein.
Geeignete thermoplastische elastomere Polymere schließen thermoplastische Materialien, die, wenn sie in Blatt- oder Filmform vorliegen und einer ausrichtenden Kraft unterworfen werden, gestreckt werden können zu einer Länge von mindestens etwa 125% ihrer entspannten, unausgerichteten Länge, und die mindestens 25% der Streckung bei Lösung der streckenden, verlängernden Kraft wiedererlangen. Die thermoplastischen elastomeren Polymere haben solche Eigenschaften, wenn sie im wesentlichen rein oder compounded mit Additiven, Plastifizierern und ähnlichen vorliegen. Liegt ein Verschnitt mit einem Polyolefin in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vor, so ist der resultierende Verschnitt nicht elastomer, aber besitzt einige elastomere Eigenschaften. Ein hypothetisches Beispiel, das die vorstehende Definition von elastomer befriedigen würde, wäre eine 2,54 cm (1 in) lange Probe eines Materials, das fähig ist, auf mindestens 3,175 cm (1,25 in) gezogen zu werden, und welches, nach der Verlängerung auf 3,175 cm (1,25 in) mindestens auf eine Länge von nicht mehr als 4,76 cm (1,875 in) entspannt.
Der Ausdruck "entspannt" bezieht sich auf die Kontraktion eines gestreckten Materials nach Beendigung der ausrichtenden Kraft nach dem Strecken des Materials durch Anwendung der ausrichtenden Kraft. Z.B., wenn ein Material mit einer entspannten, unausgerichteten Länge von 2,54 cm (1 in) durch Streckung um 50% verlängert wird, auf eine Länge von 3,81 cm (1,5 in), wäre das Material um 50% verlängert und hätte eine Streckungslänge, die 150% ihrer entspannten Länge beträgt. Entspannt dieses gestreckte Material auf eine Länge von 2,8 cm (1,1 in), nachdem die ausrichtende und streckende Kraft fortgefallen ist, wäre das Material auf 80% seiner Verlängerung entspannt.
Bevorzugte thermoplastische elastomere Polymere, geeignet für die vorliegende Erfindung, schließen Triblock-Copolymere der generellen Form A-B-A' ein, wobei A und A' jeweils thermoplastische Endblöcke, enthaltend styrolische Einheiten, wie ein Poly(vinylaren), sind, und wobei B ein elastomerer Polymermittelblock wie ein Poly(ethylenbutylen)-Mittelblock ist. Die A-B-A'-Triblockcopolymere können verschiedene oder die gleichen thermoplastischen Blockpolymere für die Blöcke repräsentiert durch A und A' haben, und schließen lineare, verzweigte und radiale Blockcopolymere ein. Die radialen Blockcopolymere können mit (A-B)_m-X bezeichnet werden, wobei X ein polyfunktionales Atom oder Molekül ist, und in dem jedes (A-B)_m-strahlenförmig von X ausgeht, so daß A ein Endblock ist. In den radialen Blockcopolymeren kann X ein organisches oder anorganisches polyfunktionelles Atom oder Molekül sein, m ist eine ganze Zahl mit demselben Wert wie die funktionelle Gruppe, die ursprünglich in X vorhanden war. Die ganze Zahl m ist üblicherweise mindestens 3, häufig 4 oder 5, aber ist nicht darauf beschränkt.
Die thermoplastischen elastomeren Polymere, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden, können weiterhin A-B-Diblockcopolymere enthalten, wobei A ein thermoplastischer Endblock, enthaltend styrolische Einheiten, und B ein Poly(ethylen-butylen)-Block ist. Das thermoplastische elastomere Polymer umfaßt bevorzugt eine Mischung aus dem A-B-A'-Triblockcopolymer und dem A-B-Diblockcopolymer. Die Triblock- und Diblock-Copolymere geeignet für die vorliegende Erfindung schließen alle Blockcopolymere mit wie oben identifizierten gummiartigen Blöcken und thermoplastischen Blöcken ein, die mit den Polyolefinen, geeignet für die vorliegende Erfindung, verschnitten werden und anschließend als eine Komponente der Multikomponentstränge extrudiert werden können.
Bevorzugte thermoplastische elastomere Polymere geeignet für die vorliegende Erfindung schließen A-B-A'-Triblockcopolymere, erhältlich von Shell Chemical Company unter dem Warenzeichen KRATON ein. Ein besonders bevorzugtes thermoplastisches Blockcopolymer ist erhältlich von Shell Chemical Company unter dem Warenzeichen KRATON G-2740. KRATON G-2740 ist ein Verschnitt enthaltend ein A-B-A'-Triblock-Styrol-Ethylen-Butylen-Copolymer, und ein A-B-Diblock-Styrol-Ethylen-Butylen-Copolymer, einen Klebrigmacher und ein Viskosität-reduzierendes Polyolefin. KRATON G-2740 enthält 63 Gew.-% der Copolymermischung, 20 Gew.-% des Viskosität-reduzie renden Polyolefins und 27 Gew.-% des klebrigmachenden Harzes. Die Copolymermischung in KRATON G-2740 schließt 70 Gew.-% des A-B-A'-Triblockcopolymers und 30 Gew.-% des A-B-Diblockcopolymers ein. Die Endblöcke A und A' des Triblock- und des Diblockcopolymers haben ein Molekulargewicht von etwa 5300. Der elastomere Block B des Triblockcopolymers hat ein Molekulargewicht von etwa 72.000, und der elastomere Block B des Diblockcopolymers hat ein Molekulargewicht von etwa 36.000.
Das klebrigmachende Harz in KRATON G-2740 ist REGALREZ 1126, ein hydriertes Kohlenwasserstoffharz erhältlich von Hercules, Inc. Dieser Harztyp umfaßt Alpha-Methylstyrol und ist mit den Blockcopolymermischungen von KRATON G-2740 und den Polyolefinen der zweiten Komponente B kompatibel.
Das Polyolefinwachs in KRATON G-2740 ist EPOLENE C-10, ein Polyethylen erhältlich von Eastman Chemical Company. Ursprünglich war das Polyolefin in KRATON G-2740 Polyethylenwachs erhältlich von Quantum Chemical Corporation, U.S.I., Division of Cincinnati, Ohio, unter der Warenbezeichnung Petrothene NA601 (PE NA601). EPOLENE C-10 und PE NA601 sind austauschbar. Informationen erhalten von Quantum Chemical Corporation sagen aus, daß PE NA601 ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht und niedriger Dichte ist, für Anwendungen in den Bereichen von heißen Schmelzklebern und Überzügen. U.S.I. hat ebenso ausgeführt, daß PE NA601 die folgenden nominalen Werte aufweist: (1) eine Brookfield-Viskosität, cP bei 150°C von 8500 und von 3300 bei 190°C, gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D 3236; (2) eine Dichte von 0,903 g pro Kubikzentimeter, gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D 1505; (3) einen äquivalenten Schmelzindex von 2000 g pro 10 Minuten, gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D 1238; (4) einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 102°C, gemessen in Übereinstimmung mit ASTM E 28; (5) eine Zugfestigkeit von 5,86 N/mm² (850 Pounds per in²), gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D 638; (6) eine Verlängerung von 90%, gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D 638; (7) ein Starrheitsmodulus, T_F (45.000) von –34°C; und (8) eine Penetrationshärte (Zehntel von mm) bei 25°C (77° Fahrenheit) von 3,6.
Obwohl KRATON G-2740 eine bevorzugte Mischung von thermoplastischen elastomeren Polymeren, einem klebrigmachenden Harz und einem viskositätsreduzierenden Polyolefin ist, können auch andere solche Materialien zu dem Polyolefin der zweiten Kom ponente B gegeben werden. Solche Materialien müssen aber kompatibel mit dem Polyolefin der zweiten Komponente B sein, so daß die zweite Komponente B zusammen mit der ersten Komponente A extrudiert werden kann, um die Multikomponentstränge der vorliegenden Erfindung zu formen. Z.B. können hydrierte Kohlenwasserstoffharze wie Regalrez 1094, 3102 und 6108 auch in der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Zusätzlich können die hydrierten Kohlenwasserstoffharze der Serie ARKON P, erhältlich von Arakawa Chemical (USA) Inc. als geeignete klebrigmachende Harze in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Darüber hinaus sind Terpen-Kohlenwasserstoffharze wie ZONATAC 501 Lite geeignete klebrigmachende Harze. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, die genannten klebrigmachenden Harze zu benutzen, andere klebrigmachende Harze, die mit der Zusammensetzung der Komponente B kompatibel sind und den hohen Verfahrenstemperaturen widerstehen können, können ebenso benutzt werden. Andere Viskositätsreduzierer können ebenso in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, insoweit als die getrennten Viskositätsreduzierer mit der Komponente B kompatibel sind. Das klebrigmachende Harz kann auch als Viskositätsreduzierer dienen. Z.B. können Kohlenwasserstoffharz-Klebrigmacher mit niedrigem Molekulargewicht wie z.B. Regalrez 1126 auch als Viskositätsreduzierer dienen.
Während die prinzipiellen Komponenten der Multikomponentstränge der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, können diese polymeren Komponenten auch andere Materialien, die die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung nicht negativ beeinflussen, enthalten. Z.B. können die polymeren Komponenten A und B ebenso, ohne Beschränkung, Pigmente, Antioxidantien, Stabilisierer, oberflächenaktive Mittel, Wachse, Fließpromotoren, feste Lösungsmittel, Teilchen und Materialien, die zugegeben werden, um die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzungen zu verbessern, enthalten.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die Multikomponentstränge von etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% der ersten polymeren Komponente A und von etwa 80 bis etwa 20 Gew.-% der zweiten polymeren Komponente B. Die zweite Komponente B umfaßt bevorzugt von etwa 80 bis etwa 95 Gew.-% ein Polyolefin und von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% das thermoplastische elastomere Polymer. Zusätzlich umfaßt die zweite Komponente B bevorzugt von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% des klebrigmachenden Harzes und von etwa 0 bis etwa 10 Gew.-% des Viskosität-reduzierenden Polyolefins. Das thermoplastische elastomere Polymer umfaßt bevorzugt von etwa 40 bis etwa 95 Gew.-% des A-B-A'-Triblock-Copolymers und von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-% des A-B-Diblockcopolymers.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt ein Vliesstoff kontinuierliche gesponnene Bikomponentfilamente, enthaltend 50 Gew.-% einer polymeren Komponente A und 50 Gew.-% einer polymeren Komponente B in einer Seite-an-Seite-Anordnung, wobei die polymere Komponente A 100 Gew.-% Polypropylen und die polymere Komponente B 90% Polyethylen und 10% KRATON G-2740, die thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthält, ein. In einer alternativen Ausführungsform ist das Polyethylen in der zweiten polymeren Komponente B durch ein statistisches Copolymer aus Ethylen und Propylen ersetzt.
In 1 ist eine Prozeßlinie 10 zur Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Prozeßlinie 10 ist angeordnet um kontinuierliche Bikomponentfilamente zu erzeugen, es sollte aber klar sein, daß die vorliegende Erfindung auch Vliesstoffe aus Multikomponentfilamenten mit mehr als zwei Komponenten umfaßt. Z.B. kann der Textilstoff der vorliegenden Erfindung mit Filamenten mit 3 oder 4 Komponenten erzeugt werden. Darüber hinaus umfaßt die vorliegende Erfindung Vliesstoffe enthaltend Einkomponentstränge in Zusatz zu den Multikomponentsträngen. In solch einer Ausführungsform können die Einkomponent- und die Multikomponentstränge kombiniert werden, um eine einzige integrale Bahn zu bilden.
Die Prozeßlinie 10 schließt ein Paar von Extrudern 12a und 12b für getrenntes Extrudieren der Polymerkomponente A und der Polymerkomponente B ein. Polymerkomponente A wird in den entsprechenden Extruder 12a aus einem ersten Trichter 14a geladen, Polymerkomponente B wird in den entsprechenden Extruder 12b aus einem zweiten Trichter 14b geladen. Die Polymerkomponenten A und B werden aus den Extrudern 12a und 12b durch die entsprechenden Polymergänge 16a und 16b zu einer Spinndüse 18 geleitet. Spinndüsen für das Extrudieren von Bikomponentfilamenten sind dem Fachmann gut bekannt und werden deshalb hier nicht weiter im Detail beschrieben. Im allgemeinen umfaßt die Spinndüse 18 ein Gehäuse enthaltend ein Spinnpack umfassend eine Mehrzahl von Platten, die aufeinander gestapelt sind, mit einem Muster von Öffnungen, die so angeordnet sind, daß die Polymerkomponenten A und B getrennt durch die Spinndü se geleitet werden. Die Spinndüse 18 hat Öffnungen, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. Die Spinndüsenöffnungen formen einen abwärts gerichteten Vorhang von Fasern, wenn die Polymere durch die Spinndüse extrudiert werden. Ist ein hoher Level an Kräuselung erwünscht, kann die Spinndüse 18 so angeordnet werden, daß Seite-an-Seite oder exzentrische Hülle-Kern-Bikomponentfilamente geformt werden. Solche Konfigurationen sind in den 2A und 2B gezeigt. Ist ein hoher Level an Kräuselung nicht gewünscht, kann die Spinndüse 18 so angeordnet werden, daß konzentrische Hülle-Kern-Bikomponentfilamente, wie in 2C gezeigt, geformt werden.
Die Prozeßlinie 10 schließt auch das Quench-Gebläse 20 ein, das neben dem Vorhang von Filamenten, ausgehend von der Spinndüse 18, angeordnet ist. Luft von dem Quench-Luftgebläse 20 quencht die von der Spinndüse 18 austretenden Filamente. Die Quench-Luft kann, wie in 1 gezeigt, von einer Seite des Filamentvorhangs kommen, oder von beiden Seiten des Filamentvorhangs.
Eine Faserzieheinheit oder ein Saugapparat 22 ist unterhalb der Spinndüse 18 angebracht und erhält die gequenchten Filamente. Faserzieheinheiten oder Saugapparate sind, wie oben diskutiert, für das Schmelzspinnen von Polymeren gut bekannt. Geeignete Faserzieheinheiten für die Benutzung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung schließen lineare Fasersaugapparate des Typs gezeigt in US-A-3,802,817 und Ejektordüsen des Typs wie in der US-A-3,692,698 und 3,423,266 offenbart ein.
Allgemein beschrieben enthält die Faserzieheinheit 22 eine längliche vertikale Passage, durch die die Filamente durch Saugluft, die von den Seiten der Passage eintritt und abwärts durch die Passage fließt, gezogen werden. Die Saugluft zieht die Filamente und Umgebungsluft durch die Faserzieheinheit. Die Saugluft wird durch ein Heizelement 24 geheizt, wenn ein hoher Grad an natürlicher helikaler Kräuselung in den Filamenten gewünscht ist.
Eine endlose Formungsoberfläche 26 wird unterhalb der Faserzieheinheit 22 vorgesehen und empfängt die kontinuierlichen Filamente aus der Ablaßöffnung der Faserzieheinheit. Die Formungsoberfläche 26 wird um die Walzen 28 geführt. Ein Vakuum 30, das unterhalb der Formungsoberfläche 26 erzeugt wird, dort, wo die Filamente abgelagert werden, zieht die Filamente gegen die Formungsoberfläche.
Die Prozeßlinie 10 schließt weiterhin eine Kompressionswalze 32 ein, die, zusammen mit der äußersten der Walzen 28 die Bahn empfängt, wenn die Bahn von der Formungsoberfläche 26 abgezogen wird. Zusätzlich schließt die Prozeßlinie ein Paar von Calenderwalzen 34 ein, für das Verbinden der Bikomponentfilamente miteinander und Integrierung der Bahn zur Formung eines fertigen Textilstoffes. Weiterhin enthält die Prozeßlinie 10 eine Aufwickelwalze 42, die den fertigen Textilstoff aufnimmt.
Um die Prozeßlinie 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 extrudiert, durch die Polymergänge 16a und 16b zur Spinndüse 18. Obwohl die Temperaturen von den geschmolzenen Polymeren, in Abhängigkeit von den benutzten Polymeren, schwanken, so sind, wenn Polypropylen und Polyethylen als Komponenten A und B verwendet werden, die bevorzugten Temperaturen der Polymere von etwa 187,8°C (370°F) bis etwa 260°C (500°F) und bevorzugt im Bereich von 204,4°C (400°F) bis etwa 232,2°C (450°F).
Wenn die extrudierten Filamente unterhalb der Spinndüse 18 fortlaufen, quencht, zumindest teilweise, ein Luftstrom vom Quench-Gebläse 20 die Filamente, um eine latente helikale Kräuselung in den Filamenten zu entwickeln. Die Quenchluft fließt bevorzugt in einer im wesentlichen zur Länge der Filamente senkrechten Richtung bei einer Temperatur von etwa 7,2°C (45°F) bis etwa 32,2°C (90°F) und einer Geschwindigkeit von etwa 30,48 (100) bis etwa 121,9 m (400 Feet) pro Minute.
Nach dem Quenchen werden die Filamente in die vertikale Passage der Faserzieheinheit 22 gezogen, durch einen Luftstrom durch die Faserzieheinheit. Die Faserzieheinheit ist bevorzugt 78,2 bis 152,4 cm (30 bis 60 in) unterhalb der Unterseite der Spinndüse 18 vorgesehen. Werden Filamente mit minimaler natürlicher helikaler Kräuselung gewünscht, so ist die Saugluft bei Raumtemperatur. Wenn Filamente mit einem hohen Grad an Kräuselung gewünscht werden, wird erhitzte Luft vom Heizer 24 in die Faserzieheinheit 22 geleitet. Für eine hohe Kräuselung ist die Temperatur der vom Heizer 24 gelieferten Luft ausreichend, nachdem eine gewisse Abkühlung durch das Mischen mit kühlerer Umgebungsluft, angesaugt mit den Filamenten, stattgefunden hat, um die Filamente auf eine Temperatur aufzuheizen, die für die Aktivierung der latenten Kräuse lung benötigt wird. Die Temperatur, die zur Aktivierung der latenten Kräuselung der Filamente benötigt wird, ist im Bereich von etwa 49,3°C (110°F) bis zu einer Maximaltemperatur von weniger als dem Schmelzpunkt der zweiten Komponente B. Die Temperatur der Luft von dem Heizer 24 und also die Temperatur, auf die die Filamente aufgeheizt werden, kann variiert werden, so weiden verschiedene Level von Kräuselung erreicht. Es sollte verstanden werden, daß die Temperaturen der Saugluft, die benötigt wird, um die gewünschte Kräuselung zu erreichen, abhängig von Faktoren wie der Polymerart in den Filamenten und der Feinheit der Filamente ist.
Im allgemeinen erzeugt eine höhere Lufttemperatur eine höhere Anzahl von Kräuselungen. Der Grad an Kräuselung in den Filamenten kann durch Kontrolle der Temperatur der Luft in der Faserzieheinheit 22, die die Filamente berührt, kontrolliert werden. Das ermöglicht es, die resultierende Dichte, Porengrößenverteilung und Fall des Textilstoffs durch einfaches Kontrollieren der Temperatur der Luft in der Faserzieheinheit zu verändern.
Die gezogenen Filamente werden durch die äußere Öffnung der Faserzieheinheit 22 auf die sich fortbewegende Formungsoberfläche 26 abgelagert. Das Vakuum 30 zieht die Filamente gegen die Formungsoberfläche 26, um eine ungebundene Vliesstoffbahn von kontinuierlichen Filamenten zu formen. Die Bahn wird dann leicht gepreßt, durch die Kompressionswalzen 22, und dann verbunden durch die Calenderwalzen 34. Solche Verbindungstechniken sind dem Fachmann wohlbekannt und werden hier nicht weiter im Detail ausgeführt. Solche Verbindungstechniken in Übereinstimmung mit US-A-3,855,046 sind bevorzugt und diese Druckschrift ist in diesem Patent mit umfaßt. Die Art der Bindungsmuster kann, basierend auf dem gewünschten Grad der Festigkeit des Textilstoffs, variieren. Die Bindungstemperatur kann auch variieren, abhängig von Faktoren wie den Polymeren in den Filamenten. Wie unten erklärt, ist thermisches Punktverbinden bevorzugt, wenn stoffähnliche Materialien hergestellt werden, die als Außenüberzug für absorbierende Pflegeprodukte wie Babywindeln und als Bekleidungsmaterial für Gegenstände wie medizinische Bekleidung. Solch ein Material ist in 3 gezeigt.
Die fertige Bahn wird auf die Aufwickelwalze 42 gewickelt und ist bereit für weitere Behandlungen oder zur Benutzung. Werden die Textilstoffe der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von flüssigkeitsabsorbierenden Artikeln benutzt, so können sie mit konventi onellen Oberflächenbehandlungsverfahren behandelt werden, oder sie können konventionelle Polymeradditive enthalten, um die Benetzbarkeit des Textilstoffs zu vergrößern. Z.B. kann der Textilstoff der vorliegenden Erfindung mit einem Polyalkalin-oxid-modifizierten Siloxan und Silanen wie Polyalkalin-dioxid-modifiziertem Polydimethylsiloxan wie in der US-A-5,057,361 offenbart, behandelt werden. Solche Oberflächenbehandlung verbessert die Benetzbarkeit der Textilstoffe, so daß die Textilstoffe als Auskleidungsmaterial für Pflegeprodukte für Frauen, Babys, Kinder sowie Inkontinenzprodukte geeignet sind. Die Textilstoffe der vorliegenden Erfindung können auch mit anderen Mitteln wie antistatischen Mitteln, Alkoholabstoßern und ähnlichen, wie dem Fachmann bekannt, behandelt werden.
Das resultierende Material ist weich, aber beständig. Die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Materials verbessert die Abriebsfestigkeit und Elastizität des Textilstoffs, ohne die Weichheit des Textilstoffs zu beeinträchtigen. Das thermoplastische elastomere Polymer oder Verbindung verleiht den Verbindungspunkten zwischen den Multikomponentfilamenten Elastizität und ermöglicht so, daß in dem Textilstoff Spannung besser verteilt wird.
Obwohl die in 1 gezeigte Verbindungsmethode thermisches Punktbinden ist, sollte es verstanden sein, daß die Textilstoffe der vorliegenden Erfindung durch andere Verfahren wie Ofenbinden, Ultraschallbinden, Hydroverwickelung oder Kombinationen davon gebunden werden können, um stoffartige Textilstoffe herzustellen. Solche Bindungstechniken sind dem Fachmann gut bekannt und werden hier nicht weiter im Detail diskutiert. Wird ein erhabeneres Material gewünscht, kann der Textilstoff der vorliegenden Erfindung durch nicht kompressive Verfahren wie Luftbinden gebunden werden. Verfahren zum Luftbinden sind dem Fachmann gut bekannt. Im allgemeinen kann der Textilstoff der vorliegenden Erfindung durch Gebläseluft, mit einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der zweiten Komponente B der Filamente, gebunden werden, die durch den Textilstoff geleitet wird, während der Textilstoff über eine perforierte Walze geführt wird. Die heiße Luft schmilzt die niedriger schmelzende Polymerkomponente B und formt dadurch Verbindungen zwischen den Bikomponentfilamenten, um so die Bahn zu integrieren. Solch ein erhabenes Material ist nützlich als Flüssigkeitsbehandelnde Schicht von absorbierenden Pflegeartikeln wie Auskleidungsschichten in Babywindeln.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der oben beschriebene Vliesstoff auf einen oder mehrere polymere Vliesstoffe laminiert werden, um ein Kompositmaterial zu formen. Z.B. kann ein Außenüberzugsmaterial durch Laminieren des gesponnenen, thermisch punktgebundenen Vliesstoffes, wie oben beschrieben, auf einen Polyethylenfilm hergestellt werden. Der Polyethylenfilm wirkt als Flüssigkeitsbarriere. Solch eine Ausführungsform ist besonders geeignet als Außenüberzugsmaterial.
In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine erste Bahn aus polymeren extrudierten Multikomponentsträngen, wie oben beschrieben hergestellt, auf eine zweite Bahn aus polymeren extrudierten Strängen gebunden, die erste und die zweite Bahn sind in einer laminaren Oberfläche-auf-Oberfläche-Beziehung angeordnet. Die zweite Bahn kann gesponnenes Material sein, aber für Anwendungen wie als Bekleidungsmaterial für medizinische Bekleidung kann die zweite Schicht durch gut bekannte Schmelzblasverfahren hergestellt werden. Die schmelzgeblasene Schicht kann als Flüssigkeitsbarriere dienen. Solche Schmelzblasverfahren können in Übereinstimmung mit US-A-4,041,203 durchgeführt werden. Die US-A-4,041,203 zitiert die folgenden Publikationen über Schmelzblasverfahren: Ein Artikel mit dem Titel "Superfine Thermoplastic Fibers", erschienen in INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY, Bd. 48, Nr. 8, S. 1342-1346, dieser Artikel beschreibt Arbeiten, die am Naval Research Laboratories in Washinton, D.C., durchgeführt wurden; Naval Research Laboratory Report 111437, datiert 15. April 1954; US-A-3,715,251; 3,704,198; 3,676,242 und 3,595,245; und britische Patentspezifikation 1,217,892.
Die schmelzgeblasene Schicht kann im wesentlichen dieselbe Zusammensetzung wie die zweite Komponente B der Multikomponentstränge der ersten Bahn aufweisen. Die beiden Bahnen werden durch thermisches Punktverbinden aneinander gebunden, um ein stoffartiges Material zu ergeben. Sind die erste und die zweite Bahn aneinander gebunden und ist das thermoplastische elastomere Polymer in beiden zweiten Komponenten B der Multikomponentstränge in der ersten Bahn und in der zweiten Bahn vorhanden, so sind die Bindungen zwischen den Bahnen beständiger, und das Kompositmaterial weist eine verbesserte Abriebsfestigkeit auf.
Eine dritte Schicht eines Vliesstoffs umfassend polymere Multikomponentstränge, wie in der ersten Bahn, kann auf die Seite der zweiten Bahn, die der ersten Bahn gegenüberliegt, gebunden werden. Ist die zweite Bahn eine schmelzgeblasene Schicht, so ist die schmelzgeblasene Schicht zwischen zwei Schichten aus Multikomponentmaterial eingelagert. Solch ein Material 50 ist in den 3 und 4 abgebildet, es ist vorteilhaft als Material für medizinische Bekleidung, da es eine Mittelschicht 52 enthält, die gegen Flüssigkeitspenetration resistent ist, mit relativ weichen Schichten aus Textilstoffen 54 und 56 auf jeder Seite, die eine bessere Weichheit und ein besseres Tragegefühl vermitteln. Das Material 50 ist bevorzugt thermisch gebunden. In diesem Fall sind die individuellen Schichten 52, 54 und 56 an Bindungspunkten 58 miteinander verschmolzen.
Solche Kompositmaterialien können getrennt geformt und dann miteinander verbunden werden oder können in einem kontinuierlichen Verfahren geformt werden, wobei eine Bahn auf der nächsten geformt wird. Beide Verfahren sind dem Fachmann gut bekannt und werden hier nicht weiter im Detail ausgeführt. Die US-A-4,041,203 offenbart ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung solcher Kompositmaterialien.
Die folgenden Beispiele 1 bis 13 sind dazu bestimmt, besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu illustrieren und dem Fachmann die Art und Weise der Ausführung der vorliegenden Erfindung darzustellen. Vergleichsbeispiele 1 bis 3 sollen die Vorteile der vorliegenden Erfindung illustrieren. Es sollte vom Fachmann verstanden werden, daß die Parameter der vorliegenden Erfindung, in Abhängigkeit von den bestimmten Verfahrensausstattungen und den Umgebungsbedingungen, variieren können.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Bahn eines Vliesstoffs enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde mit dem Verfahren illustriert in 1 und oben beschrieben hergestellt. Die Filamente wiesen eine konzentrische Hülle-Kern-Konfiguration auf, das Gewichtsverhältnis von Hülle zu Kern betrug 1:2. Die Spinnöffnungsgeometrie war 0,6 mm D mit einem L/D-Verhältnis von 4:1, die Spinndüse hatte 525 Öffnungen, wobei 50 Öffnungen pro 2,54 cm (1 in) in Maschinenrichtung angeordnet waren. Die Kernzusammensetzung war 100 Gew.-% PD-3445 Polypropylen von Exxon, Houston, Texas, die Hüllenzusammensetzung war 100 Gew.-% ASPUN 6811A LLDPE von Dow Chemical Company, Midland, Michigan. Die Temperatur des Spinnpacks war 221 °C (430°F) und der Spinnöffnungsdurchsatz war 0,7 g/Öffnung/min (GHM). Die Flußrate der Quenchluft war 1,04 m³/min (37 scfm), und die Quenchlufttemperatur war 12,8°C (55°F). Die Saugapparat-Lufttemperatur war 12,8°C (55°F), der Ansaugrohrdruck betrug 30.684 Pa (3 psi). Die resultierende Bahn wurde thermisch punktgebunden, bei einer Bindungstemperatur von 118,3°C (245°F). Das Bindungsmuster war dadurch charakterisiert, daß es Bindungsbereiche in regelmäßigen Abständen aufwies, mit 418500 Bindungspunkten/m² (270 Bindungspunkte/in²) und einer Gesamtbindungsfläche von etwa 18%.
BEISPIEL 1
Eine Vliesstoffbahn enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle 90 Gew.-% ASPUN 6811A Polyethylen und 10 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastisches elastomeres Blockcopolymer von Shell Chemical Company, Houston, Texas, enthielt.
BEISPIEL 2
Eine Vliesstoffbahn enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle 80 Gew.-% ASPUN 6811A Polyethylen und 20 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastisches elastomeres Blockcopolymer enthielt.
BEISPIEL 3
Eine Vliesstoffbahn enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle 90 Gew.-% eines statistischen Copolymeren aus Propylen und Ethylen enthielt, erhältlich von Exxon, Houston, Texas, und 10 Gew.-% KRATON G-2740, die thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung.
Textilstoffproben des Vergleichsbeispiels 1 und der Beispiele 1 bis 3 wurden getestet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu bestimmen. Die Gewebereißfestigkeit wurde in Übereinstimmung mit ASTM D 1682 gemessen, die Berstfestigkeit nach Mullen, die ein Maß für die Widerstandsfähigkeit des Textilstoffes gegen Bersten ist, wurde in Übereinstimmung mit ASTM D 3786 gemessen und die Fallsteifheit wurde in Übereinstimmung mit ASTM D 1388 bestimmt.
Das trapezoide Einreißen ist eine Messung der Reißfestigkeit von Textilstoffen, bei dem eine konstant anwachsende Beladung parallel zur Länge der Probe aufgebracht wird. Das trapezoide Einreißen wurde in Übereinstimmung mit ASTM D 1117-14 gemessen, mit der Ausnahme, daß die Reißlast als Mittel des ersten und des höchsten Peaks berechnet wurde, im Gegensatz zur Berechnung mit dem niedrigsten und höchsten Peak.
Der Martindale-Abriebstest mißt den Widerstand gegen die Bildung von Knötchen und anderen verwandten Oberflächenveränderungen auf Textilstoffen unter leichtem Druck unter Nutzung eines Martindale-Testers. Der Martindale-Abrieb wurde in Übereinstimmung mit ASTM 04970-89 gemessen, mit der Ausnahme, daß der erhaltene Wert die Anzahl der benötigten Zyklen war, um ein 1,27 cm (0,5 in) großes Loch in der Textilstoffprobe zu erzeugen.
Der Cup-Crush-Test evaluiert die Textilstoffsteife durch Bestimmung der Spitzenlast, die benötigt wird, um mit einem halbkugelförmigen Fuß mit einem Durchmesser von 4,5 cm ein 22,86 × 22,86 cm (9 × 9 in) großes Stück Textilstoff, in der Form einer inversen Tasse, mit einem Durchmesser von ungefähr 6,5 cm und einer Höhe von ungefähr 6,5 cm, zu zerstoßen, während der geformte Textilstoff von einem Zylinder mit einem Durchmesser von ungefähr 6,5 cm umgeben ist, um eine einheitliche Deformierung des geformten Textilstoffs zu gewähren. Der Fuß und die Tasse werden ausgerichtet, so daß Kontakt zwischen den Tassenwänden und dem Fuß, der die Spitzenlast beeinflussen könnte, ausgeschlossen ist. Die Spitzenlast wird gemessen, während der Fuß mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,635 cm (0,25 in) pro Sekunde (38,1 cm (15 in) pro Minute) herabfährt, unter Nutzung einer FTD-G-500-Lastzelle (500-g-Bereich), erhältlich von Schaevitz Company, Pennsauken, New Jersey.
TABELLE 1
Die Werte in Tabelle 1 zeigen, daß die Abriebsfestigkeit der Proben der Beispiele 1 und 2 signifikant höher war als die Abriebsfestigkeit des Vergleichsbeispiels 1. Dies zeigt den Effekt der Zugabe der thermoplastischen elastomerischen Blockcopolymerkomponente zur zweiten Komponente der Multikomponentfilamente. Die anderen Festigkeitseigenschaften der Proben der Beispiele 1 und 2, wie z.B. Gewebereißfestigkeit, trapezoides Einreißen und Berstfestigkeit nach Mullen, zeigten, daß die Festigkeitseigenschaften geringer als, aber nicht wesentlich verschieden von, den anderen Festigkeitseigenschaften der Probe des Vergleichsbeispiels 1 waren. Ähnlich wie die Werte für die Fallsteifheit und die Daten des Cup-Crush-Tests in Tabelle 1 zeigen, hatten die Proben der Beispiele 1 und 2 eine Steife, die nicht wesentlich von der Steife des Vergleichsbeispiels 1 abwichen. Dies zeigt, daß die thermoplastische elastomere Blockcopolymerkomponente die Abriebsfestigkeit und die Beständigkeit von Multikomponent-Vliesstoff-Textilstoffen verbessert, ohne die Festigkeitseigenschaften und das Gefühl des Textilstoffs zu beeinflussen. Die Werte in Tabelle 1 für die Probe des Beispiels 3 illustrieren die Eigenschaften einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Hüllenkomponente ein statistisches Copolymer aus Propylen und Ethylen enthält.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Eine Spinnvliesbahn wurde in Übereinstimmung mit dem im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß ASPUN 6817 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, benutzt wurde, die Temperatur des Spinnpacks 237,8°C (460°F) betrug, das Gewichtsverhältnis von Hülle zu Kern 1:1 betrug, und daß der Spinnöffnungsdurchsatz 0,8 GHM betrug. Dieses Spinnvliesmaterial wurde auf beide Seiten einer schmelzgeblasenen Vliesstoffbahn, durch thermisches Punktverbinden, aufgebracht, enthaltend 100 Gew.-% ASPUN 6814 Polyethylen. Die schmelzgeblasene Bahn wurde in Übereinstimmung mit US-A-4,041,203 hergestellt, das resultierende dreischichtige Komposit wurde durch thermisches Punktverbinden verbunden, bei einer Temperatur von etwa 121 °C (250°F) mit einem Bindungsmuster, das gleichmäßig verteilte Bindungsbereiche mit 418500 Bindungspunkten pro m² (270 Verbindungspunkte pro in²) und einer Gesamtbindungsfläche von etwa 18%.
BEISPIEL 4
Ein Kompositvliesstoff wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Temperatur des Spinnpacks 247,8°C (478°F) betrug, die Temperatur der Quenchluft 11,67°C (53°F) betrug, die Hülle der Multikomponentfilamente 95 Gew.-% ASPUN 6817 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 5 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt, und daß die schmelzgeblasene Bahn 95 Gew.-% ASPUN 6814 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 5 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt.
BEISPIEL 5
Eine Kompositvliesstoffbahn wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Temperatur der Schmelze im Spinnpack 247,8°C (478°F) betrug, die Temperatur der Quenchluft 11,67°C (53°F) betrug, die Hülle der Multikomponentfilamente 90 Gew.-% ASPUN 6817 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 10 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt, und daß die schmelzgeblasene Bahn 90 Gew.-% ASPUN 6814 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 10 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt.
BEISPIEL 6
Eine Kompositvliesstoffbahn wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Temperatur des Spinnpacks 243,3°C (470°F) betrug, die Temperatur der Quenchluft 11,7°C (52°F) betrug, die Hülle der Multikomponentfilamente 80 Gew.-% ASPUN 6817 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 20 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt, und daß die schmelzgeblasene Bahn 80 Gew.-% ASPUN 6814 Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 20 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt.
Textilstoffproben des Vergleichsbeispiels 2 und der Beispiele 4 bis 6 wurden getestet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu bestimmen. Diese Werte sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Testmethoden, mit denen die Werte in Tabelle 2 erhalten wurden, waren dieselben, mit denen die Werte in Tabelle 1 erhalten wurden.
TABELLE 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, erhöht die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Copolymers nicht nur die Abriebsfestigkeit der Komposittextilstoffe, sondern auch die Festigkeitseigenschaften der Komposittextilstoffe signifikant. Z.B. wurde die Spitzenlast auf bis etwa 100% erhöht, die Spitzenenergie wurde auf etwa 120% erhöht, und die Verlängerung wurde bis etwa 50% erhöht.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Ein Vliesstoff enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Gewichtsverhältnis von Hülle zu Kern 1:1 betrug, die Hülle 100 Gew.-% 25355 Polyethylen hoher Dichte, erhältlich von Dow Chemical Company, enthielt und die resultierende Bahn durch thermisches Punktverbinden gebunden wurde bei einer Bindungstemperatur von 126,7°C (260°F) mit einem Verbindungsmuster mit gleichmäßig verteilten Bindungsbereichen, 418500 Bindungspunkten pro m² (270 Bindungspunkte pro in²) und einer Gesamtbindungsfläche von etwa 18%.
BEISPIEL 7
Ein Vliesstoff enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle 90 Gew.-% 25355 Polyethylen hoher Dichte und 10 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt.
BEISPIEL 8
Ein Vliesstoff enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Prozeß beschrieben im Vergleichsbeispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle 85 Gew.-% 25355 Polyethylen hoher Dichte und 15 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastische elastomere Blockcopolymerverbindung enthielt.
BEISPIEL 9
Ein Vliesstoff enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Vergleichsbeispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle 80 Gew.-% 25355 Polyethylen hoher Dichte und 20 Gew.-% KRATON G-2740 enthielt.
BEISPIEL 10
Ein Vliesstoff enthaltend kontinuierliche Bikomponentfilamente wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben in Beispiel 8 hergestellt. Dieses Material wurde durch thermisches Punktverbinden auf beide Seiten einer schmelzgeblasenen Vliesstoffbahn, enthaltend 100 Gew.-% ASPUN 25355 lineares Polyethylen geringer Dichte, erhältlich von Dow Chemical Company und geeignet für schmelzgeblasene Bahnen, aufgebracht. Die schmelzgeblasene Bahn wurde in Übereinstimmung mit US-A-4,041,203 hergestellt und das resultierende dreischichtige Komposit wurde durch thermisches Punktverbinden verbunden, bei einer Temperatur von 126,7°C (260°F) mit einem Punktmuster mit gleichmäßig verteilten Bindungsbereichen, 418500 Bindungspunkten pro m² (270 Bindungspunkte pro in²) und einer Gesamtbindungsfläche von etwa 18%.
BEISPIEL 11
Ein Kompositvliesstoff wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die schmelzgeblasene Bahn 100 Gew. % 3495G Polypropylen von Exxon enthielt.
Textilstoffproben des Vergleichsbeispiels 3 und der Beispiele 7 bis 11 wurden getestet, um ihre physikalischen Eigenschaften zu bestimmen. Die Werte wurden unter Nutzung derselben Methoden wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben erhalten. Diese Werte sind in Tabelle 3 gezeigt.
TABELLE 3
Die Werte in Tabelle 3 für die Proben des Vergleichsbeispiels 3 und der Beispiele 7–9 stimmen mit den Werten in Tabelle 1 und Tabelle 2 dahingehend überein, daß die Zugabe des thermoplastischen elastomeren Blockcopolymers die Abriebsfestigkeit des Textilstoffs erhöht, ohne die Festigkeitseigenschaften oder die Weichheit der Textilstoffe zu mindern. Die Proben der Beispiele 10 und 11 waren Komposittextilstoffe und können deshalb nicht direkt mit den anderen Proben in Tabelle 3 verglichen werden. Die Werte für die Proben der Beispiele 10 und 11 sind mit aufgezeigt, um die Eigenschaften von Komposittextilstoffen, hergestellt in Übereinstimmung mit bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, zu illustrieren.
BEISPIEL 12
Ein Kompositvliesstoff wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben im Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle in der Außenschicht 85 Gew.-% 6811A Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 15 Gew.-% KRATON G-1740 thermoplastisches elastomeres Blockcopolymer enthielt.
BEISPIEL 13
Ein Kompositvliesstoff wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren beschrieben in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Hülle in den Außenschichten 85 Gew.-% 6811A Polyethylen, erhältlich von Dow Chemical Company, und 15 Gew.-% KRATON G-2740 thermoplastisches elastomeres Blockcopolymer enthielten und daß die schmelzgeblasene Schicht 100 Gew.-% PD3445 Polypropylen, erhältlich von Exxon, enthielt.
Textilstoffproben der Beispiele 12 und 13 wurden in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Methoden getestet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
TABELLE 4
Die Werte in Tabelle 4 zeigen den hohen Level an Abriebsfestigkeit der Kompositmaterialien enthaltend thermoplastisches elastomeres Blockcopolymer. Beispiel 12 zeigt an, daß ein Komposit mit Polyethylen in der mittleren, schmelzgeblasenen Schicht und in der Hüllenkomponente der Bikomponentmaterialien ein abriebsfesteres Material ergibt im Vergleich mit einem Material, bei dem die schmelzgeblasene Schicht Polypropylen enthält.
Die Erfindung wurde im Detail beschrieben, unter Angabe spezieller Ausführungsformen, es sollte aber dem Fachmann klar sein, unter Berücksichtigung und Würdigung des zuvor Gesagten, verschiedene Veränderungen, Variationen und Äquivalente dieser Ausführungsformen sieht. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte unter Berücksichtigung der nachfolgenden Ansprüche und jeglicher Äquivalente bestimmt werden.

Claims

Vliesstoff enthaltend extrudierte polymere Multikomponentstränge, umfassend eine erste und eine zweite polymere Komponente, die Multikomponentstränge besitzen einen Querschnitt, eine Länge und eine äußere Oberfläche, die erste und die zweite Komponente sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, die zweite Komponente konstituiert mindestens einen Teil der äußeren Oberfläche der Multikomponentstränge, kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, und schließt einen Verschnitt aus einem Polyolefin, einem thermoplastischen elastomeren Polymer und einem klebrigmachenden Harz ein.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% der zweiten Komponente und das Polyolefin in einer Menge von etwa 80 bis etwa 95 Gew.-% der zweiten Komponente vorliegt.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer ein A-B-A'-Triblock-Copolymer umfaßt, wobei A und A' jeweils thermoplastische Endblöcke, enthaltend eine styrolische Einheit, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Mittelblock ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer ein A-B-Diblock-Copolymer umfasst, wobei A ein thermoplastischer Endblock, enthaltend eine styrolische Einheit, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Block ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus hydrierten Kohlenwasserstoffharzen und Terpenkohlenwasserstoffharzen.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz alpha-Methylstyrol ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt weiterhin ein Viskosität-reduzierendes Polyolefin enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Viskosität-reduzierende Polyolefin ein Polyethylenwachs ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge kontinuierliche Filamente sind.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin der zweiten Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und Copolymeren aus Ethylen und Propylen.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin der zweiten Komponente lineares Polyethylen geringer Dichte enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der niedriger als der erste Schmelzpunkt ist, wobei die zweite Komponente Polyethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der niedriger als der erste Schmelzpunkt ist, wobei die zweite Komponente lineares Polyethylen geringer Dichte enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, wobei die erste Komponente ein Polyolefin enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, wobei die erste Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen und Copolymeren aus Propylen und Ethylen, und die zweite Komponente Polyethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, wobei die erste Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen und Copolymeren aus Propylen und Ethylen, und die zweite Komponente lineares Polyethylen geringer Dichte enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, wobei die erste Komponente Polypropylen, und die zweite Komponente statistische Copolymere aus Propylen und Ethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste polymere Komponente in einer Menge von etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% der Stränge vorliegt und die zweite polymere Komponente in einer Menge von etwa 80 bis etwa 20 Gew.-% der Stränge vorliegt; das thermoplastische elastomere Polymer in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% der zweiten Komponente und das Polyolefin in einer Menge von etwa 80 bis etwa 95 Gew.-% der zweiten Komponente vorliegt; und das thermoplastische elastomere Polymer ein A-B-A'-Triblockcopolymer enthält, in dem A und A' jeweils thermoplastische Endblöcke, enthaltend eine styrolische Einheit sind, und B ein elastomerer Poly(ethylenbutylen)-Mittelblock ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer von etwa 40 bis etwa 95 Gew.-% des A-B-A'-Triblockcopolymers und von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-% eines A-B-Diblock-Copolymers, in dem A ein thermoplastischer Endblock, enthaltend eine styrolische Einheit, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Block sind, enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines klebrigmachenden Harzes enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines Viskosität-reduzierenden Polyolefins enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt weiterhin von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines klebrigmachenden Harzes und von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines Viskosität-reduzierenden Polyolefins enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente Polypropylen und die zweite Komponente Polyethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente Polypropylen und die zweite Komponente ein statistisches Copolymer aus Propylen und Ethylen enthält.
Vliesstoff umfassend: – einen ersten Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden und – eine zweite Bahn aus extrudierten polymeren Einkomponentsträngen, wobei die erste und die zweite Bahn in einer laminaren Oberfläche-auf-Oberfläche-Beziehung zueinander positioniert und miteinander verbunden sind, um einen integrierten Textilstoff zu bilden.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpolymer-Komponente der zweiten Bahn einen zweiten Verschnitt aus einem Polyolefin und einem thermoplastischen elastomeren Polymer enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, enthaltend eine dritte Bahn aus extrudierten polymeren Multikomponentsträngen umfassend eine erste und eine zweite polymere Komponente, die Multikomponentstränge besitzen einen Querschnitt, eine Länge und eine äußere Oberfläche, die erste und die zweite Komponente sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, die zweite Komponente konstituiert mindestens einen Teil der äußeren Oberfläche der Multikomponentstränge, kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, und schließt einen dritten Verschnitt eines Polyolefins und eines thermoplastischen elastomeren Polymers ein, die erste Bahn ist auf eine Seite der zweiten Bahn gebunden, die dritte Bahn ist auf die gegenüberliegende Seite der zweiten Bahn gebunden.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge der zweiten Bahn durch Schmelzblasen hergestellt werden.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer in dem ersten und zweiten Verschnitt in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% vorliegt, und das Polyolefin in dem ersten und dem zweiten Verschnitt in einer Menge von etwa 80 bis etwa 95 Gew.-% vorliegt.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer ein A-B-A'-Triblock-Copolymer enthält, in dem A und A' jeweils thermoplastische Endblöcke, enthaltend eine styrolische Einheit, sind, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Mittelblock ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer weiterhin ein A-B-Diblockcopolymer enthält, in dem A ein thermoplastischer Endblock, enthaltend eine styrolische Einheit, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Block ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus hydrierten Kohlenwasserstoffharzen und Terpenkohlenwasserstoffharzen.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz alpha-Methylstyrol ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt weiterhin ein Viskosität-reduzierendes Polyolefin enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Viskosität-reduzierende Polyolefin ein Polyethylenwachs ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge der ersten Bahn kontinuierliche Filamente sind.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin der zweiten Komponente der ersten Bahn und das Polyolefin der zweiten Bahn ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und Copolymeren aus Ethylen und Propylen.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin der zweiten Komponente der ersten Bahn und das Polyolefin der zweiten Bahn lineares Polyethylen geringer Dichte enthalten.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist, und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist, und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, und die zweite Komponente Polyethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, und die zweite Komponente lineares Polyethylen geringer Dichte enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, und die erste Komponente ein Polyolefin enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, und die erste Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen und Copolymeren aus Propylen und Ethylen, und die zweite Komponente Polyethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, die erste Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen und Copolymeren aus Propylen und Ethylen, und die zweite Komponente lineares Polyethylen geringer Dichte enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist, der geringer als der erste Schmelzpunkt ist, die erste Komponente Polypropylen enthält und die zweite Komponente statistische Copolymere aus Propylen und Ethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste polymere Komponente in einer Menge von etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% der Stränge vorliegt und die zweite polymere Komponente in einer Menge von etwa 80 bis etwa 20 Gew.-% der Stränge vorliegt; das thermoplastische elastomere Polymer in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% der zweiten Komponente vorliegt und das Polyolefin in einer Menge von etwa 80 bis etwa 95 Gew.-% der zweiten Komponente vorliegt; und das thermoplastische elastomere Polymer ein A-B-A'-Triblock-Copolymer enthält, wobei A und A' jeweils ein thermoplastischer Endblock, enthaltend eine styrolische Einheit, sind, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Mittelblock ist.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer von etwa 40 bis etwa 95 Gew.-% des A-B-A'-Triblockcopolymers enthält und von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-% eines A-B-Diblockcopolymers, in dem A ein thermoplastischer Endblock, enthaltend eine styrolische Einheit, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Block ist, enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt weiterhin von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines klebrigmachenden Harzes enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt weiterhin von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines Viskosität-reduzierenden Polyolefins enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschnitt weiterhin von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines klebrigmachenden Harzes und von größer als 0 bis etwa 10 Gew.-% eines Viskosität-reduzierenden Polyolefins enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente Polypropylen und die zweite Komponente Polyethylen enthält.
Vliesstoff in Übereinstimmung mit Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente Polypropylen und die zweite Komponente ein statistisches Copolymer aus Propylen und Ethylen enthält.
Pflegeartikel enthaltend eine Schicht aus Vliesstoff wie in Anspruch 1 definiert.
Pflegeartikel in Übereinstimmung mit Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische elastomere Polymer ein A-B-A'-Triblock-Copolymer enthält, wobei A und A' jeweils thermoplastische Endblöcke, enthaltend eine styrolische Einheit, sind, und B ein elastomerer Poly(ethylen-butylen)-Mittelblock ist.
Bekleidungsartikel enthaltend eine Schicht aus Vliesstoff wie in Anspruch 27 definiert.
Bekleidungsartikel in Übereinstimmung mit Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des Vliesstoffs weiterhin eine dritte Bahn aus extrudierten polymeren Multikomponentsträngen umfaßt, umfassend eine erste und eine zweite Komponente, die Multikomponentstränge besitzen einen Querschnitt, eine Länge und eine äußere Oberfläche, die erste und die zweite Komponente sind in im wesentlichen verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Multikomponentstränge angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Multikompo nentstränge, die zweite Komponente konstituiert mindestens einen Teil der äußeren Oberfläche der Multikomponentstränge, kontinuierlich entlang der Länge der Multikomponentstränge, und schließt einen dritten Verschnitt eines Polyolefins und eines thermoplastischen elastomeren Polymers ein, die erste Bahn ist auf eine Seite der zweiten Bahn gebunden und die dritte Bahn ist auf die gegenüberliegende Seite der zweiten Bahn gebunden.
Bekleidungsartikel in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge der zweiten Bahn durch Schmelzblasen hergestellt werden.