DE69920051T2

DE69920051T2 - Absorbierende struktur mit dünnem kalendriertem luftgelegtem verbundmaterial und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69920051T2
Application number: DE1999620051
Authority: DE
Inventors: C. Monica FONTENOT; Pearce Terry FORD; Jay James TANNER; Jonathan Robert Owen; Joseph John LASSIG; Jean Barbara BURNS; Grady Alan SHUMAN; Michael Victor GENTILE
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: US6479061B2; US20020068081A1; WO2000034567A3; AU2176600A; WO2000034567A2; EP1154937B1; DE69920051D1; EP1154937A2; ES2229811T3

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf einen dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff, der zusätzliche Deckschichten umfassen oder nicht umfassen kann unter Bildung einer absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur. Der Airlaid-Verbundwerkstoff ist verwendbar als absorptionsfähiger Artikel bzw. Gegenstand (beispielsweise als absorptionsfähiges Pad), insbesondere in der Fleisch- und Geflügelindustrie zum Absorbieren von Exsudat beim Verpacken. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Airlaid-Verbundwerkstoffes.
Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Airlaid-Verbundwerkstoffe und absorptionsfähige Strukturen für die Verwendung als absorptionsfähige Artikel bzw. Gegenstände, die insbesondere verwendbar sind in der Fleisch- und Geflügel-Verpackungsindustrie zum Absorbieren von Exsudat. Um dieses Exsudat zu absorbieren, werden die absorptionsfähigen Pads im Allgemeinen innerhalb der Verpackung zusammen mit dem Fleisch oder Geflügel angeordnet.
Die meisten absorptionsfähigen Pads des Standes der Technik, die zum Absorbieren von Exsudat aus Lebensmittelprodukten verwendet werden, bestehen aus absorptionsfähigen Schichten, die im Allgemeinen mehrlagige Schichten aus Tissue, Papier handtuch und/oder Holzflusen sind. Die Pads des Standes der Technik weisen jedoch nur ein begrenztes Absorptionsvermögen auf und haben die Neigung, zu zerfallen, wenn sie mit Exsudat gesättigt sind. Um die Neigung zum Zerfallen zu überwinden, können die Pads des Standes der Technik umhüllt werden (um die Umfangsränder herum eingesiegelt werden) zwischen für Flüssigkeit undurchlässigen und für Flüssigkeit durchlässigen Schichten, was sowohl kostspielig als auch schwierig durchzuführen ist.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den absorptionsfähigen Pads des Standes der Technik dadurch, dass die Pads des Standes der Technik im Allgemeinen lose, sehr offene, voluminöse Materialien sind. Tatsächlich ist dieser offene Aspekt vieler Pads des Standes der Technik erforderlich, um ein ausreichendes Absorptionsvermögen zu erzielen. Im Falle von absorptionsfähigen Pads, die aus einem Tissue oder aus Holzflusen hergestellt sind, wurde bisher allgemein angenommen, dass Flüssigkeiten absorbiert werden und hauptsächlich innerhalb der Hohlräume zurückgehalten werden, die in dem Netzwerk von Cellulosefasern gebildet werden, anstatt von den einzelnen Fasern absorbiert zu werden. In diesen Fällen ist die Menge der durch einen absorptionsfähigen Körper aus Cellulosefasern absorbierten Flüssigkeit daher umso größer, je geringer die Dichte ist, d. h. je größer das Volumen ist. Infolgedessen wurde bisher angenommen, dass alles, was die Dichte beeinflusst und bewirken kann, dass das absorptionsfähige Material kollabiert, zur Verminderung seines Absorptionsvermögens beiträgt. Einige Pads enthalten sogar steife Teilchen (z. B. Knollen, Pyramiden), um das Kollabieren zu verhindern. In einigen Pads des Standes der Technik hat man versucht, Bindungsfasern mit absorptionsfähigen Fasern (z. B. Zellstofffasern) zu kombinieren. Es sei darauf hingewiesen, dass in Pads des Standes der Technik, in denen Bindungsfasern verwendet wurden, im Allgemeinen solche Fasern verwendet worden sind, um ein hohes Volumen in dem Pad aufrechtzuerhalten oder zu erzeugen, und gleichzeitig der Watte eine mechanische Integrität zu verleihen. Außerdem wurden in den Pads des Standes der Technik im Allgemeinen sehr kurze Bindungsfasern (mit einer durchschnittlichen Länge von etwa 1 mm) verwendet, mit dem Ziel, dass die Fasern vollständig schmelzen und daher als Verleimungsmittel wirken, das die absorptionsfähigen Fasern miteinander verbindet.
Diese Pads können eine gute Festigkeit und ein gutes Flüssigkeits-Absorptionsvermögen aufweisen, im Allgemeinen weisen sie jedoch ein ziemlich niedriges Gesamt-Aufnahmevermögen auf.
Auch bei den verschiedenen Ausführungsformen der Pads des Standes der Technik verlieren die meisten ihre Elastizität und das Pad kollabiert, wenn es benetzt wird und einem Druck ausgesetzt wird, ungeachtet der Tatsache, dass die Zellstofffasern miteinander verbunden sind unter Bildung eines Netzwerks. Produkte, wie z. B. Tissues, neigen dazu, zu zerfallen, wenn sie benetzt werden. Diese Materialien setzen auch leicht ihre absorbierten Flüssigkeiten wieder frei, wenn sie einer Druckbelastung, beispielsweise einer Belastung durch das Fleischprodukt auf dem Pad und Belastungen wie solchen, wenn die Verpackungen in Versand-Kartons und in Geschäftsauslagen aufeinandergestapelt werden, ausgesetzt werden.
Ein weiteres Problem der Pads des Standes der Technik ist die Variabilität ihrer Dicke um bis zu ±15%. Diese Variation der Dicke äußert sich auch in einer Variation des Absorptionsvermögens. Eine variable Dicke beeinflusst auch die Konvertibilität (Verformbarkeit). Da diese Materialien in der Regel durch Vorrichtungen mit Walzenspalten oder Bänderspalten geführt werden, führt eine starke Variation der Dicke zu einem Rutschen und Verklemmen in den Vorrichtungen, wodurch die Produktionsraten vermindert werden, was zu höheren Kosten führt.
Für die Entwicklung dieser Produkte wird eine absorptionsfähige Struktur benötigt, die ein ausreichend hohes Absorptionsvermögen, eine gleichförmige Dicke hat und während der Handhabung oder Verwendung nicht zerfällt.
Was das Verfahren zur Herstellung solcher absorptionsfähiger Strukturen, insbesondere solcher, die Bindungsfasern enthalten, angeht, so werden typische Airlaid-Materialien mit Bindungsfasern während der Verarbeitung mehrmals mechanisch verdichtet, um ihnen Festigkeit zu verleihen, sodass das Airlaid-Material während der Verarbeitung gehandhabt werden kann. In der Regel wird das Airlaid-Material durch eine Verdichtungswalze unmittelbar nach dem Verlassen des Airformers komprimiert.
Der erfindungsgemäße Airlaid-Verbundwerkstoff wird vor dem Erhitzen keineswegs verdichtet, da der Airlaid-Verbundwerkstoff in einer voluminösen Anordnung verbleiben muss, sodass eine geeignete und gründliche Bindung auftreten kann. Außerdem wird, anders als bei den konventionellen Airlaid-Verfahren, der erfindungsgemäße Airlaid-Verbundwerkstoff vor dem Kalandrieren gekühlt und die Kalander werden nicht erhitzt. Durch das Kühlen des Airlaid-Verbundwerkstoffes auf diese Weise wird die Struktur erst dann in einem verdichteten Zustand fixiert, nachdem die Bikomponentenfasern abgekühlt worden sind und sich wieder verfestigt haben. Die dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffe der vorliegenden Erfindung weisen somit ein unerwartet gutes Absorptionsvermögen sowohl was die Absorptionskapazität angeht, als auch was die Fähigkeit angeht, Flüssigkeit zurückzuhalten, während sie in einer Form vorliegen, die leicht zu handhaben ist und eine ausreichende Festigkeit aufweist, um die Tendenz zum Zerfallen zu vermeiden.
In WO 98/45519 ist ein Airlaid-Vliesstoff-Material (Nonwoven) beschrieben, das Bikomponentenfasern umfasst, die eine Polymerkomponente mit niedrigem Schmelzpunkt und eine Polymerkomponente mit hohem Schmelzpunkt aufweisen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Airlaid-Verbundwerkstoff, der aus Zellstofffasern, mindestens etwa 2 Gew.-% Bikomponentenfasern und Feuchtigkeit aufgebaut ist. Dieser Airlaid-Verbundwerkstoff ist neuartig insofern, als ein gleichmäßig ebener Verbundwerkstoff, der durch Kalandrieren hergestellt wird, eine dünne Struktur erhält, die auch im gesättigten Zustand ein signifikantes Absorptionsvermögen beibehält. Die erfindungsgemäßen Bikomponentenfasern umfassen eine erste Polymerkomponente und eine zweite Polymerkomponente, und die erste Polymerkomponente schmilzt bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymerkomponente. Das Vermischen der Zellstofffasern mit den Bikomponentenfasern erfolgt in der Weise, dass die Fasern in dem Airlaid-Verbundwerkstoff gleichmäßig dispergiert werden. Dieser Airlaid-Verbundwerkstoff wird dann so erhitzt, dass mindestens ein Teil der ersten Polymerkomponente der Bikomponentenfaser schmilzt, der die Bikomponentenfasern an viele der Zellstoff- und Bikomponentenfasern bindet, wenn diese abgekühlt werden. Dann wird dem Verbundwerkstoff Feuch tigkeit zugesetzt, um das Binden weiter zu erleichtern, wenn der Verbundwerkstoff anschließend einem Kalandrieren unterworfen wird. Gegebenenfalls kann eine Deckschicht (Filmschicht) an dem Airlaid-Verbundwerkstoff befestigt werden unter Ausbildung einer absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur. Diese Verbundwerkstoffe und absorptionsfähigen Strukturen sind charakterisiert durch eine Drapiersteifheit von mindestens etwa 5 cm, ein Absorptionsvermögen von mindestens etwa 12 g/g und eine Trockenzugfestigkeit von mindestens etwa 1300 g.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffes;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur;
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Airlaid-Verbundwerkstoffes mit zwei zusätzlichen Deckschichten, in diesem Fall Filmschichten, welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung verkörpern;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einer zusätzlichen Deckschicht, in diesem Falle einer Schmelzsprüh-Schicht;
5 stellt eine Abtastelektronenmikroskop (SEM)-Fotografie in 200-facher Vergrößerung eines nicht-kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Gesamtgewicht von 520 g/m² dar, bestehend aus 455 g/m² Zellstofffasern, 8,7 Gew.-% Bikomponentenfasern und 4 Gew.-% Feuchtigkeit, wobei die Bikomponentenfasern zum Schmelzen gebracht worden sind, um die Zellstofffasern zu binden;
6 zeigt eine SEM-Fotografie in 200-facher Vergrößerung eines kalandrierten (357 kg/linearem cm) (2000 pli)) Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Gesamtgewicht von 466 g/m², bestehend aus Zellstofffasern von 400 g/m², 3,4 Gew.-% Bikomponentenfasern und 10,7 Gew.-% Feuchtigkeit;
7 zeigt eine SEM-Fotografie in 60-facher Vergrößerung einer Querschnitts-Seitenansicht eines kalandrierten (357 kg/linearem cm) (2000 pli)) Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Gesamtgewicht von 349 g/m², bestehend aus 300 g/m² Zellstofffasern, 3,4 Gew.-% Bikomponentenfasern und 10,7 Gew.-% Feuchtigkeit.
8 zeigt eine SEM-Fotografie in 300-facher Vergrößerung eines nicht-kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Gesamtgewicht von 520 g/m², bestehend aus 481 g/m² Zellstofffasern, 3,6 Gew.-% Bikomponentenfasern und 3,8 Gew.-% Feuchtigkeit, in dem die Bikomponentenfasern geschmolzen worden sind, um die Zellstofffaser zu binden;
9 zeigt eine SEM-Fotografie in 200-facher Vergrößerung eines nicht kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Gesamtgewicht von 520 g/m², bestehend aus 455 g/m² Zellstofffasern, 8,7 Gew.-% einer Polyethylen/Polypropylen-Mischungs-Bikomponenten-Bindungsfaser und 4 Gew.-% Feuchtigkeit, wobei die Bindungsfaser geschmolzen worden ist, die Zellstofffasern jedoch nicht bindet.
Airlaid-Verbundwerkstoff
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff, der nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren herstellbar ist und der umfasst:

a) Zellstofffasern; und
b) mindestens etwa 2 Gew.-% Bikomponentenfasern, die eine erste Polymer-Komponente und eine zweite Polymer-Komponente umfassen, wobei die erste Polymer-Komponente bei einer Temperatur schmilzt, die unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymer-Komponente liegt, und worin außerdem die Bikomponentenfasern integral vermischt sind mit und gleichmäßig dispergiert sind in den Zellstofffasern und die erste Polymer-Komponente an viele der Zellstofffasern und Bikomponentenfasern gebunden ist;

Vorzugsweise dehnt sich der Verbundwerkstoff beim Kontakt mit polaren Flüssigkeiten aus. Es ist außerdem bevorzugt, dass die polare Flüssigkeit Wasser oder eine Lösung auf Wasserbasis ist.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Expansion (Ausdehnung) in Richtung der komprimierten Dicke des Verbundwerkstoffes erfolgt. Es ist ferner bevorzugt, dass der dünne, kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff ferner eine Dichte von mindestens etwa 0,5 g/cm³ aufweist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der dünne kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff außerdem eine Reprise(zurückgewonnene)-Absorptionsfähigkeit von mindestens etwa 70% aufweist. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Bikomponentenfaser eine thermoplastische Faser ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass in dem dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff die Bikomponentenfaser eine Faser von Stapellänge (Stapelfaser) ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Bikomponentenfaser eine Faser von Stapellänge mit einer Länge von nicht mehr als etwa 3,81 cm (1,5 inches) ist.
Es ist außerdem bevorzugt, dass der dünne kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff außerdem umfasst mindestens ein antimikrobielles Agens, ein Superabsorbens, ein Flüssigkeitsverdickungsmittel, Aktivkohlekörnchen oder -fasern, Parfüm, einen optischen Aufheller, einen Fotostabilitätspromotor, ein Salz oder ein Tensid.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine dünne kalandrierte absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur, die umfasst:

a) einen dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff, der nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren erhältlich ist, der umfasst:
i) Zellstofffasern; und
ii) mindestens etwa 2 Gew.-% Bikomponentenfasern, die eine erste Polymer-Komponente und eine zweite Polymer-Komponente aufweisen, wobei die erste Polymer-Komponente bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymer-Komponente schmilzt, und wobei außerdem die Bikomponentenfasern integral vermischt und gleichmäßig dispergiert sind mit den Zellstofffasern und die erste Polymer-Komponente an viele der Zellstofffasern und Bikomponentenfasern gebunden ist; wobei die Angabe in Gew.-% auf das Gesamtgewicht von (i) und (ii) bezogen ist; und
b) mindestens eine Deckschicht (Filmschicht);

Es ist bevorzugt, dass auf einer Seite der dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur eine für Flüssigkeit undurchlässige Filmschicht angeordnet ist und sie außerdem auf der gegenüberliegenden Seite der dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur eine für Flüssigkeit durchlässige Filmschicht aufweist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen aus dem vorstehend beschriebenen dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff hergestellten absorptionsfähigen Artikel bzw. Gegenstand.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen absorptionsfähigen Artikel bzw. Gegenstand, der aus der vorstehend beschriebenen dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur hergestellt ist, sowie auf ein absorptionsfähiges Pad für die Verwendung in Versandumhüllungen oder Verpackungen für die Handhabung von Flüssigkeiten, wobei das absorptionsfähige Pad hergestellt ist aus der vorstehend beschriebenen dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein absorptionsfähiges Pad für die Verwendung bei der Lebensmittel-Verpackung, das hergestellt ist aus der vorstehend beschriebenen dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur, auf ein Körperpflegeprodukt, das aus dem vorstehend beschriebenen dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff hergestellt ist, und auf ein Körperpflegeprodukt, das aus der vorstehend beschriebenen dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff, eine Mehrschichten-Struktur und absorptionsfähige Artikel bzw. Gegenstände, die daraus hergestellt sind. Die vorliegende Erfindung stellt eine dünne kalandrierte Struktur dar, die den Vorteil der leichten Handhabung aufgrund ihrer geringen Dicke, ihrer Steifheit und ihrer Festigkeit bietet, während sie gleichzeitig noch ein unerwartet gutes Absorptionsvermögen aufweist.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Absorptionsvermögen" ist die Absorptionsfähigkeit eines absorptionsfähigen Materials zu verstehen, bestimmt nach dem "Free-Swell Absorbency-Test", der nachstehend in Verbindung mit den Beispielen näher beschrieben wird. Das Absorptionsvermögen des Materials wird gemessen anhand der absorbierten Flüssigkeit in Gramm über einen festgelegten Zeitraum pro Gramm des getesteten absorptionsfähigen Materials. Das durchschnittliche Absorptionsvermögen der erfindungsgemäßen absorptionsfähigen Struktur wird bestimmt als Durchschnittswert von 3 oder mehr einzelnen Absorptionsfähigkeits-Messungen für eine gegebene Probe.
Der erfindungsgemäße dünne kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff besteht aus Zellstofffasern, Bikomponentenfasern und zugesetzter Feuchtigkeit und wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, das weiter unten näher beschrieben wird. Dieser Airlaid-Verbundwerkstoff ist gekennzeichnet durch seine Fähigkeit, ein unerwartet gutes Absorptionsvermögen auch dann aufzuweisen, wenn er kalandriert worden ist und ungewöhnlich dünn ist.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Zellstofffasern" sind Zellstofffasern (Pulpenfasern) zu verstehen, die von Holz abgeleitet sind und die einen beträchtlichen Anteil des in dem nicht zerfaserten Holz enthaltenen Lignins noch enthalten, aus denen jedoch genügend Lignin entfernt worden ist, um so die Zellstofffasern etwas hydrophil zu machen. Die Zellstofffasern sollten eine durchschnittliche Faserlänge von mindestens etwa 2 mm, vorzugsweise von 2 bis 3 mm, haben, um ihr Vermischen mit den Bikomponentenfasern zu erleichtern. Bezüglich des erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffes wurde gefunden, dass Zellstofffasern in dem Verbundwerkstoff in einer Menge in dem Bereich von etwa 70 bis 98 Gew.-%, bezogen auf den Verbundwerkstoff, vorzugsweise von 90 bis 98 Gew.-% und am meisten bevorzugt von 96 bis 98 Gew.-%, enthalten sein sollten. Da die Zellstofffasern die Hauptursache für die Absorptionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffes darstellen, weisen Verbundwerkstoffe mit weniger als 70% Zellstofffasern zwar eine hohe Zugfestigkeit auf (angenommen, dass der Rest mit Bikomponentenfasern aufgefüllt wurde), sie weisen jedoch kein ausreichendes Absorptionsvermögen auf, weil die Bikomponentenfasern hydrophob sind. In entsprechender Weise führt ein Gehalt an Zellstofffasern von mehr als etwa 98% zu einer Struktur, die bei der Sättigung zerfällt. Die verwendeten Zellstofffasern können gebleicht oder nicht gebleicht sein (mit der Bezeichnung "B" versehen sein, wie z. B. BCTMP). Zu geeigneten Zellstofffasern gehören thermomechanische Zellstofffasern, chemo-thermomechanische Zellstofffasern, chemo-mechanische Zellstofffasern, Refiner-mechanische Zellstofffasern (RMP-Fasern), Stone-Groundwood-Zellstofffasern (SGW)-Zellstofffasern und mechanische Peroxid-Zellstofffasern (PMP)-Zellstofffasern.
Thermomechanische Zellstofffasern (TMP-Zellstofffasern) werden hergestellt durch Wasserdampf-Behandeln von Holzschnitzeln bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, um das Lignin in den Holzschnitzeln weich zu machen. Durch die Wasserdampf-Behandlung des Holzes wird das Lignin so weich, dass eine Fasertrennung auftritt, vorzugsweise in den stark lignifizierten mittleren Lamellen zwischen den Fasern, wodurch die Bildung von längeren, weniger beschädigten Fasern erleichtert wird.
Der bevorzugte Typ einer Zellstofffaser für die erfindungsgemäße Verwendung ist eine chemo-thermomechanische Zellstofffaser (CTMP-Zellstofffaser), gelegentlich auch als chemisch modifizierte thermomechanische Zellstofffasern bezeichnet. In den CTMP-Verfahren werden Holzschnitzel, die aus Nadelholz, Laubholz oder einer Mischung von Nadelholz und Laubholz, vorzugsweise aus Nadelholz, bestehen, einer milden chemischen Behandlung unterworfen zusätzlich zu einer Wasserdampf-Behandlung vor der mechanischen Zerfaserung, und sie werden dann raffiniert. Die chemische Behandlung ist begrenzt, so dass die Lignin-Entfernung minimiert wird, während das Ionenbindungspotential der Fasern erhöht wird, im Gegensatz zu dem konventionellen chemischen Pulpenherstellungsverfahren, bei dem ein Großteil des Lignins entfernt wird. Diese chemische Behandlung, die in CTMP-Verfahren angewendet wird, hat den Vorteil, dass bei dem Verfahren eine hohe Ausbeute (im Allgemeinen > 90%) erzielt wird im Gegensatz zu den chemischen Verfahren, bei denen die Ausbeute im Allgemeinen 50% beträgt.
Sie bietet außerdem den zusätzlichen Vorteil, dass etwas Lignin entfernt wird, dies jedoch nicht geht bis zu einem Ausmaß und zur Entstehung der Kosten der vollständigen chemischen Behandlung, während gleichzeitig ein Einfluss auf die Umwelt minimiert wird, da typische chemische Prozesse nicht umweltfreundlich sind. Die CTMP-Pulpe, die außerdem gebleicht sein kann, ist im Handel erhältlich unter der Bezeichnung "SPHINX FLUFF" von der Firma Metsa-Serla Group (Tampere, Finland) und als Standard Grade 550-78-Pulpe von der Firma Millar Western, Ltd. (Edmonton, Alberta, Canada).
Eine Variante der CTMP, auf die eine analoge chemische Behandlung angewendet wird, ist bekannt als chemo-mechanische Pulpe, bei der die Wasserdampf-Behandlungsstufe weggelassen wird, die bei der Herstellung von TMP und CTMP angewendet wird. Es ist auch bekannt, die Pulpe nach dem Start oder nach der Beendigung der Zerfaserung chemisch zu behandeln. Eine solche Behandlung kann auf eine Pulpe angewendet werden, die vorher nicht chemisch behandelt worden ist, oder sie kann auf eine Pulpe angewendet werden, die vorher chemisch behandelt worden ist. Es können auch andere Typen von Zellstofffasern erfindungsgemäß verwendet werden, so lange die Fasern die gewünschte Kombination von Nasselastizität und Wasserstoffbindung, wie weiter unten näher beschrieben, aufweisen. Zu Beispielen für diese zusätzlichen Typen gehören eine mechanische Refiner-Pulpe (RMP), eine Stone-Groundwood (SGW)-Pulpe und eine mechanische Peroxid-Pulpe (PMP).
Der erfindungsgemäße Airlaid-Verbundwerkstoff enthält auch Bikomponentenfasern. Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Bikomponentenfasern" sind Fasern zu verstehen, die aus mindestens zwei thermoplastischen Polymeren hergestellt worden sind, die aus getrennten Extrudern extrudiert, jedoch gemeinsam versponnen worden sind zur Bildung einer Faser und die eine Seite-an-Seite-Anordnung oder eine Hülle/Kern-Anordnung aufweisen. In einer Hülle/Kern-Bikomponentenfaser ist eine erste Polymerkomponente von einer zweiten Polymerkomponente umgeben. Die Polymeren der Bikomponentenfasern sind angeordnet in im Wesentlichen konstant positionierten verschiedenen Zonen über den Querschnitt der Bikomponentenfaser und sie erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Fasern. Erfindungsgemäß können verschiedene Kombinationen von Polymeren für die Bikomponentenfasern verwendet werden, es ist jedoch wichtig, dass die erste Polymerkomponente bei einer Temperatur schmilzt, die unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymerkomponente liegt. Das Schmelzen der ersten Polymerkomponente der Bikomponentenfasern ist erforderlich, um die Bildung einer klebrigen Skelett-Struktur der Bikomponentenfasern zu erlauben, die nach dem Abkühlen viele der Zellstofffasern umhüllen und binden. In der Regel sind die Polymeren der Bikomponentenfasern aus unterschiedlichen thermoplastischen Materialien hergestellt, wie z. B. in Polyolefin/Polyester (Hülle/Kern)-Bikomponentenfasern, in denen das Polyolefin, z. B. eine Polyethylen-Hülle, bei einer Temperatur schmilzt, die unterhalb der Schmelztemperatur des Kerns, z. B. aus Polyester, liegt.
Zu typischen thermoplastischen Polymeren gehören Polyolefine, z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und Copolymere davon, Polytetrafluorethylen, Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, Polyvinylacetat, Polyvinylchloridacetat, Polyvinylbutyral, Acrylharze, z. B. Polyacrylat und Polymethylacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyamide, insbesondere Nylon, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Polyurethane, Celluloseharze, insbesondere Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Ethylcellulose und dgl., Copolymere aus beliebigen der oben genannten Materialien, z. B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Styrol-Butadien-Block-Copolymere, Kraton und dgl.
In einer Hülle/Kern-Bikomponentenfaser kann der Kern auch aus einem thermoplastischen Harz, beispielsweise aus Phenol-formaldehyd, Phenolfurfural, Harnstoff-formaldehyd, Melaminformaldehyd, Siliconkautschuk und dgl. bestehen. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist eine Bikomponentenfaser, die bekannt ist unter der Bezeichnung Celbond Type 255, erhältlich von der Firma Trevira GmbH & Co., Frankfurt, Deutschland, bei der es sich um eine Faser mit einem Polyester-Kern und einer Polyethylen-Hülle handelt.
Die Bikomponentenfaser liegt in dem Airlaid-Verbundwerkstoff in einer Menge von mindestens etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Verbundwerkstoffes, vor, wobei der Rest im Wesentlichen besteht aus Zellstofffasern. Es wurde gefunden, dass nicht mehr als 10 Gew.-% erforderlich sind, um eine ausreichende Bindung zu erzielen, und dass die Verwendung von mehr als 10 Gew.-% in der Regel aus Kostengründen unerwünscht ist. Außerdem ist das Absorptionsvermögen umso größer, je mehr Zellstofffasern in dem Verbundwerkstoff vorhanden sind. Airlaid-Verbundwerkstoffe mit weniger als etwa 2 Gew.-% Bikomponentenfasern weisen keine ausreichende Nassintegrität auf, wenn sie mit einer Flüssigkeit gesättigt sind (z. B. mit polaren Flüssigkeiten wie Wasser oder Lösungen auf Wasserbasis, wie z. B. einem Exsudat). Vorzugsweise enthalten die Airlaid-Verbundwerkstoffe etwa 2 bis etwa 4 Gew.-% Bikomponentenfasern.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Nassintegrität" ist die Fähigkeit der Verbundwerkstoffe zu verstehen, ihre Struktur auch im nassen Zustand beizubehalten, wie in den weiter unten folgenden Beispielen näher diskutiert. Das heißt mit anderen Worten, ein nasser erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff zerfällt nicht oder zerbricht nicht anderweitig, wenn er aufgenommen oder gehandhabt wird.
Die Bikomponentenfaser sollte eine Faserlänge von nicht mehr als etwa 38,1 mm (1,5 inches) haben, da Fasern, die zu lang sind, zum Verfilzen untereinander neigen anstatt sich gleichmäßig in den Zellstofffasern zu dispergieren. Vorzugsweise liegt die Länge der Bikomponentenfaser in dem Bereich von etwa 3 bis etwa 15 mm (0,11 –0,6 inches), am meisten bevorzugt von etwa 4 bis etwa 8 mm (0,15–0,32 inches) und sie hat einen Denier-Wert von etwa 1,5 bis 4. Es können sowohl Lebensmittelqualitäts- als auch Nicht-Lebensmittelqualitäts-Versionen der Bikomponentenfaser verwendet werden, je nach dem gewünschten Verwendungszweck des Verbundwerkstoffes.
Es ist außerdem eine ausreichende Zugabe von Feuchtigkeit zu dem erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff erforderlich, um die Bindung des Verbundwerkstoffs beim Kalandrieren (wie nachstehend definiert) zu erleichtern. Die diesbezügliche Theorie des Anmelders besteht darin, dass durch diese Feuchtigkeitszugabe die Bindung erleichtert wird durch Erzeugung von Wasserstoffbindungen zwischen den Zellstofffasern beim Kalandrieren. Wenn einmal Feuchtigkeit zugegeben worden ist und der Verbundwerkstoff zu einem dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff kalandriert worden ist, dann ist, wenn mindestens etwa 5 Gew.-% des Verbundwerkstoffes aus Feuchtigkeit bestehen, genügend Feuchtigkeit während des Verfahrens zugegeben worden, um die Bindung zu erleichtern. Eine ausreichende Feuchtigkeitszugabe während der Verarbeitung liegt, wie gefunden wurde, in dem Bereich von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Verbundwerkstoffes. So kann beispielsweise eine Probe aus dem Airlaid-Verbundwerkstoff mit einem Gewicht von 400 g/m² mit 4 Gew.-% Bikomponentenfasern und 10 Gew.-% Feuchtigkeit, enthalten: 344 g/m² Zellstofffasern + 16 g/m² Bikomponentenfasern + 40 g/m² Wasser.
Es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass die absorbierte Feuchtigkeit, beispielsweise aus einer feuchten Umgebung, nach der Bildung des erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffes keine ausreichende Feuchtigkeit ist, um die Bindung zu erleichtern, ohne dass der Verbundwerkstoff einer weiteren Kalandrierung unterworfen wird. Das heißt mit anderen Worten, wenn der Verbundwerkstoff aus der Atmosphäre Feuchtigkeit absorbiert, müsste der Verbundwerkstoff kalandriert werden, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Die erfindungsgemäße Feuchtigkeitszugabe muss vor dem Kalandrieren erfolgen, um die Bindung zu erleichtern.
Der hier verwendete Ausdruck "dünn" bezieht sich auf das Verhältnis zwischen der Dicke und dem Flächengewicht (wobei das Flächengewicht nur dasjenige der Zellstoff- und Bikomponentenfasern ist) des Airlaid-Verbundwerkstoffes und/oder der resultierenden absorptionsfähigen Struktur. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bietet ein Verhältnis von Dicke zu Flächengewicht von etwa 3,0 × 10^–3 mm/1 g/m² bis 1,0 × 10^–3 mm/1 g/m² einen deutlichen Vorteil in Bezug auf eine verbesserte Walzen-Handhabung. Das Kalandrieren des Verbundwerkstoffes ergibt ebenfalls ein wichtiges Merkmal insofern, als es den gesamten Papierstaub (Zellstoffflusen) reduziert, die bei solchen absorptionsfähigen Artikeln bzw. Gegenständen auftreten, wodurch das gesamte Aussehen verbessert wird und die Neigung zur Verunreinigung des Fleischprodukts mit unerwünschtem Papierstaub-Material verringert wird. Statt dessen weisen die erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe eine gleichmäßig glatte und ebene Oberfläche auf. Die Dicke dieser Verbundwerkstoffe variiert um nicht mehr als eine geringe Menge über den Querschnitt des Airlaid-Verbundwerkstoffes. Für viele dieser Verbundwerkstoffe gibt es eine verhältnismäßig einheitliches Flächengewicht pro gegebener Fläche.
Der erfindungsgemäße Airlaid-Verbundwerkstoff, der sowohl dünn als auch komprimiert (gepresst) ist, weist eine Drapiersteifheit von mindestens etwa 5 cm, vorzugs weise von 6 bis 10 cm, auf, die wichtig ist, weil sie die Verarbeitung auf einer bestimmten Vorrichtung erleichtert, wie z. B. die automatische Sortierung von absorptionsfähigen Pads in Fleisch-Tröge (-Schalen).
Der Airlaid-Verbundwerkstoff hat ein Flächengewicht von 50 bis 500 g/m² und wird kalandriert ab einer Anfangsdicke von etwa 1,27 bis etwa 1,91 cm (0,50–0,75 Inches) und einer Dichte von etwa 0,02 bis 0,05 g/cm³. Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Kalandrieren" ist zu verstehen, dass der Airlaid-Verbundwerkstoff bei einem Druck von etwa 143 bis etwa 715 kg/linearem cm (800–4000 pounds per linear inch (pli)), vorzugsweise von 268 bis 536 kg/linearem cm (1500–3000 pli), besonders bevorzugt von 358 bis 536 kg/linearem cm (2000–3000 pli) komprimiert wird unter Bildung eines dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Verhältnis von Dicke zu Flächengewicht von 3,0 × 10^–3 mm/1 g/m² bis 1,0 × 10^–3 mm/1 g/m², einer Dicke von 0,025 bis 0,15 cm und einer Dichte von 0,5 g/cm3 oder höher. Eine solche Kalandrierung ist nicht das gleiche wie das Verdichten und Pressen, die in der Regel in der Airlaying-Industrie angewendet werden. Stattdessen handelt es sich dabei eher um eine Behandlung, wie sie in der Papierindustrie angewendet wird (bekannt als "Superkalandrierung"), die bei viel höheren Drucken durchgeführt wird. Die Theorie der Anmelderin ist die, dass eine solche Kalandrierung kritisch ist für die Bildung des erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffes, weil dadurch in dem Airlaid-Verbundwerkstoff gespeicherte Energie erzeugt wird als Folge der Wasserstoffbindung, der dreidimensionalen Orientierung der Zellstofffasern und der elastischen Natur der Zellstofffasern. Der nachfolgende Kontakt mit polaren Flüssigkeiten (beispielsweise durch Absorbieren von Wasser oder von Lösungen auf Wasserbasis, wie z. B. eines Exsudats) erlaubt die Trennung der Zellstofffasern voneinander und die Rückkehr zu einer entspannteren Konfiguration, die in einer offenen porösen Struktur resultiert, die für die Absorptionsfähigkeit vorteilhaft ist. Die 6 zeigt eine SEM-Fotografie eines Airlaid-Verbundwerkstoffes in 200-facher Vergrößerung (Gesamtgewicht 466 g/m²), der 400 g/m² Zellstofffasern aufweist mit 3,4 Gew.-% Bikomponentenfasern und 10,7 Gew.-% Feuchtigkeit, wobei der Airlaid-Verbundwerkstoff mit 357 kg/linearem cm (2000 pli) kalandriert worden ist. Die 7 zeigt eine SEM-Fotografie in 60-facher Vergrößerung einer Querschnitts-Seitenansicht eines ka landrierten 357 kg/linearem cm (2000 pli) Airlaid-Verbundwerkstoffes (Gesamtgewicht 349 g/m²) von 300 g/m² Zellstofffasern, 3,4 Gew.-% Bikomponentenfasern und 10,7 Gew.-% Feuchtigkeit. Diese Figuren zeigen eine dichte absorptionsfähige Struktur, die Bikomponentenfasern aufweist, die an viele der Zellstofffasern so gebunden sind, dass die dünne, kalandrierte Struktur unerwartet gute Absorbens-Eigenschaften aufweist, während sie in einer dichten, dünnen Form vorliegt.
Die Eigenschaften, wie z. B. die Absorptionsfähigkeit, die Zugfestigkeit, die geringe Dicke (Verhältnis von Dicke zu Flächengewicht), die Reprise-Absorptionsfähigkeit, die Dichte, die Steifheit, die Nassintegrität und das Gesamtaussehen sind alle wichtige Eigenschaften für die erfindungsgemäßen Strukturen. Wenn diese Airlaid-Verbundwerkstoffe erfindungsgemäß hergestellt werden, weisen die Airlaid-Verbundwerkstoffe die folgenden Vorteile auf. Zum einen führt eine höhere Dichte und damit eine geringere Dicke zu einer Gesamtverbesserung der Walzenhandhabung, der Lagerung und des Transports weil mehr des Airlaid-Verbundwerkstoffes auf einer Rolle angeordnet werden kann. Wenn mehr Material auf einer Rolle vorliegt, ist die Herstellung verbessert, weil weniger Ausfallzeit für den Walzenaustausch benötigt wird und weniger Raum erforderlich ist für die Lagerung und den Transport. Außerdem erlaubt die Verbesserung der Steifheit zusammen mit der Zugfestigkeit, welche die erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffe aufweisen, eine bessere Verarbeitung, da weniger Brüche auftreten, wenn die Rollen zu Pads verarbeitet werden. Wahrscheinlich am wichtigsten ist es, dass die erfindungsgemäß hergestellten Airlaid-Verbundwerkstoffe eine gleichförmige Dicke und ein gutes Absorptionsvermögen haben. Die erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffe weisen ein Absorptionsvermögen von mindestens etwa 12 g/g, vorzugsweise von mindestens etwa 16 g/g auf. Beim Gebrauch haben die dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffe die Fähigkeit, 70 bis 90% der Absorptionsfähigkeit bis zur Sättigung vor dem Kalandrieren zurückzugewinnen, selbst bei solchen Druckbelastungen, wie z. B. beim Auflegen von Fleisch auf das Pad, was wichtig ist für das Absorptionsvermögen der Struktur. Ein solches dünnes, kalandriertes Airlaid-Verbundmaterial mit einer unerwartet guten Absorptionsfähigkeit war bisher unbekannt.
Obgleich dies nicht erforderlich ist, kann das Airlaid-Verbundmaterial zusätzlich verschiedene Kombinationen von Deckschichten aufweisen, die an einer oder beiden Seiten des Verbundmaterials fixiert sind. Diese Deckschichten können dem Airlaid-Verbundmaterial aus verschiedenen Gründen hinzugefügt werden, wie z. B.:

1) um eine zusätzliche trockene Oberflächenintegrität zu erzielen, um so potentielle kurze lose Fasern (wie z. B. Flusen) zu reduzieren oder abzudecken, die in dem Airlaid-Verbundwerkstoff vorhanden sein können,
2) um als Trennung oder Sperrschicht zwischen dem Lebensmittelprodukt und dem Airlaid-Verbundwerkstoff zu dienen, und
3) um das Aussehen des Airlaid-Verbundwerkstoffes zu verbessern, wenn er Exsudat absorbiert hat, da das absorbierte Exsudat in der Regel unansehnlich ist. Zu Beispielen für geeignete Deckschichten gehören Filmschichten, Tissue-Schichten, Schmelzsprüh-Schichten und Vliesstoff-Schichten. Die Deckschicht wird nach irgendeinem geeigneten Verfahren, beispielsweise durch eine Corona-Behandlung, durch eine Kalandrierung, mittels Klebstoff, durch eine Ultraschallbindung oder Kombinationen davon mit dem Airlaid-Verbundwerkstoff verbunden.

Beispielsweise kann eine Filmschicht mit einer Dicke von 0,010 bis 0,025 mm (0,4–1 mil) verwendet werden. Die Filmschicht kann hilfreich sein, um die Mehrschichten-Struktur zusammenzuhalten, insbesondere wenn sie eingefroren ist, da das Pad von dem Fleisch abgezogen werden kann, ohne das Pad zu zerreißen. Die polymere Filmschicht kann entweder für Flüssigkeit durchlässig oder für Flüssigkeit undurchlässig sein. Außerdem sollte für Lebensmittel-Verpackungszwecke die Filmschicht mit Lebensmittelprodukten kompatibel sein. Zu solchen Filmen können gehören solche aus Polypropylen, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, aus linearem Polyethylen mit niedriger Dichte, Cellophan, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polycaprolactam, Polyester, Polytetrafluorethylen oder Mischungen oder Coextrudaten eines oder mehrerer dieser Materialien. Im Allgemeinen sind bevorzugte polymere Filmschichten solche aus Polyethylen, Polypropylen und Polyester, am meisten bevorzugt ist eine Polyethylenfilmschicht mit einer Dicke von 0,010 mm (0,4 mil).
Ein bevorzugtes Verfahren zum Befestigen der Deckschicht an dem Airlaid-Verbundwerkstoff ist die Anwendung einer Coronabehandlung, woran sich das Kalandrieren anschließt. Die Coronabehandlung umfasst das Anlegen einer Spannung an die Oberfläche der Deckschicht. Die resultierende behandelte Oberfläche ist sehr reaktionsfähig und erlaubt es der Deckschicht, chemische sowie mechanische Bindungen zu der Oberfläche des Airlaid-Verbundwerkstoffes auszubilden. Dadurch entsteht eine feste Haftung der Deckschicht an dem Airlaid-Verbundwerkstoff.
Die Tissue-Schicht kann ein Verbundmaterial aus Cellulosefasern mit einem Flächengewicht von 4,5 bis 13,6 kg/Ries (10–30 lbs./ream) sein. Die Tissue-Schicht kann auch eine mehrlagige Schicht sein. Anwendungen, bei denen das absorptionsfähige Pad innerhalb eines Lebensmittel-Behälters eingebettet ist, wie in dem US-Patent Nr. 4 702 377 (Grogne) beschrieben, wäre eine besonders geeignete Anwendung für einen erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff, der eine Tissue-Schicht aufweist. Die Tissue-Schicht würde somit eine kontaktfreie Trennschicht zwischen dem Lebensmittel und dem Airlaid-Verbundwerkstoff darstellen.
Eine Schmelzsprühschicht ist eine Faserschicht oder ein Überzug aus einem Polymer, wie z. B. einem Polyolefinpolymer, das beispielsweise durch eine Düsenspitze gepresst und auf die Oberfläche des Airlaid-Verbundwerkstoffes aufgesprüht worden ist. Ein grobes Schmelzenspray aus Polyolefin von 1,5 bis 10 g/m² wäre für die Verwendung als Überzugsschicht für den Airlaid-Verbundwerkstoff akzeptabel. Die Schmelzsprühschicht kann aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder Nylon hergestellt sein. Im Allgemeinen ist Polypropylen bevorzugt.
Die Vliesstoffschicht kann ebenfalls dem erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff hinzugefügt werden. Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Vliesstoffschicht" ist eine Deckschicht zu verstehen, die eine Struktur aus einzelnen Fasern oder Fäden aufweist, die übereinanderliegen, jedoch nicht in einer identifizierbaren Weise wie bei einem gestrickten bzw. gewirkten Gewebe. Vliesstoffschichten werden nach vielen Verfahren hergestellt, z. B. durch Anwendung von Meltblowing-Verfahren, Spunbonding-Verfahren und Bonded carded-Bahn-Verfahren.
Um ein absorptionsfähiges Lebensmittel-Pad zu erhalten, welches das Wachstum und die Ausbreitung von in Lebensmittel wachsenden Pathogenen abzutöten oder zu hemmen, kann der Airlaid-Verbundwerkstoff mit einer antimikrobiellen Zusammensetzung imprägniert werden, die besteht aus einer wasserlöslichen Carbonsäure und einem Tensid, wie in dem US-Patent Nr. 4 865 855 (Hansen et al.) beschrieben. Superabsorbentien, wie z. B. Carboxymethylcellulose, sind für die vorliegende Erfindung nicht erforderlich, können aber gewünschtenfalls zugesetzt werden. Dem Airlaid-Verbundwerkstoff können zur Erzielung der gewünschten Effekte andere (weitere) Materialien zugesetzt werden, wie z. B. Flüssigkeits-Verdickungsmittel und Aktivkohle-Körnchen oder -Fasern, Parfüms, optische Aufheller, Fotostabilitätspromotoren, Salze, Tenside und dgl. Es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass diese Zusätze nur in solchen Mengen verwendbar sind, welche die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffe nicht in nachteiliger Weise beeinflussen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann der Airlaid-Verbundwerkstoff in Form eines absorptionsfähigen Artikels bzw. Gegenstandes mit oder ohne zusätzliche Deckschichten verwendet werden. In der 4 ist eine absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur 10 dargestellt, welche die vorliegende Erfindung verkörpert. Die absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur 10 hat eine rechteckige Gestalt, sodass sie bequem in einen Lebensmittelprodukt-Verpackungsbehälter passt. Die absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur 10 besteht aus einem Airlaid-Verbundwerkstoff 12, der an einer Schmelzsprühschicht 20 haftet.
Die 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur 10A, die drei Schichten aufweist: eine für Flüssigkeit undurchlässige Polymerfilm-Schicht 16, einem Airlaid-Verbundwerkstoff 12 und eine für Flüssigkeit durchlässige Filmschicht 17. Die für Flüssigkeit durchlässige Schicht 17 ist hier dargestellt mit Reihen von Schlitzen 24, die ausreichend groß sind, um Flüssigkeiten mit einer Viskosität von bis zu 24 cP unter dem Einfluss der Schwerkraft für einen Zeitraum von 24 h hindurchströmen zu lassen (z. B. Hühnchen-Exsudat oder Blut). Die für Flüssigkeit durchlässige Schicht 17 kann auch mit Löchern perforiert sein. Die Löcher oder Schlitze in der für Flüssigkeit durchlässigen Schicht 17 machen es möglich, dass das Exsudat, das aus dem Fleisch ausgetreten ist, aufgrund einer Dochtwirkung durch die für Flüssigkeit durchlässige Schicht 17 von dem Airlaid-Verbundwerkstoff 12 absorbiert wird. Wie dargestellt, ist es nicht erforderlich, die Filmschichten zu umhüllen (um die Umfangsränder herum zu versiegeln), da eine Befestigung wie vorstehend beschrieben erzielt worden ist. Außerdem bleibt durch die Nicht-Versiegelung der Umfangsränder eine weitere Leitung offen für die Flüssigkeits-Absorption durch Offenlassen des Airlaid-Verbundwerkstoffes 12 um die Ränder herum.
Bei der Verwendung wird die absorptionsfähige Mehrschichtenstruktur 10A gemäß 3 zwischen dem Lebensmittelprodukt und dem Tray (Halbkarton) oder anderen Verpackungsmaterial so angeordnet, dass die Filmschichten 16 oder 17 mit dem Lebensmittelprodukt in Kontakt stehen. Wenn Säfte oder Flüssigkeiten aus dem Lebensmittelprodukt freigesetzt werden, treten sie zusätzlich in den Rand der absorptionsfähigen Mehrschichtenstruktur ein und werden von dem darunterliegenden Airlaid-Verbundwerkstoff 12 absorbiert. Im Gegensatz zu den bisher bekannten absorptionsfähigen Pads weist der dünne, kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff eine ausreichende Fähigkeit auf, seine Dicke auch bei einer Druckbelastung, beispielsweise durch das Gewicht des Fleischprodukts, wieder anzunehmen, wodurch das Exsudat gleichmäßig angesaugt wird. Außerdem neigt der Airlaid-Verbundwerkstoff 12 weniger dazu, unter solchen Belastungen Flüssigkeiten freizusetzen.
Verfahren zur Herstellung des Airlaid-Verbundwerkstoffes
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes, das umfasst:

a) die Bereitstellung von Zellstofffasern;
b) das integrale Vermischen und gleichmäßige Dispergieren von mindestens etwa 2 Gew.-% einer Bikomponentenfaser mit den Zellstofffasern, wobei die Bikomponentenfaser eine erste Polymer-Komponente und eine zweite Polymer-Komponente aufweist, wobei die erste Polymer-Komponente bei einer Tempe ratur unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymer-Komponente schmilzt,
c) die Bildung eines Airlaid-Verbundwerkstoffes mit den Zellstofffasern und der Bikomponentenfaser, ohne den Airlaid-Verbundwerkstoff zu komprimieren;
d) das Erhitzen des Airlaid-Verbundwerkstoffes, um dadurch einen Teil der ersten Komponente der Bikomponentenfasern zum Schmelzen zu bringen;
e) das Abkühlen des Airlaid-Verbundwerkstoffes, um dadurch viele der Bikomponentenfasern an die Zellstofffasern und die Bikomponentenfasern zu binden;
f) das Anfeuchten des Airlaid-Verbundwerkstoffes, sodass der Airlaid-Verbundwerkstoff außerdem genügend Zusatz-Feuchtigkeit enthält, um das weitere Binden zu erleichtern;
g) das anschließende Kalandrieren des Airlaid-Verbundwerkstoffes zur Bildung eines dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes, der eine Drapier-Steifheit von mindestens etwa 5 cm, ein Absorptionsvermögen von mindestens etwa 12 g/g und eine Trockenzugfestigkeit von mindestens etwa 1300 g aufweist,

Vorzugsweise umfasst das Verfahren außerdem eine Stufe, in der mindestens eine Deckschicht an dem Airlaid-Verbundwerkstoff befestigt wird zur Herstellung einer absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Deckschicht an dem Airlaid-Verbundwerkstoff durch Coronabehandlung in Kombination mit dem Kalandrieren befestigt wird.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Anfeuchten durch Verwendung eines Sprühzerstäubers bewirkt wird.
Die Herstellung des Airlaid-Verbundwerkstoffes beginnt mit der Zerfaserung des Zellstoffs (der Pulpe). Bei der Zerfaserung handelt es sich um ein Verfahren, bei dem aufgerollter oder aufgewickelter Zellstoff zerlegt wird zu feinen Zellstofffasern. Da der Zellstoff in Rollen- oder Ballenform käuflich erhältlich ist und der Zellstoff somit in einer dichten, harten Form vorliegt, ist eine Zerfaserung erforderlich, um den Zellstoff in eine brauchbare Form zu überführen. Es gibt bereits viele bekannte Verfahren zur Zerfaserung von Zellstoff (vgl. z. B. US-Patent Nr. 3 825 194 (Buell), US-Patent Nr. 4 100 324 (Anderson) und US-Patent Nr. 3 793 678 (Appel)).
Wenn einmal der Zellstoff zerfasert ist, ist er gebrauchsfertig für die Vermischung mit den Bikomponentenfasern. Das Vermischen der Fasern beginnt mit der dosierten Einführung der Zellstofffasern und Bikomponentenfasern in dem gewünschten Gewichtsverhältnis in einen Mischer. Wie für den Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt, kann die Zudosierung jeder Komponente als Folge der Maschinenlaufzeit um bis zu ±1 bis 2 Gew.-% variieren. Es sind verschiedene Verfahren zur Zudosierung der Fasern bekannt, wie z. B. die Verwendung eines Schnecken-, Taschendosimeter- oder Tropf-Beschickung. Die Zellstofffasern und die Bikomponentenfasern werden dann in einer Mischstufe integral miteinander vermischt, was wichtig ist, weil eine gute Dispersion der Bikomponentenfasern in den Zellstofffasern erforderlich ist, um eine Bindung zu erzielen, wie weiter unten näher erörtert. Die Mischverfahren umfassen das Mischen in einem Luftstrom oder in einer anderen mechanischen Mischeinrichtung (beispielsweise in einer Reibmühle) und dgl.
Die integral miteinander vermischten Zellstofffasern und Bikomponentenfasern werden dann zu einem Airlaid-Verbundwerkstoff geformt, indem man die Fasern mittels Luft durch einen Formgebungskopf oder eine Formgebungsdüse führt und die Fasern kontinuierlich auf eine endlose Formgebungsoberfläche, beispielsweise ein Maschensieb, aufbringt. Es kann auch eine Vakuum-Einrichtung vorgesehen sein, um die Fasern an das Sieb anzuziehen. Im Gegensatz zu den meisten Airlaying-Verfahren und einzigartig für das erfindungsgemäße Verfahren ist es, dass ein Komprimieren oder Verdichten des auf diese Weise gebildeten Airlaid-Verbundwerkstoffes nicht erforderlich ist, wie in den weiter unten folgenden Beispielen erläutert.
Bei dem Verfahren des Standes der Technik wird zur Verdichtung ein Satz von Walzen oberhalb und unterhalb des Airlaid-Materials verwendet, um dieses zu verdichten, um dadurch seine Selbsthaftung zu erhöhen und seine mechanische Integrität für die weitere Verarbeitung zu verbessern. Die Verdichtungswalzen erfüllen diese Funktion zwar gut, haben jedoch eine Reihe von Nachteilen, wie z. B. die Herabsetzung des Volumens oder der Lockerheit des Endprodukts, was als unerwünscht angesehen wird.
Für die vorliegende Erfindung ist es wichtig, dass der Airlaid-Verbundwerkstoff in seiner voluminösen Anordnung verbleibt, bis der Verbundwerkstoff einem Erhitzen und Abkühlen unterworfen worden ist, sodass eine geeignete und gründliche Bindung zwischen vielen der Zellstofffasern und der Bikomponentenfasern und/oder zwischen den Bikomponentenfasern auftreten kann, während er noch im voluminösen Zustand vorliegt. Der Airlaid-Verbundwerkstoff weist daher zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens keine hohe mechanische Integrität auf. Es ist auch wichtig darauf hinzuweisen, dass Wet-Laying-Verfahren erfindungsgemäß nicht geeignet wären, weil es nicht möglich wäre, die für die Bindung erforderliche voluminöse Anordnung zu erzielen, wenn der Verbundwerkstoff vor Durchführung der Bindungsstufe einem Wet-Laying unterworfen würde.
Der Airlaid-Verbundwerkstoff kann wie vorstehend beschrieben zu einer kontinuierlichen Bahn geformt werden oder es können einzelne Pads oder Tampons (Wattebäusche) auf einer Vorrichtung geformt werden, wie z. B. einer Trommelform-Vorrichtung. Eine Trommelform-Vorrichtung weist diskontinuierliche Taschen in der Umfangsoberfläche auf, wobei jede Tasche eine durchlässige Oberfläche am Boden der Tasche aufweist. Im Innern der Trommel wird durch die durchlässige Oberfläche hindurch ein Vakuum erzeugt, sodass Luft in die Tasche einströmen kann, die bewirkt, dass die Zellstofffasern, die Bikomponentenfasern und eventuelle körnige oder pulverförmige Produkte zusammen mit der Luft angezogen werden, sodass sie in der Tasche angeordnet sind. Die übrige Umfangsoberfläche der Trommel ist für Luft undurchlässig, sodass die Fasern sich auf der ebenen Oberfläche nicht bilden. Wenn die Trommel sich dreht, wird das Vakuum blockiert und das in der Tasche eingefangene Fasermaterial wird mittels des Vakuums, mittels Druck und/oder mittels mechanischer Einrichtungen auf eine formgebende Oberfläche überführt, was zur Anordnung von einzelnen Tampons (Wattebäuschen) auf der formgebenden Oberfläche führt, die einen diskreten Abstand voneinander haben. Diese Tampons können anschließend durch den Rest des Verfahrens transportiert werden mittels einer Träger-Deckschicht, wie z. B. ein Zellstoff-Tissue oder eine Vliesstoffschicht. Alternativ können die einzelnen Tampons während des Verfahrens durch eine Reihe von Vakuumbändern und mechanischen Einrichtungen transportiert werden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Rolle einer Deckschicht, wie z. B. eines Tissue oder eines Vliesstoffes, abgewickelt und zu der formgebenden Oberfläche transportiert werden und die Zellstoff/Bikomponentenfaser-Mischung wird durch Airlaying auf der Oberfläche der Deckschicht abgelagert. Eine Deckschicht aus einem Film wäre in dieser Stufe nicht geeignet, da der Airlaid-Verbundwerkstoff durch eine Heizeinrichtung transportiert wird, in der die Filmschicht den Strom von erhitzter Luft durch die Struktur blockieren würde (und wodurch der Film schmelzen könnte), und auch weil das zum Niederhalten der Airlaid-Fasern erforderliche Vakuum durch die Filmschicht hindurch nicht übertragen werden könnte. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass jede Deckschicht, die in dieser Stufe befestigt wird, in der Lage sein muss, gegen die Heizeinrichtung beständig zu sein, ohne dass ihre Eigenschaften in nachteiliger Weise beeinflusst werden.
Der Airlaid-Verbundwerkstoff wird dann einer Bindungsstufe unterworfen, in der der Werkstoff eine Heizeinrichtung passiert, um die Bikomponentenfasern zu aktivieren, sodass sie sich an den Airlaid-Verbundwerkstoff binden (beispielsweise um die Hülle einer Hülle/Kern-Bikomponentenfaser zum Schmelzen zu bringen). Das Erhitzen ermöglicht es, dass die Bikomponentenfasern eine klebrige Skelettstruktur bilden, die beim Abkühlen viele der Zellstofffasern umschließen und binden, was aus den 5 und 8 deutlicher hervorgeht. Die 8 zeigt eine SEM-Fotografie in 300-facher Vergrößerung eines nicht-kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes (Gesamtgewicht 520 g/m²), der umfasst 500 g/m² Zellstofffasern, die durch Zerfasern eines Zellstoffs hergestellt worden sind, zusammen mit 3,8 Gew.-% Bikomponentenfaser und 3,6 Gew.-% Feuchtigkeit, wobei die Hülle der Bikomponentenfaser zum Schmelzen gebracht worden ist, um die Fasern miteinander zu verbinden. In dieser Figur hat sich die geschmolzene Hülle aus Polyethylen eindeutig von dem Polyester-Kern getrennt und ist mit der Zellstofffaser verbunden. Diese Figur zeigt auch den zusätzlichen Vorteil der Hülle/Kern-Bikomponentenfaser, der darin besteht, dass der Kern sich nicht einrollt oder anderweitig kräuselt, sondern stattdessen eine säulenförmige Konfiguration behält, die dem Verbundwerkstoff zusätzliche Festigkeit verleiht. Die 5 zeigt eine SEM-Fotografie in 200-facher Vergrößerung eines nicht-kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes. In dieser Figur umfasst der Verbundwerkstoff (Gesamtgewicht 520 g/m²) 500 g/m² zerfaserten Zellstoff, 8,7 Gew.-% Bikomponentenfaser und 4 Gew.-% Feuchtigkeit, wobei die Bikomponentenfaser geschmolzen ist, sodass sie die Zellstofffasern bindet. Die Fasern, die eine raue Textur und kleine Löcher aufzuweisen scheinen, sind die Zellstofffasern, während die Fasern mit einer glatteren Oberfläche die Bikomponentenfasern sind. Einzelne Bindungspunkte sind erkennbar an den durch Pfeile dargestellten Stellen.
Das Erhitzen des Airlaid-Verbundwerkstoffes kann erzielt werden beispielsweise durch trockenes Erhitzen, durch Hindurchführen von Heißluft durch den Verbundwerkstoff oder durch Erhitzen desselben in einem Elektroofen. Es ist wichtig, dass die Erhitzungsbedingungen auf eine Temperatur und eine Luftströmungsrate eingestellt sind, die ausreicht, um nur die erste Polymer-Komponente der Bikomponentenfaser zum Schmelzen zu bringen, während die zweite Polymer-Komponente nicht schmilzt (z. B. nur die Hülle schmilzt und nicht der Kern). Wie für den Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres verständlich, hängen geeignete Temperaturen und Luftströmungsraten vom Typ der in den Bikomponentenfasern verwendeten Polymeren ab. Natürlich sind die geeigneten Erhitzungsbedingungen auch eine Funktion der Erhitzungsrate des Luftstroms. Wenn die Luftströmungsrate erhöht wird, kann eine niedrigere Temperatur angewendet werden, während die Herabsetzung der Strömungsrate eine höhere Temperatur erfordert, um ein Schmelzen innerhalb des gleichen Zeitintervalls zu erzielen. Unabhängig von den angewendeten Bedingungen ist es jedoch wichtig, dass die Luftströmungsrate nicht auf eine Rate eingestellt wird, die zu einer Kompression des Airlaid-Verbundwerkstoffes führt, da dann kein gleichförmiges Schmelzen auftritt. Es ist auch klar, dass das Erhitzen auf andere Weise erzielt werden kann, beispielsweise dadurch, dass man den Airlaid-Verbundwerkstoff Strahlung aussetzt, beispielsweise einer Infrarotstrahlung einer geeigneten Intensität und Dauer.
Es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass durch das Einwirkenlassen einer solchen Heizeinrichtung auf den Airlaid-Verbundwerkstoff Feuchtigkeit von der Oberfläche entfernt wird, die bis zu diesem Zeitpunkt in dem Verbundwerkstoff vorhanden sein kann. Erfindungsgemäß ist es erforderlich, dass der Airlaid-Verbundwerkstoff dann wieder angefeuchtet wird. Die Anfeuchtungs- und Erhitzungsstufen können gleichzeitig durchgeführt werden, indem beispielsweise feuchte Hitze verwendet wird, beispielsweise durch Verwendung von feuchter Heißluft oder überhitztem Wasserdampf, so lange ausreichende Mengen (wie vorstehend beschrieben) Feuchtigkeit dadurch zugeführt werden und ausreichende Temperaturen erreicht werden, um die Hülle der Bikomponentenfaser zum Schmelzen zu bringen. Diese Stufen können auch voneinander unabhängige Stufen sein. In diesem Fall kann ein solches Verfahren zur Anfeuchtung des Airlaid-Verbundwerkstoffes darin bestehen, dass man den Verbundwerkstoff einem Spray aus zerstäubtem Wasser aussetzt. Unabhängig von dem angewendeten Verfahren ist es wichtig, dass die Feuchtigkeit über den Airlaid-Verbundwerkstoff gleichmäßig verteilt wird. So kann beispielsweise eine Vakuumbox unterhalb des Airlaid-Verbundwerkstoffes angeordnet werden, um die Feuchtigkeit durch den Verbundwerkstoff hindurchzuziehen, wodurch die Verteilung der Feuchtigkeit in der z-Richtung (in der Dicken-Richtung) des Airlaid-Verbundwerkstoffes verbessert wird.
Alternativ kann eine Feuchthaltekammer oder Hochdruck-Wasserdampf verwendet werden, um dem Airlaid-Verbundwerkstoff Feuchtigkeit zuzuführen. Typische Einstellungsbedingungen für die Feuchthaltekammer können sein beispielsweise eine relative Luftfeuchtigkeit von 90% und eine Temperatur von 21,1°C (70°F). Sowohl das Feuchthaltekammer-Verfahren als auch das Hochdruck-Wasserdampf-Verfahren erfordern höchstwahrscheinlich kein Vakuum, während das Zuführen von Feuchtigkeit unter Verwendung eines Spray-Zerstäubers höchstwahrscheinlich ein Vakuum erfordert.
Wenn einmal der Airlaid-Verbundwerkstoff erhitzt worden ist, muss er vor der Kalandrierung abgekühlt werden, um die Bikomponentenfasern wieder zu verfestigen, wodurch sich die Bikomponentenfasern an die Zellstofffasern binden und/oder die Bikomponentenfasern untereinander verbinden. Wenn die Anfeuchtungsstufe gleichzeitig mit der Erhitzungsstufe durchgeführt wird, ist eine getrennte Kühlung vorteilhaft. Wenn andererseits die Anfeuchtungs- und Erhitzungsstufen voneinander unabhängige Stufen sind, kann die Abkühlung auch während der Anfeuchtungsstufe durchgeführt werden durch Variieren der Temperatur der auf den Airlaid-Verbundwerkstoff aufgebrachten Feuchtigkeit. Außerdem ist auch eine unabhängige Abkühlungsstufe anwendbar, die zwischen der Erhitzungsstufe und der Anfeuchtungsstufe liegt. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es, wie gefunden wurde, für das Auftreten einer ausreichenden Kühlung ausreichend, wenn die Feuchtigkeit bei Umgebungstemperatur aufgebracht wird. Andere Abkühlungseinrichtungen sind dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt.
Nach dem Formen des Airlaid-Verbundwerkstoffes kann eine Deckschicht an einer Seite oder an beiden Seiten des Verbundwerkstoffes befestigt werden, unabhängig davon, ob eine Deckschicht bereits früher in dem Verfahren daran befestigt worden ist. Eine solche Deckschicht kann hergestellt werden durch Aufsprühen einer Schicht aus einem Meltblown-Polymer auf die Oberfläche des Airlaid-Verbundwerkstoffes entweder vor oder nach der Anfeuchtungseinrichtung. Die Deckschichten können auch daran befestigt werden durch Abwickeln einer vorher hergestellten Deckschicht und Befestigen derselben an jeder Seite des Verbundwerkstoffes. Die Deckschichten werden vorzugsweise vor dem Verbinden mit dem Verbundwerkstoff einer Coronabehandlung unterzogen, wodurch eine ausreichende Haftung erleichtert wird, sodass die gebildete Mehrschichten-Struktur sich nicht leicht delaminiert. Eine weitere Haftung tritt auf durch Kalandrieren, wie nachstehend näher erläutert wird. Zu Beispielen für die Mehrschichten-Struktur gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist: eine Film/Verbundmaterial-; Film/Verbundmaterial/Film-; Film/Verbundmaterial/ Meltblown-; Vliesstoff/Verbundmaterial/Meltblown-; Tissue/Verbundmaterial/Film-; Tissue/Verbundmaterial/Tissue- und Tissue/Verbundmaterial/Meltblown-Struktur. Die Filmschicht kann entweder für eine Flüssigkeit durchlässig oder undurchlässig sein, wenn es erforderlich ist, um die gewünschten Eigenschaften in der Endstruktur zu erzielen.
Der Airlaid-Verbundwerkstoff einschließlich der zusätzlichen Deckschichten, falls solche vorhanden sind, wird dann wie vorstehend definiert kalandriert. Eine solche Kalandrierung kann beispielsweise durchgeführt werden unter Verwendung von vorzugsweise zwei Stahlwalzen oder einer Reihe von Walzen in einem solchen räumlichen Abstand zueinander und unter Anwendung eines solchen Druckes, dass der Airlaid-Verbundwerkstoff oder die Mehrschichten-Struktur dazwischen kalandriert wird. Zu anderen Beispielen für Walzenkombinationen gehören auch eine Stahlwalze und eine Gummiwalze (oder eine Gummi-beschichtete Walze); sowie eine Stahlwalze und eine mit Papier beschichtete Walze. Alternativ kann auch eine Presse verwendet werden, um das Verbundmaterial zu kalandrieren, was jedoch erfordert, dass das Material oder die Presse indexiert wird und auf dem Sieb festgehalten und dann gepresst wird. Eine solche Anordnung kann auch erzeugt werden durch Zuschneiden der Verbundwerkstoffe zu Pads, wodurch das Kalandrieren und das Zuschneiden in einer Stufe kombiniert werden. Der kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff wird durch das Kalandrieren trockenfest gemacht und sein Volumen (seine Dicke) wird vermindert. Es ist wichtig, dass das Kalandrieren bei Umgebungstemperatur oder bei nur geringfügig erhöhter Temperatur durchgeführt wird (z. B. werden die Walzen im Allgemeinen nicht erhitzt), weil höhere Temperaturen das Airlaid-Verbundmaterial schädigen würden.
Der dünne, kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoff oder die absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur, die auf diese Weise hergestellt worden sind, weisen eine ausreichende Festigkeit auf, sodass er (sie) zu einer Bahn ausgerollt oder gehandhabt werden kann zur Lagerung, zum Transport oder zu Abwickelzwecken und um ein Brechen oder anderweitiges Zerfallen bei der Sättigung zu verhindern. Die Zugfestigkeit (sowohl nass als auch trocken) wurde für die erfindungsgemäßen Airlaid- Verbundwerkstoffe bestimmt, wie in den weiter unten folgenden Beispielen näher beschrieben. Es wurde gefunden, dass diese Verbundwerkstoffe in der Maschinenlaufrichtung (MD) eine Trockenzugfestigkeit in dem Bereich von etwa 1500 bis 10 500 g und quer zur Maschinenlaufrichtung (CD) eine Trockenzugfestigkeit in dem Bereich von etwa 1300 bis 6900 g aufweisen.
Die 1 erläutert in schematischer Form eine Vorrichtung, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoffes 12 geeignet ist. Zellstofffasern 30 werden in einem Zerfaserer 40 zerfasert und in einer Dosiereinrichtung 42 werden die festgelegten Mengen von Zellstofffasern mit Bikomponentenfasern vereinigt. Die Zellstofffasern 30 und die Bikomponentenfasern 32 werden dann integral miteinander vermischt in einem Mischer 44. Eine getrennte Mischstufe ist nicht immer erforderlich. Wenn beispielsweise die Dichte der Zellstofffaser etwa 1 g/cm³ beträgt und die Dichte der Bikomponentenfaser etwa 0,9 g/cm³ beträgt, mischen sich die beiden Fasern in dem turbulenten Luftstrom, wie er in einem typischen Airlaying-Verfahren angewendet wird, leicht miteinander. Die Fasern werden auf diese Weise zu einem Airlaid-Verbundwerkstoff 12 geformt durch Transportieren der Fasern in der einen Formgebungskopf 46 durchströmenden Luft und durch kontinuierliches Ablagern der Fasern auf einer endlosen Formgebungsoberfläche 48, während genügend Evakuierungseinrichtungen 50 den Verbundwerkstoff festhalten, ohne seinen voluminösen Zustand zu beeinträchtigen. Der Airlaid-Verbundwerkstoff 12 wird dann durch eine Heizeinrichtung 52 hindurchgeführt, in der auch eine Vakuum-Heizeinrichtung 51 verwendet werden kann, um den Verbundwerkstoff festzuhalten und die Heißluft abzuziehen. Die Heizeinrichtung 52 bringt die erste Polymerkomponente der Bikomponentenfasern 32 zum Schmelzen, ohne dass die zweite Polymerkomponente schmilzt. Wie dargestellt, wird der Airlaid-Verbundwerkstoff 12 dann durch eine Anfeuchtungs-Einrichtung 54 hindurchgeführt, in der auch eine Anfeuchtungs-Vakuum-Einrichtung 53 verwendet werden kann, wodurch die Anfeuchtungs-Einrichtung 54 sowohl den Verbundwerkstoff abkühlt, was dazu führt, dass die Bikomponentenfasern 32 an die Zellstofffasern gebunden werden, als auch dem Verbundwerkstoff Feuchtigkeit zuführt. Der auf diese Weise gebildete Airlaid-Verbundwerkstoff 12 wird dann komprimiert unter Verwendung einer Kalandrier-Einrichtung 58 zur Herstellung eines dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes 1.
Die 2 erläutert in schematischer Form eine Vorrichtung, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur 10 geeignet ist, die im Wesentlichen die gleiche ist wie oben in Verbindung mit der 1 beschrieben, jedoch mit der Ausnahme, dass zusätzliche Deckschichten dem Airlaid-Verbundmaterial 12 zugesetzt sein können. Wie vorstehend erläutert, kann eine Deckschicht, beispielsweise eine Tissue-Schicht 18, gegebenenfalls der Formgebungsoberfläche 48 zugeführt werden, sodass der Airlaid-Verbundwerkstoff 12 direkt auf der Tissue-Schicht 18 gebildet wird. Außerdem können verschiedene Schichten einer oder beiden Seiten des Verbundwerkstoffes zugeführt werden durch solche Einrichtungen, wie z. B. durch direktes Aufblasen einer Schmelzsprühschicht 20 auf den Airlaid-Verbundwerkstoff 12 unter Verwendung einer Schmelzsprüh-Einrichtung 56, oder durch Abwickeln (Ausrollen) von Deckschichten, wie z. B. einer für Flüssigkeit undurchlässigen Filmschicht 16 und einer für Flüssigkeit durchlässigen Filmschicht 17. Dann wird der Airlaid-Verbundwerkstoff zusammen mit zusätzlichen Deckschichten kalandriert zur Bildung einer dünnen, kalandrierten, absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur 2.
Der Verbundwerkstoff oder die absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur kann dann zu verschiedenen Formen zugeschnitten werden, je nach dem Endverwendungszweck. Solche Verbundwerkstoffe und Strukturen sind besonders nützlich für Anwendungszwecke, bei denen ein hohes Absorptionsvermögen und eine außergewöhnlich geringe Dicke von Bedeutung sind. Zu Beispielen für solche Absorbens-Anwendungen gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Absorbens-Pads beim Verpacken von Fleisch und Geflügel, in anderen Lebensmittel-Verpackungen, in denen das Lebensmittelprodukt die Neigung hat, zu schwitzen oder Flüssigkeit abzugeben (wie z. B. in Salat-Verpackungen) in Versandhüllen oder Versand-Verpackungen, in denen die versandten Produkte möglicherweise einen Flüssigkeitsverlust erleiden und/oder in denen eine Anreicherung von Flüssigkeit auftritt (beispielsweise für Blutmedizinische Anwendungen), in Körperpflegeprodukten und dgl.
Alternative Verwendungszwecke für den erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff umfassen Dichtungen, Dämme oder Deiche, die hergestellt werden können, um den Umfangsrand oder den Rand eines Produktes zu versiegeln, wenn eine Flüssigkeit mit einem solchen Rand in Kontakt kommt. Das Material dehnt sich beim Kontakt mit Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, aus und es kann sich ausdehnen bis auf das Mehrfache seiner ursprünglichen komprimierten Dicke. Diese Wirkung wirkt in einer Richtung senkrecht zum Flüssigkeitsstrom und in einer begrenzten Umgebung als Abdichtung, zur Verlangsamung oder zur Verhinderung des weiteren Einströmens von Flüssigkeiten beim Passieren durch diesen Bereich. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung kann von spezieller Bedeutung sein in einem Bein-, Ärmel- oder Hüft-Bund von absorptionsfähigen Wegwerf-Kleidungsstücken, wie z. B. Babywindeln oder Inkontinenz-Kleidungsstücken. Die Abdichtungswirkung wirkt als Damm, der verhindert, dass Flüssigkeiten aus der Bein- oder der Hüftöffnung auslaufen, und sie verschafft dem absorptionsfähigen Kern des Kleidungsstückes zusätzliche Zeit, um die Flüssigkeiten aus den Öffnungen aufzusaugen.
In den folgenden Beispielen wird die Herstellung des Airlaid-Verbundwerkstoffes und der absorptionsfähigen Mehrschichten-Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
Beispiele
Wie nachstehend beschrieben wurden erfindungsgemäße Proben und Vergleichsbeispiele hergestellt. Die Proben wurden dann den folgenden Tests unterworfen. Wenn zusätzliche Bahnschichten dem Airlaid-Verbundwerkstoff zugesetzt wurden zur Herstellung einer absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur sind solche Schichten angegeben.
Gewicht des Verbundwerkstoffes
Das Gewicht der für die nachstehenden Beispiele verwendeten Proben wurde bestimmt durch Abschneiden eines Stückes des Airlaid-Verbundwerkstoffes und Wiegen desselben auf einer konventionellen Waage. Das Gewicht wurde in Gramm aufgezeichnet. Das Flächengewicht wurde bestimmt durch Dividieren des Gewichtes durch die Fläche der abgeschnittenen Probe.
Dicke
Die Dicke wurde gemessen unter Verwendung einer in der Hand gehaltenen manuell angehobenen Starrett-Volumen-Testeinrichtung mit einer Gegendruckwalze mit einem Durchmesser von 7 cm (2,75 inches), einem Gewicht von 80 g und sie wurde in cm (inches) aufgezeichnet.
Dichte
Die Dichte des kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes wurde errechnet durch Dividieren des Gewichtes der Verbundwerkstoffprobe durch das Volumen der Probe und sie wurde in g/cm³ aufgezeichnet.
Nassintegrität
Wie vorstehend beschrieben, wurde eine Probe, die mit einer Flüssigkeit (z. B. mit Wasser oder einem Exsudat) gesättigt worden war, als eine ausreichende Nassintegrität aufweisend angesehen, wenn sie nicht zerfiel, zerbrach oder anderweitig zerlegt wurde beim Aufnehmen oder bei der Handhabung. In den nachstehenden Beispielen ist angegeben, ob die Probe eine ausreichende Nassintegrität aufwies oder nicht aufwies.
Drapiersteifheit
Bei dem "Drapiersteifheits-Test" wird die Drapiersteifheit oder Beständigkeit des Verbundwerkstoffes gegen Biegung gemessen. Die Biegelänge ist ein Maß für die Wechselwirkung zwischen dem Gewicht und der Steifheit des Verbundwerkstoffes, dargestellt durch die Art, in der sich der Verbundwerkstoff unter dem Einfluss seines Eigengewichtes biegt, d. h. mit anderen Worten, durch Anwendung des Auslegerbiegungsprinzips, nach dem sich der Verbundwerkstoff unter seinem Eigengewicht biegt. Im Allgemeinen wurde die Probe mit einer Geschwindigkeit von 12 cm/min (4,75 inches/min) in einer Richtung parallel zu ihrer Längsdimension verschoben, sodass ihr vorderer Rand den Rand einer horizontalen Oberfläche überragte. Die Länge des Überhangs wurde gemessen, wenn die Spitze der Probe unter ihrem Eigengewicht herabgedrückt wurde bis zu einem Punkt, an dem die Verbindungslinie zwischen der Spitze und dem Rand der Plattform mit der Horizontalen einen Winkel von 41,5° bildete. Je länger der Überhang war, umso langsamer wurde die Probe gebogen, höhere Ziffern zeigen somit steifere Verbundwerkstoffe an. Dieses Verfahren entspricht den Vorschriften des ASTM Standard-Tests D 1388.
Die Testproben wurden wie folgt hergestellt: die Proben wurden zu rechteckigen Streifen mit einer Breite von 2,54 cm (1 inch) und einer Länge von 15,24 cm (6 inches) zugeschnitten, wenn nichts anderes angegeben ist. Für jede Probe wurden drei Probestücke in der Maschinenlaufrichtung (MD) und quer zur Maschinenlaufrichtung (CD) getestet. Zur Durchführung des Tests wurde eine geeignete Drapier-Biegesteifheits-Testeinrichtung, wie z. B. ein FRL Cantilever Bending Tester, Modell 79-10, erhältlich von der Firma Testing Machines Inc., Amityville, NY, verwendet.
Die Drapiersteifheit, gemessen in cm (inches), ist die Hälfte der Länge des Überhangs der Probe, wenn dieser den Gefällewinkel von 41,5° erreichte. Die Drapiersteifheit, wie sie nachstehend für die Probe angegeben ist, war der arithmetische Mittelwert der Ergebnisse, die mit den getesteten Proben in der Maschinenlaufrichtung (MD) und quer zur Maschinenlaufrichtung (CD) erhalten wurden, die getrennt angegeben sind. Die Drapiersteifheit der Probe ist auf eine Genauigkeit von 0,254 mm (0,01 inch) angegeben.
Absorptionsvermögen bei freier Quellung
Der Absorptionstest bei freier Quellung ist ein Test, der dazu bestimmt ist, das Absorptionsvermögen zu bestimmen – die Fähigkeit des absorptionsfähigen Materials, eine Flüssigkeit zu absorbieren und zurückzuhalten, – und er wurde so gestaltet, dass das absorptionsfähige Material bei seiner Verwendung imitiert wurde, beispielsweise als absorptionsfähiges Pad zum Absorbieren von Exsudat in einer Geflügel-Karton-Verpackung. Das Absorptionsvermögen wurde angegeben als das Gewicht der Flüssigkeit, das über eine bestimmte Messzeitspanne absorbiert wurde, ausgedrückt in g Flüssigkeit pro g Absorbens-Material. Dieser Absorptionstest mit freier Quellung wurde wie folgt durchgeführt: das Testverfahren zur Bestimmung des Absorptionsvermögens war ein solches, bei dem jede Probe (die Größen sind in den nachfolgenden Beispielen angegeben) unter Verwendung eines Doppelseiten-Klebestreifens auf eine Geflügel-Verpackung aufgeklebt wurde (z. B. "3P"), die eine Breite von 16,51 cm (6,5 inches), eine Länge von 22,23 cm (8,75 inches) und eine Tiefe von 3,175 cm (1,25 inches) hatte. Dann wurde der Karton mit Flüssigkeit (500 mL) gefüllt, wodurch die Probe in die Flüssigkeit eintauchte. Die Probe wurde in diesem Zustand für eine bestimmte Zeitspanne zum Absorbieren der Flüssigkeit belassen (Imprägnierungszeit), die im Allgemeinen 24 h betrug, wenn nichts anderes angegeben ist. Der Karton mit der Probe wurde dann entleert (durch Schrägstellen des Kartons, um die Flüssigkeit auslaufen zu lassen, für eine bestimmte Zeitspanne (Ablaufzeit), die im Allgemeinen 1 min betrug, wenn nichts anderes angegeben ist, und eventuelles überschüssiges Wasser wurde von dem Karton abgewischt. Das Absorptionsvermögen wurde wie folgt bestimmt:
Absorptionsvermögen (g) = Nassgewicht von Karton und Probe – Trockengewicht von Karton und Probe
Die von der Probe absorbierte Flüssigkeit wurde dann zur Berechnung des Absorptionsvermögens der Probe nach der folgenden Gleichung verwendet:
Absorptionsvermögen (g) = [Absorbens-Kapazität (g/g)/[(Gewicht der Probe – Gewicht des Films) × (Prozentsatz der Zellstofffasern in der Probe)]
Rückgewinnung des Absorptionsvermögens (Reprise-Absorptionsvermögen)
Die Fähigkeit der Probe, ihr Absorptionsvermögen zurückzugewinnen, nachdem die Probe kalandriert und dann gesättigt worden war, wurde bestimmt. Diese Rückgewinnung des Absorptionsvermögens wurde (das Reprise-Absorptionsvermögen) auf die gleiche Weise bestimmt wie vorstehend für das Absorptionsvermögen bei freier Quellung beschrieben, jedoch mit der Ausnahme, dass das Absorptionsvermögen der gesättigten Probe sowohl vor dem Kalandrieren der Probe als auch nach dem Kalandrieren gemessen wurde. Die Rückgewinnung des Absorptionsvermögens (das Reprise-Absorptionsvermögen) ist ausgerückt als Prozentsatz des Absorptionsvermögens des kalandrierten Verbundwerkstoffes, bezogen auf das Absorptionsvermögen des gleichen Verbundwerkstoffes vor dem Kalandrieren und zeigt die Bedeutung des Kalandrierens an.
Reprise-Absorptionsvermögen (%) = [Absorptionsvermögen des kalandrierten Verbundwerkstoffs (g/g)/Absorptionsvermögen des nichtkalandrierten Verbundwerkstoffs (g/g)]*100
Zugfestigkeit
Bei dem Streifentestverfahren wird die Zugfestigkeit (Bruchfestigkeit) der Verbundwerkstoffe gemessen, wenn diese einer ständig steigenden Belastung in einer einzigen Richtung bei einer konstanten Ausdehnungsrate ausgesetzt werden. Das angewendete Verfahren entspricht dem ASTM Standard-Test D 5034-95 sowie dem Federal Test Methods Standard Nr. 191A, Method 5102-78, mit den folgenden Ausnahmen: Probengröße 5,08 cm × 15,24 cm (2 inch × 6 inch), Belastungszelle 4,56 kg (10 lb.), Kreuzkopfgeschwindigkeit (konstante Ausdehnungsrate) 25 cm/min und Messstreckenlänge 10,16 cm (4 inches). Die Ergebnisse sind in Gewichtseinheiten (bis zum Bruch) angegeben.
Die Proben wurden sowohl in der CD-Richtung als auch in der MD-Richtung getestet und die Ergebnisse sind in Gramm beim Bruch ausgedrückt. Höhere Zahlen zeigen eine festere Struktur an. Die Probe wurde getestet beispielsweise auf einer 1130 Instron-Testvorrichtung, erhältlich von der Firma Instron Corporation, oder auf einer Thwing-Albert Model INTELLECT II-Testvorrichtung, erhältlich von der Firma Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, Pennsylvania 19154. Außerdem wurden, wenn nicht anderes angegeben ist, die Proben unter trockenen Bedingungen getestet, die nur die Feuchtigkeitszugabe umfasst, die erforderlich war, um den Airlaid-Verbundwerkstoff zu formen. Dort wo es angegeben ist, wurden einige Proben auch unter nassen Bedingungen getestet, bei denen der Probe eine Flüssigkeit oder ein Exsudat zugesetzt wurde, um die Zugfestigkeit unter Bedingungen zu testen, die mehr dem tatsächlichen Gebrauch ähneln. In diesen Fällen wurden 10 mL Flüssigkeit auf das Zentrum der Probe aufgebracht und sofort getestet, bevor diese dem vorstehend beschriebenen Test unterworfen wurde.
Beispiele 1-1 bis 1-3
Unter Anwendung des folgenden Verfahrens wurden verschiedene Airlaid-Verbundmaterial-Proben hergestellt. Zur Beschreibung des Verfahrens wird das Beispiel 1-1 verwendet. In dem Beispiel 1-1 wurden die Zellstofffaser (in diesem Falle BCTMP) als "SPHINX FLUFF" bereitgestellt, erhältlich von der Firma Metsa Serla Group (Tampere, Finland), und zu einer verwendbaren Faserform zerfasert. Die Zellstofffasern wurden mit 5,4 Gew.-% Bikomponentenfasern, bekannt unter der Bezeichnung Celbond Type 255 von Nicht-Lebensmittel-Qualität, ungefärbte Fasern, bei denen es sich um Bikomponentenfasern mit einem Polyester-Kern und einer Polyethylen-Hülle mit einer Länge von 6 mm und einer Feinheit von 3 Denier handelte, erhältlich von der Firma Trevira GmbH & Co, Frankfurt, Deutschland, dem Polyester-Zentrum von Hoechst, kombiniert und mittels eines Luftstromes zu einem Mischungspunkt transportiert, an dem sie mit Bikomponentenfasern entsprechend dem konventionellen Airlaying-Verfahren, wie es in dem US-Patent Nr. 4 640 810 (Laursen et al., abgetreten an Scan Web of North America, Inc.) beschrieben ist, durchmischt und integral gemischt wurden. Auf diese Weise wurde ein Airlaid-Verbundwerkstoff aus 400 g/m² Zellstofffasern und 26 g/m² Bikomponentenfasern hergestellt, der die eine Dicke von 1,90 cm (0,75 inch) hatte.
Der Airlaid-Verbundwerkstoff wurde nicht komprimiert durch eine Verdichtungswalze oder eine Kompressionswalze vor dem Erhitzen oder Abkühlen des Verbundwerkstoffes.
Dann wurden die Bikomponentenfasern durch Transportieren des nicht-gepressten Airlaid-Verbundwerkstoffes durch einen konventionellen Druckluft-Bindungsofen bei einer Temperatur von 168,3°C (335°F) zum Schmelzen gebracht, wodurch die Polyethylen-Hülle schmolz (die erwünschte Schmelztemperatur dieser speziellen Bikomponentenfaser liegt in dem Bereich von 132,2 bis 168,3°C (270–335°F)).
Nach dem Verlassen des Ofens wurde der Airlaid-Verbundwerkstoff durch Zugabe von Feuchtigkeit abgekühlt. Durch das Kühlen wurde die Polyethylenhülle wieder fest, wodurch die Bikomponentenfasern an viele der Zellstofffasern gebunden wurden und viele der Bikomponentenfasern miteinander verbunden wurden.
Es wurde ein zusätzliches Abkühlen und Anfeuchten durchgeführt unter Verwendung eines Sprühzerstäubers, mit dem eine Menge Wasser zugegeben wurde, wie sie in der nachstehenden Tabelle angegeben ist, in einer Rate von 3857,3 l/min (1019 gallons/min) zu dem Airlaid-Verbundwerkstoff. An eine Vakuumbox unterhalb des Formgebungsdrahtsiebes wurde ein Vakuum von 7472 Pa (1,08 psi) angelegt, um das Wasser gleichmäßig durch den Airlaid-Verbundwerkstoff zu saugen. Dann wurde der Verbundwerkstoff auf eine 76,2 cm (30 inches) breite Walze aufgewickelt, während er zu geringeren Breiten von etwa 22,9 cm (9 inches) zerschnitten wurde. Der gerollte Verbundwerkstoff wurde dann in einen luftdichten Beutel eingeführt, um den Feuchtigkeitsgehalt für eine ausreichende Zeitspanne beizubehalten, zur gleichmäßigen Verteilung der Feuchtigkeit innerhalb des Verbundwerkstoffes.
Der angefeuchtete Airlaid-Verbundwerkstoff wurde dann aus dem Beutel entnommen und zum Kalandrieren abgewickelt. Eine Deckschicht aus einem 0,010 mm (0,4 mil) dicken, für eine Flüssigkeit undurchlässigen Polyethylenfilm (erhältlich als SF 181 von der Firma Huntsman Corporation, Salt Lake City, UT) wurde zusammen mit dem Airlaid-Verbundwerkstoff abgewickelt und gemeinsam bei einem Druck von 357,2 kg/linearen cm (2000 pli) kalandriert. Es wurden fünf Wiederholungen der so hergestellten dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur wie vorstehend beschrieben getestet und sie hatten die in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Eigenschaften.
Die Tabelle 1 gibt auch die Daten für die Beispiele 1-2 und 1-3 an, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, jedoch mit der Ausnahme, dass diese 6,9 bzw. 8,7% der Bikomponentenfasern enthielten. Das Absorptionsvermögen wurde wie vorstehend beschrieben getestet unter Verwendung einer Probe mit einer Größe von 10,16 cm × 15,24 cm (4 inch × 6 inch), unter Anwendung einer Imprägnierungszeit von 24 h und einer Ablaufzeit von 1 min.
Tabelle 1
Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-3
Es wurden drei Kopien der verschiedenen Airlaid-Verbundwerkstoff-Proben wie in dem obigen Beispiel 1 beschrieben hergestellt, diesmal jedoch unter Verwendung von Nadelholz-Kraft-Zellstofffasern anstelle der BCTMP-Fasern und durch Anfeuchten unter Verwendung einer Anfeuchtungskammer anstelle eines Sprühzerstäubers. Die Verbundwerkstoffe wurden in die Anfeuchtungskammer, die auf 21,1°C (70°F) und eine relative Feuchtigkeit von 70% eingestellt war, für mindestens 2 h eingeführt. Der Kraft-Zellstoff ist ein Zellstoff, der chemisch behandelt worden war, um ei nen Großteil des Lignins aus dem Zellstoff zu entfernen. Ein "Sulfat- oder Kraft-Zellstoff" ist ein Zellstoff, der mit starker NaOH + Na₂S gekocht worden war, um im Wesentlichen das Lignin zu entfernen. Die Durchschnittswerte der verschiedenen gewogenen Proben mit variierenden Mengen an Bikomponentenfasern sind in der nachstehend Tabelle 2 angegeben. Die erfindungsgemäß hergestellten Airlaid-Verbundwerkstoffe (obige Beispiele 1-1 bis 1-3) wiesen Absorptionsfähigkeiten auf, die um 6,7 bis 10,2 g/g höher waren als die Absorptionsfähigkeiten der Vergleichsbeispiele C1-1 bis C1-3. Außerdem trat bei dem Kraft-Zellstoff-Airlaid-Verbundwerkstoff, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden war, keine Rückfederung auf, er würde sein Volumen oder seine Dicke nicht zurückgewinnen und dadurch würde sein Absorptionsvermögen beeinflusst. Die Fähigkeit, das Volumen oder die Dicke nach der Sättigung zurückzugewinnen, trat nur bei dem erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff auf und dies ist der Grund für die Verbesserung des Absorptionsvermögens dieses Verbundwerkstoffs. Wenn er einmal feucht geworden ist, dehnt er sich aus, wodurch er seine Dicke zurückgewinnt und zurückfedert und die Flüssigkeit absorbiert.
Tabelle 2
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde eine Airlaid-Verbundwerkstoff-Probe hergestellt wie im obigen Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit der Ausnahme, dass der Airlaid-Verbundwerkstoff direkt nach der Bildung des Verbundwerkstoffes auf dem Formgebungssieb verdichtet wur de wie bei einem konventionellen Airlaying-Verfahren und außerdem der Kalandrierdruck 660 kg/linearem cm (3700 pli) betrug. Der Airlaid-Verbundwerkstoff wurde hergestellt aus BCTMP-Zellstofffaser und einer Bikomponentenfaser aus einer Polyethylen-Hülle und einem Polypropylen-Kern, bekannt als Chisso HR6 Bikomponentenfaser, erhältlich von der Firma Chisso Corporation, Osaka, Japan. Die Bikomponentenfaser mit einer Länge von 3,81 cm (1,5 inches) und einer Feinheit von 3 Denier war in dem Verfahren schwierig aufzuschließen (beispielsweise zur Aufteilung der komprimierten Massen von Fasern in lockere Tufts), weil die Bikomponentenfaser wegen ihrer Faserlänge, die zu groß war, mit sich selbst verfilzte. Der Absorptionstest wurde durchgeführt durch 1-minütiges Imprägnieren und 3 s langes Ablaufenlassen unter Verwendung einer Proben mit einer Größe von 10,16 × 17,78 cm (4 inch × 7 inch). Das Absorptionsvermögen wurde bestimmt und betrug 12,23 g/g.
Vergleichsbeispiel 3 und 4
Eine Airlaid-Verbundwerkstoff-Probe wurde wie in dem obigen Vergleichsbeispiel 2 beschrieben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass der Verbundwerkstoff zusätzlich bei einem Druck von etwa 35,7 kg/linearem cm) (200 pli) direkt nach dem Erhitzen in dem Ofen (sodass der Airlaid-Verbundwerkstoff) vor dieser Kompression nicht gekühlt wurde) komprimiert wurde, wobei kein Film zugegeben wurde und keine Kalandrierung (bei 660 kg/linearem cm (3700 pli)) durchgeführt wurde. Zur Herstellung des Verbundwerkstoffes wurden BCTMP-Zellstofffasern verwendet, wobei diesmal jedoch für das Vergleichsbeispiel 3 die Trevira-Bikomponentenfaser und für das Vergleichsbeispiel 4 eine Polyolefinfaser, bekannt als Polyethylen-Faser T-410 mit einer Feinheit von 2,2 Denier pro Filament (dpf), erhältlich von der Firma Hercules Incorporated, Wilmington, DE, verwendet wurde, die keine Bikomponentenfaser darstellt, sondern eine Bikonstituenten-Mischung aus 85% Polyethylen und 15% Polypropylen mit einer Feinheit von 3 Denier ist. Die Polyolefin-Faser ist eine Faser, die aus zwei Polymeren hergestellt worden ist und aus dem gleichen Extruder als Mischung zu einer Monofaser extrudiert worden ist. Diese Probe wies keine Nassintegrität auf bei der Verarbeitung zu einem erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff, weil die Polyolefin-Fasern die Neigung hatten, miteinander zu verschmelzen anstatt zu schmelzen und sich mit den Zellstofffasern zu verbinden, wie aus der 9 ersichtlich. Die 9 zeigt eine SEM-Fotografie in 200-facher Vergrößerung eines nicht-kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes mit einem Gesamtgewicht von 520 g/m², bestehend aus 500 g/m² Zellstofffasern, 8,7 Gew.-% der Polyethylen/Polypropylen-Mischungs-Konstituentenfaser und 4 Gew.-% Feuchtigkeit. Selbst bei höheren Schmelztemperaturen haben die Konstituentenfasern die Neigung, zu einer Kugel zu schmelzen anstatt zu schmelzen und sich mit den Zellstofffasern zu verbinden. Der Zugtest wurde mit zwei Kopien durchgeführt, wie in den nachstehenden Tabellen 3 und 4 angegeben, wobei ein erster Hinweis darauf erhalten wurde, dass die Bikomponentenfaser, verglichen mit der Bikonstituentenfaser, eine signifikant verbesserte Zugfestigkeit dem Airlaid-Verbundwerkstoff verleiht.
Tabelle 3
Tabelle 4
Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 5
Die folgenden Daten zeigen, dass die Absorptionsfähigkeit des Airlaid-Verbundwerkstoffes zunimmt, wenn das Komprimieren/Verdichten aus dem konventionellen "Airlaying-Verfahren" weggelassen wird. Beide Beispiele wurden hergestellt unter Verwendung der Trevira-Bikomponentenfaser und das Beispiel 2 wurde wie vorstehend für Beispiel 1 beschrieben hergestellt, wobei der Airlaid-Verbundwerkstoff nach der Bildung nicht verdichtet wurde. Das Vergleichsbeispiel 5 wurde wie in dem obigen Beispiel 1 beschrieben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass eine Verdichtungswalze zum Verdichten des Airlaid-Verbundwerkstoffes direkt nach seiner Herstellung verwendet wurde. Die Absorptionsfähigkeit wurde getestet und die erhaltenen Werte sind in der nachfolgenden Tabelle 5 zusammen mit der Standardabweichung angegeben. Das Beispiel 2 stellt einen Durchschnittswert von fünf Wiederholungen dar, während das Vergleichsbeispiel 5 einen Durchschnittswert von 20 Wiederholungen darstellt. Es wurde eine Zunahme des Absorptionsvermögens von 3,84 g/g (24,4% Zunahme) gefunden, wenn die Verdichtungswalze weggelassen wurde.
Tabelle 5
Beispiele 3-1 bis 3-17
Es wurde eine Airlaid-Verbundwerkstoff-Probe wie im obigen Beispiel 1 beschrieben hergestellt aus 400 g/m² Zellstofffasern und 32 g/m² (8 Gew.-% der Zellstofffasern) Bikomponentenfaser, jedoch mit der Ausnahme, dass Feuchtigkeit zugegeben wurde unter Verwendung eines in der Hand gehaltenen Sprühzerstäubers und der Verbundwerkstoff unter einem Druck von 357 kg/linearem cm (2000 pli) bei variierenden Zusätzen von Feuchtigkeit kalandriert wurde, wie in der folgenden Tabelle 6 ange geben. Die Proben wurden so hergestellt, dass sie eine Fläche von 130,64 cm² (20,25 inch²) aufwiesen. Unter den resultierenden Materialien wies das Material, das mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 11,2 und 18,1% kalandriert worden war, das gewünschte Gleichgewicht von Eigenschaften in Bezug auf Gewicht, Dicke und Dichte auf, wobei es gleichzeitig auch ein einheitliches, flusenfreies Aussehen hatte.
Tabelle 6
Beispiele 4-1 und 4-2
Es wurden Verbundwerkstoffe hergestellt wie in dem obigen Beispiel 1 beschrieben und es wurde die Rückgewinnung des Absorptionsvermögens (das Reprise-Absorptionsvermögen) getestet, wobei die in der nachstehenden Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten wurden. Das nicht-kalandrierte Absorptionsvermögen ist das Absorptionsvermögen einer Probe, die getestet wurde, nachdem die Probe erhitzt worden war, jedoch bevor sie mit Wasser versetzt und kalandriert worden war. Die Probe wurde getestet mit einer 1-minütigen Imprägnierungszeit, einer 1-minütigen Ablaufzeit und mit 1500 ml Wasser. Das kalandrierte Absorptionsvermögen war wie oben für eine erfindungsgemäße Probe beschrieben.
Tabelle 7
Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 6
In der Tabelle 8 wurde die Dichte gemessen für das Beispiel 5, das wie in dem obigen Beispiel 1 angegeben hergestellt wurde, jedoch mit der Ausnahme, dass kein Film aufgebracht wurde, und das Vergleichsbeispiel 6 wurde hergestellt wie in dem obigen Vergleichsbeispiel 3 angegeben. Ein Dichtebereich von 0,5 und 1 g/cm³ ist erwünscht, weil kalandrierte Airlaid-Verbundwerkstoffe innerhalb dieses Dichtebereiches verbesserte Eigenschaften aufweisen, wie vorstehend angegeben.
Tabelle 8
Vergleichsbeispiel 7 und Vergleichsbeispiel 8
Die Tabelle 9 zeigt eine Verbesserung des Absorptionsvermögens, wenn die Stufe des Kompaktierens des Airlaid-Verbundwerkstoffes direkt nach dem Erhitzen weggelassen wird und der Airlaid-Verbundwerkstoff vor dem Kalandrieren abgekühlt wird.
Das Vergleichsbeispiel 7 und das Vergleichsbeispiel 8 wurden wie vorstehend für das Beispiel 1 angegeben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass beide Proben direkt nach der Bildung des Verbundwerkstoffes auf dem formgebenden Drahtsieb verdichtet wurden und kein Film zugegeben wurde. Das Vergleichsbeispiel 8 wurde zusätzlich bei einem Druck von etwa 35,7 kg/linearem cm (200 pli) direkt nach dem Erhitzen in dem Ofen komprimiert. Das Vergleichsbeispiel 7 gibt den Durchschnittswert von zwei Wiederholungen wieder, während das Vergleichsbeispiel 8 eine Wiederholung anzeigt und das Absorptionsvermögen wurde für eine 1-minütige Imprägnierungszeit, eine 3 s lange Ablaufzeit und für eine Probe mit der Größe von 10,16 × 17,78 cm (4 inch × 7 inch) getestet.
Tabelle 9
Beispiel 6 und Vergleichsbeispiele 9 bis 11
Es wird angenommen, dass die absorptionsfähigen Hühnchen-Pads des Stand der Technik, die aus einem Mehrschichten-Tissue hergestellt sind, tatsächlich Flüssigkeit aus dem Hühnchen absaugen (desorbieren), wenn sich das Pad (Tissue) im feuchten Zustand ausdehnt (über die Filmschicht hinaus) und das Tissue mit dem Hühnchen in Kontakt kommt. Der Flüssigkeitsverlust durch ein Stück einer hautfreien und knochenfreien Hühnchenbrust beim Kontakt mit verschiedenen Pads wurde getestet und die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 10 zusammengefasst. Das Vergleichsbeispiel 9 war ein absorptionsfähiges Pad, erhältlich von der Firma Sealed Air Company, das eine mehrlagige Schichtenstruktur hatte mit einer perforierten Filmschicht auf der oberen Oberflächenoberseite einer 17-lagigen Tissue-Schicht, wobei die Tissu-Schicht sich in der x- und in der y-Richtung ausdehnte, wenn sie nass war. Beim Test wurde die Filmschicht mit der Hühnchenbrust in Kontakt gebracht. Das Vergleichsbeispiel 10 war das absorptionsfähige Pad des Vergleichsbeispiels 9, jedoch mit der Ausnahme, dass die Tissue-Schicht anstelle der Filmschicht mit dem Hühnchen in Kontakt stand. Das Beispiel 6 war ein Airlaid-Verbundwerkstoff, der nach der vorliegenden Erfindung wie in dem obigen Beispiel 1 beschrieben hergestellt worden war (Flächengewicht 493 g/m², 5,3% Bikomponentenfaser, 11,4% Feuchtigkeit), das eine für Flüssigkeit durchlässige Filmschicht mit darin angebrachten Schlitzen aufwies, wobei sich der Verbundwerkstoff im feuchten Zustand in der z-Richtung ausdehnte. Das Vergleichsbeispiel 11 war nur eine Filmschicht mit einer Dicke von 0,10 mm (0,4 mil) hergestellt aus Polyethylen, wie von der Firma Huntsman Company erhältlich. Das Vergleichsbeispiel 11 zeigt, dass kein Absaugen (keine Desorption) als Folge der Filmschicht auftritt. Das ursprüngliche Gewicht des Hühnchens und des Systems ("das System" war ein geschlossener Behälter, der das absorptionsfähige Pad enthielt ohne das Hühnchen) wurde vor dem Test bestimmt. Der Test umfasst das Inkontaktbringen des Hühnchens mit jedem Material innerhalb eines geschlossenen Systems für 24 h. Das Hühnchen wird entnommen und das Gewicht des Systems wird bestimmt. Das Zusatzgewicht des Systems ist die aus dem Hühnchen verloren gegangene (abgesaugte) Flüssigkeit.
Flüssigkeitsverlust des Hühnchens (Gew.-%) = [Gewicht des Systems nach dem Test – Gewicht des Systems vor dem Test (g/g)]/ursprüngliches Gewicht des Hühnchens (g) × 100
Bei Verwendung eines frischen Hühnerfarm-Hühnchens ergab der Test, dass aus dem mit dem Tissue-Pad (Vergleichsbeispiel 9) und mit dem absorptionsfähigen Tissue/Film-Pad (Vergleichsbeispiel 10) in Kontakt gebrachten Hühnchen durch diese Pads Flüssigkeit abgesaugt (desorbiert) wurde. Mit dem erfindungsgemäßen Airlaid-Verbundwerkstoff (Beispiel 6) ging weniger Flüssigkeit verloren, was anzeigt, dass der Airlaid-Verbundwerkstoff keine so starke Desorption der Hühnchen-Produkte wie die Pads des Standes der Technik ergab. Der Film allein (Vergleichsbeispiel 11) ist die Kontrollprobe, mit der keine Flüssigkeit abgesaugt (desorbiert) wurde.
Tabelle 10
Beispiele 7-1 bis 7-3 und Vergleichsbeispiele 12-1 bis 12-3
Die nachstehende Tabelle 11 zeigt die Zusammensetzung für Proben, die nach dem obigen Beispiel 1 hergestellt wurden, mit der Ausnahme, dass die Vergleichsbei spiele nicht kalandriert wurden und auf keine dieser Proben ein Film aufgebracht wurde.
Tabelle 11
Die nachstehende Tabelle 12 zeigt entsprechende Daten für Verbundwerkstoffe, die ohne Kalandrieren hergestellt wurden, während des weiter unten folgende Tabelle 13 Daten für Verbundwerkstoffe zeigt, die kalandriert und erfindungsgemäß hergestellt worden sind. Aus den erfindungsgemäßen Beispielen sind Verbesserungen in Bezug auf die Zugfestigkeit und die Steifheit zu ersehen, ohne dass eine signifikante Verschlechterung des Absorptionsvermögens auftrat (vgl. die nachstehende Tabelle 15). Tabelle 12
Tabelle 13

N.D.: keine Verbiegung

Beispiele 8-1 bis 8-3
Die nachstehende Tabelle 14 gibt die Zusammensetzung von Proben an, die wie in dem obigen Beispiel 7 beschrieben hergestellt worden sind, jedoch mit der Ausnahme, dass ein 0,010 mm (0,4 mil) dicke Polyethylen-Filmschicht den Beispielen 8-1 bis 8-3 hinzugefügt wurde. Die nachstehende Tabelle 15 zeigt die Absorptionsfähigkeits- und Nassintegritäts-Ergebnisse für das Beispiel 8 (ein Beispiel, das erfindungsgemäß hergestellt worden ist einschließlich Kalandrieren) und das Vergleichsbeispiel 12 (Zusammensetzungen, wie sie in der Tabelle 11 angegeben sind und die ohne Kalandrieren hergestellt worden sind). Diese Ergebnisse zeigen, dass das Absorptionsvermögen nicht beeinträchtigt wird, wenn die Beispiele erfindungsgemäß hergestellt werden.
Tabelle 14
Tabelle 15
Vergleichsbeispiel 13
Als ein Vergleichsbeispiel wurde eine Probe mit der Zusammensetzung und unter Anwendung des Verfahrens hergestellt, wie sie bzw. es in dem US-Patent Nr. 4 100 324 (Anderson et al.) beschrieben sind. Es wurde BCTMP wie vorstehend angegeben verwendet und anstelle der Bikomponentenfaser wurden 10 Gew.-% Polypropylen-Meltblown-Bindefasern der Zusammensetzung wie in dem US-Patent Nr. 4 100 324 beschrieben zugesetzt. Der Verbundwerkstoff, bekannt als "Coform-Verbundwerkstoff" wurde im Übrigen wie in dem obigen Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Die nachstehende Tabelle 16 zeigt das Absorptionsvermögen des Coform-Verbundwerkstoffs, das beträchtlich geringer war als dasjenige der erfindungsgemäß hergestellten Airlaid-Verbundwerkstoffe.
Tabelle 16

Claims

Verfahren zur Herstellung eines dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes, das umfasst: a) die Bereitstellung von Zellstofffasern; b) das integrale Vermischen und gleichmäßige Dispergieren von mindestens etwa 2 Gew.-% einer Bikomponentenfaser mit den Zellstofffasern, wobei die Bikomponentenfaser eine erste Polymer-Komponente und eine zweite Polymer-Komponente aufweist, wobei die erste Polymer-Komponente bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymer-Komponente schmilzt, c) die Bildung eines Airlaid-Verbundwerkstoffes mit den Zellstofffasern und der Bikomponentenfaser, ohne den Airlaid-Verbundwerkstoff zu komprimieren; d) das Erhitzen des Airlaid-Verbundwerkstoffes, um dadurch einen Teil der ersten Komponente der Bikomponentenfasern zum Schmelzen zu bringen; e) das Abkühlen des Airlaid-Verbundwerkstoffes, um dadurch viele der Bikomponentenfasern an die Zellstofffasern und die Bikomponentenfasern zu binden; f) das Anfeuchten des Airlaid-Verbundwerkstoffes, sodass der Airlaid-Verbundwerkstoff außerdem genügend Zusatz-Feuchtigkeit enthält, um das weitere Verbinden zu erleichtern; g) das anschließende Kalandrieren des Airlaid-Verbundwerkstoffes zur Bildung eines dünnen, kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoffes, der eine Drapier-Steifheit von mindestens etwa 5 cm, ein Absorptionsvermögen von mindes tens etwa 12 g/g und eine Trockenzugfestigkeit von mindestens etwa 1300 g aufweist wobei die Angabe in Gew.-% bezogen ist auf das Gesamtgewicht von Zellstofffasern und Bikomponentenfasern und das Kalandrieren in einem Bereich von 143 bis 715 kg/linearem cm (800–4000 pli) und bei Umgebungstemperaturen durchgeführt wird und das Kalandrieren durchgeführt wird, während der Airlaid-Verbundwerkstoff 5 bis 20 Gew.-% Feuchtigkeit enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem außerdem die Abkühlungsstufe (Stufe e) und die Anfeuchtungsstufe (Stufe f) gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem außerdem die Erhitzungsstufe (Stufe d) und die Anfeuchtungsstufe (Stufe f) gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, das außerdem eine Stufe umfasst, in der mindestens eine Deckschicht an dem Airlaid-Verbundwerkstoff befestigt wird zur Herstellung einer absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur.
Verfahren nach Anspruch 4, worin die Deckschicht an dem Airlaid-Verbundwerkstoff durch Coronabehandlung in Kombination mit der Kalandrierung befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das Anfeuchten durch Verwendung eines Sprühzerstäubers bewirkt wird.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff, der nach dem Verfahren nach Anspruch 1 erhältlich ist, der umfasst: a) Zellstofffasern; und b) mindestens etwa 2 Gew.-% einer Bikomponentenfaser, die eine erste Polymer-Komponente und eine zweite Polymer-Komponente umfasst, wobei die erste Polymer-Komponente bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymer-Komponente schmilzt, und außerdem die Bikom ponentenfasern integral vermischt und gleichmäßig dispergiert sind mit den Zellstofffasern und die erste Polymer-Komponente an viele der Zellstofffasern und Bikomponentenfasern gebunden ist; wobei die Angabe in Gew.-% auf das Gesamtgewicht von (a) und (b) bezogen ist und außerdem der Airlaid-Verbundwerkstoff eine Drapiersteifheit von mindestens etwa 5 cm, ein Absorptionsvermögen von mindestens etwa 12 g/g und eine Trockenzugfestigkeit von mindestens etwa 1300 g aufweist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 7, wobei der Verbundwerkstoff sich beim Kontakt mit polaren Flüssigkeiten ausdehnt.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 8, wobei die polare Flüssigkeit Wasser oder Lösungen auf Wasserbasis darstellt.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 9, worin die Expansion diejenige der komprimierten Dicke des Verbundwerkstoffes ist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 7, worin die Bikomponentenfaser eine Hüllen/Kern-Bikomponentenfaser ist, in der die Hülle die erste Polymer-Komponente und der Kern die zweite Polymer-Komponente der Bikomponentenfaser darstellen.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 11, der außerdem eine Dichte von mindestens etwa 0,5 g/cm³ aufweist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 12, der außerdem ein Reprise-Absorptionsvermögen von mindestens etwa 70% aufweist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 13, der außerdem mindestens etwa 2 bis 10 Gew.-% der Bikomponentenfaser umfasst.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 14, in dem die Bikomponentenfaser eine thermoplastische Faser ist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 15, in dem die thermoplastische Bikomponentenfaser außerdem eine Polyethylen-Hülle und einen Polyester-Kern umfasst.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 16, in dem die Bikomponentenfaser eine Faser von Stapellänge (Stapelfaser) ist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 17, in dem die Bikomponentenfaser eine Stapelfaser mit einer Länge von nicht mehr als etwa 3,81 cm (1,5 inches) ist.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 18, in dem die Zellstofffasern mindestens einen Vertreter aus der Gruppe thermomechanische Zellstofffaser, chemo-thermomechanische Zellstofffaser oder chemomechanische Zellstofffaser darstellen.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 19, in dem die Zellstofffasern chemo-thermomechanische Zellstofffasern sind.
Dünner kalandrierter Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 20, der außerdem mindestens einen Vertreter aus der Gruppe antimikrobielles Agens, superabsorptionsfähiges Agens, Flüssigkeitseindickungsmittel, Aktivkohlekörnchen oder Aktivkohlefaser, Parfüm, optischer Aufheller, Lichtstabilisierungspromotor, Salz oder Tensid umfasst.
Dünne kalandrierte absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur, die umfasst: a) einen dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff, der nach dem Verfahren nach Anspruch 1 erhältlich ist, der umfasst: i) Zellstofffasern; und ii) mindestens etwa 2 Gew.-% einer Bikomponentenfaser, die eine erste Polymer-Komponente und eine zweite Polymer-Komponente aufweist, wobei die erste Polymer-Komponente bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der zweiten Polymer-Komponente schmilzt, und wobei außerdem die Bikomponentenfasern integral vermischt und gleichmäßig dispergiert sind mit den Zellstofffasern und die erste Polymer-Komponente an viele der Zellstofffasern und Bikomponentenfasern gebunden ist; wobei die Angabe in Gew.-% auf das Gesamtgewicht von (i) und (ii) bezogen ist; und b) mindestens eine Deckschicht; wobei die absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur eine Drapier-Steifheit von mindestens etwa 5 cm, ein Absorptionsvermögen von mindestens etwa 12 g/g und eine Trockenzugfestigkeit von mindestens etwa 1300 g aufweist.
Dünne kalandrierte absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 22, in der die Deckschicht eine Filmschicht, eine Gewebeschicht, eine Schmelzsprühschicht oder eine Vliesstoffschicht ist.
Dünne kalandrierte absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 23, in der die Deckschicht eine für Flüssigkeit undurchlässige Filmschicht ist.
Dünne kalandrierte absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 22, in der die Deckschicht eine für Flüssigkeit durchlässige Filmschicht ist.
Dünne kalandrierte absorptionsfähige Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 24, in der die für Flüssigkeit undurchlässige Filmschicht auf einer Seite der dünnen, kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur angeordnet ist, und die außerdem eine für Flüssigkeit durchlässige Filmschicht auf der gegenüberliegenden Seite der dünnen, kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur aufweist.
Absorptionsfähiger Gegenstand bzw. Artikel, der aus dem dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 7 hergestellt ist.
Absorptionsfähiger Gegenstand bzw. Artikel, der aus der dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 22 hergestellt ist.
Absorptionsfähiges Pad für die Verwendung in Versandhüllen oder Verpackungen für die Handhabung von Flüssigkeiten, wobei das absorptionsfähige Pad aus der dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 22 hergestellt ist.
Absorptionsfähiges Pad für die Verwendung zur Verpackung von Lebensmitteln, das aus der dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 22 hergestellt ist.
Körperpflegeprodukt, hergestellt aus dem dünnen kalandrierten Airlaid-Verbundwerkstoff nach Anspruch 7.
Körperpflegeprodukt, hergestellt aus der dünnen kalandrierten absorptionsfähigen Mehrschichten-Struktur nach Anspruch 22.