EP0814190A2 - Multilayer liquid-tight nonwoven material and process of making the nonwoven material - Google Patents

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EP0814190A2
EP0814190A2 EP97110003A EP97110003A EP0814190A2 EP 0814190 A2 EP0814190 A2 EP 0814190A2 EP 97110003 A EP97110003 A EP 97110003A EP 97110003 A EP97110003 A EP 97110003A EP 0814190 A2 EP0814190 A2 EP 0814190A2
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EP
European Patent Office
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nonwoven material
additive
granules
layers
melt
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Withdrawn
Application number
EP97110003A
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EP0814190A3 (en
Inventor
Heinz-Horst Boich
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Corovin GmbH
Original Assignee
Corovin GmbH
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Publication date
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Publication of EP0814190A3 publication Critical patent/EP0814190A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/02—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H13/00—Other non-woven fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion

Definitions

  • the invention relates to a multilayer liquid-tight nonwoven material according to the preamble of claim 1.
  • This is a composite nonwoven which is impermeable to water, solvents, wetting agents, oil and other liquids.
  • Such a nonwoven material is used in many applications to retain liquids because the nonwoven material, because of its hydrophobicity, prevents it from being penetrated by liquids.
  • This disadvantage is e.g. B. can be observed in a roofing membrane made of non-woven material, which is used in the construction of houses for the roofs.
  • the nonwoven material can come into contact with liquids and solvents with which the wood used for the roof is treated, and then the described disadvantage arises that the nonwoven material loses the water resistance at the points where the nonwoven material with the liquid low surface tension is wetted.
  • the covering materials are equipped with such hydrophilizing materials that detach from the fiber composites when body secretions (eg urine) penetrate.
  • body secretions eg urine
  • textile barrier systems e.g. laundry protection of a sanitary napkin, textile diaper outer skin, leakage barriers and other barriers
  • the invention provides in a novel manner that the additives are already contained in the granulate from which the relevant nonwoven layer is produced in a manner known per se. This ensures that the additives are distributed in the fiber cross-section and form a sufficient depot to diffuse to the surface.
  • the nonwoven material according to the invention can therefore also maintain its tightness when it comes into contact with liquids which have a very low surface tension.
  • the additives namely prevent the nonwoven material from being wetted with such liquids.
  • At least one of the layers is designed to be antistatic, so that the multilayer nonwoven material is antistatic overall. If the nonwoven material according to the invention is used for the production of clothing, the comfort when wearing the clothing is increased because static charges of the nonwoven material are prevented.
  • the antistatic design of the new nonwoven material is of particular importance in the invention, because it was previously not known to make a nonwoven material liquid-tight on the one hand and also antistatic on the other hand.
  • the nonwoven material according to the invention is generally repellent and impervious to water, alcohol, wetting agents, solvents, oil and other liquids.
  • the nonwoven material is permeable to air and also permeable to water vapor and antistatic.
  • the nonwoven material consists of a layer made of a melt-blown nonwoven and a carrier layer made of a spunbonded fabric connected to it.
  • the layer of spunbonded fabric is suitable for absorbing compressive deformation forces.
  • the fibers of both layers contain the additives, which reduce the wettability of the fiber surfaces for liquids.
  • the layer of melt-blown nonwoven defines a defined one Capillary structure
  • the spunbonded backing layer which absorbs compressive deformation forces, a change in the capillary structure and the capillary system in the event of compressive deformations, such as can occur when using the nonwoven material, is prevented or that the enlargement of individual pores is prevented is, so that there is an increase in tightness under pressure.
  • the invention also relates to a process for the production of layers formed by spunbonded or melt-blown for a multilayer liquid-impermeable nonwoven material according to the preamble of patent claim 10.
  • the object of the invention is to provide a simple and inexpensive method by means of which multilayer liquid-tight Allow nonwoven materials to be produced in which the fibers or filaments of a layer contain additives which are essentially distributed over the fiber cross section.
  • an additive granulate is first produced which contains the additive known under the trade name "FX 1801", which is available in powder form as fluorocarbon. These additive granules are then mixed with the customary and known pure polymer granules. A melt liquid is then obtained in a known manner from the mixture of the two granules thus obtained, from which the fibers / filaments can be produced in a known manner to form the layers of the nonwoven material.
  • FX 1801 which is available in powder form as fluorocarbon.
  • a powder is first produced from the customary polymer granules, and the polymer, which is then in powder form, is mixed uniformly with the additive, which is likewise in powder form.
  • the same polymer is therefore used for the production of the additive granulate as for the pure polymer granulate.
  • the proportion of the additive in the mixture is advantageously less than 50%.
  • the powder mixture (“batch concentrate") from the additive and the polymer is then melted and extruded and then granulated so that a granulate is then available which is the additive granulate.
  • an additive granulate is first produced in an upstream step, which is then brought together with the usual polymer granulate to generate a melt liquid from the two granules to form the layers of the nonwoven material.
  • the nonwoven material 10 is a composite material, the three layers 12-16 being connected to one another in a manner known per se by thermal bonding at discrete locations.
  • the fibers contain at least one of the layers 12-14, an additive 20 distributed over the fiber cross-section, and the reference number 22 indicates that the additive is also arranged to a small extent on the surface of the fiber 18 due to diffusion .
  • an additive for example, a fluorochemical belonging to the group of oxazolidones or the additive known under the trade name FX 1801 in powder form can be used, by means of which the oligophobia (impermeability to solvents) is achieved.
  • the fiber 18 is preferably formed by polypropylene, to which the additive 20, 22 is added.
  • the additive 20, 22 present in powder form is first mixed uniformly with the polypropylene intended for this purpose, also in powder form - and not as granules - for the production of a spunbonded fabric or melt-blown. A uniform powdery mixture of the additive with polypropylene is thus obtained.
  • This mixture which is in powder form, is then melted, extruded and granulated, so that granules (additive granules) are then available.
  • This additive granulate with the additive 20, 22 is then mixed with a pure and known polypropylene granulate, the proportion of the granulate provided with the additive preferably being about 2%. From this mixed granulate - polypropylene granulate with additive and polypropylene granulate without additive - the layer in question (from spunbonded fabric or melt-blown) is produced in a production process known per se.
  • the multi-layer nonwoven material 10 is made antistatic in order to avoid electrostatic charges.
  • the nonwoven material 10 according to the invention is distinguished by excellent water, solvent, wetting agent and oil-repellent behavior.
  • the use of the additive 20, 22 or the arrangement in the cross section of the fibers 18 leads to a further advantage of the invention.
  • the multi-layer nonwoven material 10 namely has a significantly increased separation resistance, that is to say a reduced delamination behavior compared to multi-layer nonwoven materials not provided with additives in the sense of the invention.
  • the individual layers of fleece are therefore very difficult to separate from one another at their interfaces.
  • the fibers of all three layers 12, 14, 16 have an additive according to the invention.
  • the fibers of the upper spunbond layer 12 are antistatically treated.
  • the entire nonwoven material 10 is therefore not only oligophobic, but also also antistatic.
  • the nonwoven material 10 according to FIG. 3 is formed in two layers and consists of a layer 24 made of melt-blown nonwoven and an associated carrier layer 26 made of a spunbonded nonwoven.
  • the fibers of both layers 24, 26 contain additives that reduce the wettability of the fiber surfaces for liquids.
  • the carrier layer 26 is designed such that it can absorb compressive deformation forces.
  • the layer 24 made of a melt-blown fleece has a defined capillary structure. If 10 forces occur due to the effects of pressure when using the nonwoven material, these pressure-forming forces are absorbed and absorbed by the carrier layer 26, so that a change in the capillary system of the layer 24 made of melt-blown nonwoven or an enlargement of individual pores can be prevented.

Abstract

A multilayer, liquid-tight nonwoven fabric (10) in the form of a composite material with at least two layers comprises spun-bonded fabric (12, 16) and melt-blown fabric (14), bonded/welded together by thermobonding at discrete points. The starting material for both components consists of polymer granules which are processed to give a liquid melt from which the fibres/filaments for the layers are made. The fibres (18) contain layer(s) of additives (20, 22) which reduce the wettability of the fibre surface by liquids with a surface tension so low that their contact angle without the additives would be from above 0 to below 90 degrees , thus preventing penetration of fabric (10) by liquid. Additives (20, 22) are distributed throughout the fibre cross-section, and also on the fibre surface (18) as a result of diffusion. Also claimed is a process for the production of spun-bonded or melt-blown layers for this fabric, comprising (a) production of additive granules containing "FX 18 01" (RTM: fluorocarbon compound), (b) mixing these with pure polymer granules and (c) processing the mixture to obtain the required melt liquids.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges flüssigkeitsdichtes Vliesmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Hierbei handelt es sich um ein Verbundvlies, welches für Wasser, Lösungsmittel, Netzmittel, Öl und andere Flüssigkeiten undurchlässig ist.The invention relates to a multilayer liquid-tight nonwoven material according to the preamble of claim 1. This is a composite nonwoven which is impermeable to water, solvents, wetting agents, oil and other liquids.

Ein solches Vliesmaterial wird in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt, um Flüssigkeiten zurückzuhalten, weil das Vliesmaterial wegen seiner Hydrophobie verhindert, daß es von Flüssigkeiten durchdrungen wird.Such a nonwoven material is used in many applications to retain liquids because the nonwoven material, because of its hydrophobicity, prevents it from being penetrated by liquids.

In der Praxis können allerdings Probleme auftreten, wenn das Vliesmaterial mit solchen Flüssigkeiten in Berührung kommt, deren Oberflächenspannung sehr gering ist bzw. deren Benetzungs-Kontaktwinkel größer Null bis kleiner 90° sind. Durch solche Flüssigkeiten können die Fasern des Vliesmaterials nämlich benetzt werden. Die Fasern bzw. das Vliesmaterial werden dadurch hydrophiliert, und dies hat zur Folge, daß das Vliesmaterial an den entsprechenden Stellen nicht mehr flüssigkeitsdicht ist, sondern für Flüssigkeiten durchlässig wird.In practice, however, problems can arise when the nonwoven material comes into contact with such liquids comes, whose surface tension is very low or whose wetting contact angle is greater than zero to less than 90 °. The fibers of the nonwoven material can be wetted by such liquids. The fibers or the nonwoven material are thereby hydrophilized, and this has the consequence that the nonwoven material is no longer liquid-tight at the corresponding points, but becomes permeable to liquids.

Dieser Nachteil ist z. B. bei einer Dachunterspannbahn aus Vliesmaterial zu beobachten, die beim Bau von Häusern für die Dächer verwendet wird. Das Vliesmaterial kann hier mit Flüssigkeiten und Lösungsmitteln in Kontakt kommen, mit denen das beim Dach verwendete Holz behandelt wird, und es stellt sich dann der beschriebene Nachteil ein, daß das Vliesmaterial die Wasserdichtheit an den Stellen verliert, an denen das Vliesmaterial mit der Flüssigkeit mit geringer Oberflächenspannung benetzt ist.This disadvantage is e.g. B. can be observed in a roofing membrane made of non-woven material, which is used in the construction of houses for the roofs. The nonwoven material can come into contact with liquids and solvents with which the wood used for the roof is treated, and then the described disadvantage arises that the nonwoven material loses the water resistance at the points where the nonwoven material with the liquid low surface tension is wetted.

Auch bei Windeln, bei denen das flüssigkeitsdichte Vliesmaterial eingesetzt wird, kann sich dieser nachteilige Effekt einstellen. Der menschliche Körper kann nämlich Flüssigkeiten mit relativ geringen Oberflächenspannungen produzieren, durch die das Vliesmaterial an den entsprechenden Stellen mit der Zeit benetzbar wird und seine Dichtheit verliert. Dies geschieht auch, wenn die Poren des Vliesmaterials, was eigentlich von Vorteil ist, möglichst klein gewählt werden.This disadvantageous effect can also occur in diapers in which the liquid-tight nonwoven material is used. This is because the human body can produce liquids with relatively low surface tensions, by means of which the nonwoven material becomes wettable at the appropriate points and its Tightness loses. This also happens if the pores of the nonwoven material, which is actually advantageous, are chosen to be as small as possible.

Zugleich wurde überraschenderweise festgestellt, daß bei Windeln oder ähnlichen Körperhygiene-Produkten die Abdeckmaterialien mit solchen hydrophilierenden Materialien ausgerüstet sind, die sich bei der Penetration von Körpersekreten (z. B. Urin) aus den Faserverbunden herauslösen. Dadurch entsteht eine quasi netzmittelhaltige Flüssigkeit, die besonders bei Druckbelastung während des Gebrauchs durch textile Barriere-Systeme (z. B. Wäscheschutz einer Damenbinde, textile Windelaußenhaut, Auslaufsperren und sonstige Barrieren) gedrückt werden können, weil die in der resultierenden Lösung enthaltenen Netzmittel ihrerseits die Oberflächenspannung der Flüssigkeit reduzieren und damit die Barriere-Systeme für diese Flüssigkeiten durchgängig machen. Porengrößen des textilen Materials von nur 10 um sind unter diesen Bedingungen immer noch nicht klein genug, um einen sicheren Auslaufschutz zu bilden.At the same time, it was surprisingly found that, in the case of diapers or similar personal hygiene products, the covering materials are equipped with such hydrophilizing materials that detach from the fiber composites when body secretions (eg urine) penetrate. This creates a quasi-wetting agent-containing liquid, which can be pressed through textile barrier systems (e.g. laundry protection of a sanitary napkin, textile diaper outer skin, leakage barriers and other barriers), especially when pressure is applied during use, because the wetting agents contained in the resulting solution in turn cause the Reduce the surface tension of the liquid and thus make the barrier systems for these liquids universal. Under these conditions, pore sizes of the textile material of only 10 μm are still not small enough to provide reliable leak protection.

Zur Beseitigung der beschriebenen Nachteile sieht die Erfindung die Verwendung von Additiven vor, welche die Benetzungsfähigkeit der Faseroberflächen für Flüssigkeiten herabsetzt, deren Benetzungs-Kontaktwinkel dadurch auf nahezu oder größer 90° angehoben wird. Dabei genügt es, wenn die Fasern mindestens einer Schicht diese Additive enthalten. Die Additive sind im wesentlichen über den Faserquerschnitt der Faser verteilt und in gewissem Maße infolge von Diffusion auch auf (oder in) der Oberfläche der Fasern angeordnet. Die Additive sind dem Ausgangsmaterial für die Herstellung des Vliesmaterials bzw. der Fasern bereits vor der Vliesbildung zugegeben.To eliminate the disadvantages described, the invention provides for the use of additives which improve the wettability of the fiber surfaces for liquids reduced, the wetting contact angle thereby raised to almost or greater than 90 °. It is sufficient if the fibers contain at least one layer of these additives. The additives are distributed essentially over the fiber cross-section of the fiber and, to a certain extent due to diffusion, are also arranged on (or in) the surface of the fibers. The additives are added to the starting material for the production of the nonwoven material or the fibers before the nonwoven is formed.

An sich sind solche Oberflächenausrüstungen bzw. Additive, welche die Benetzungsfähigkeit der Faseroberfläche für Flüssigkeiten mit Benetzungs-Kontaktwinkel kleiner 90° herabsetzten, zwar bekannt, jedoch wurden die Additive nicht über den Faserquerschnitt verteilt vorgesehen. Die Additive wurden vielmehr in einem der Faserherstellung nachgeschalteten Verfahren mit einer wässrigen Dispersion oberflächlich auf die Fasern appliziert.Such surface finishes or additives which reduce the wettability of the fiber surface for liquids with a wetting contact angle of less than 90 ° are known per se, but the additives were not provided distributed over the fiber cross section. Rather, the additives were applied to the fibers superficially in a process downstream of the fiber production with an aqueous dispersion.

Bei der Erfindung ist demgegenüber in neuartiger Weise vorgesehen, daß die Additive bereits in dem Granulat enthalten sind, aus welchem die betreffende Vliesschicht in an sich bekannter Weise hergestellt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Additive im Faserquerschnitt verteilt vorhanden sind und ein genügendes Depot bilden, um auch an die Oberfläche zu diffundieren. Das erfindungsgemäße Vliesmaterial kann deshalb auch dann seine Dichtheit erhalten, wenn es mit Flüssigkeiten in Berührung kommt, die eine sehr geringe Oberflächenspannung besitzen. Die Additive verhindern nämlich, daß das Vliesmaterial mit solchen Flüssigkeiten benetzt wird.In contrast, the invention provides in a novel manner that the additives are already contained in the granulate from which the relevant nonwoven layer is produced in a manner known per se. This ensures that the additives are distributed in the fiber cross-section and form a sufficient depot to diffuse to the surface. The nonwoven material according to the invention can therefore also maintain its tightness when it comes into contact with liquids which have a very low surface tension. The additives namely prevent the nonwoven material from being wetted with such liquids.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine der Schichten antistatisch ausgebildet, so daß das mehrschichtige Vliesmaterial insgesamt antistatisch ist. Wenn das erfindungsgemäße Vliesmaterial für die Herstellung von Bekleidung dient, wird dadurch der Komfort beim Tragen der Kleidung erhöht, weil statische Aufladungen des Vliesmaterials verhindert werden. Die antistatische Ausgestaltung des neuen Vliesmaterials ist von besonderer Bedeutung bei der Erfindung, denn bisher war es nicht bekannt, ein Vliesmaterial zum einen flüssigkeitsdicht und zum anderen auch noch antistatisch auszubilden.In an advantageous development of the invention, at least one of the layers is designed to be antistatic, so that the multilayer nonwoven material is antistatic overall. If the nonwoven material according to the invention is used for the production of clothing, the comfort when wearing the clothing is increased because static charges of the nonwoven material are prevented. The antistatic design of the new nonwoven material is of particular importance in the invention, because it was previously not known to make a nonwoven material liquid-tight on the one hand and also antistatic on the other hand.

Die Dichtheit gegen Flüssigkeiten einerseits sowie eine gleichzeitige antistatische Ausbildung eines Vliesmaterials andererseits schließen sich nämlich an sich grundsätzlich aus. Wenn jedoch gemäß der Erfindung die Additive im Fasermaterial selbst vorhanden sind und über den Faserquerschnitt verteilt sind, ist es möglich, die Fasern in einem weiteren Schritt in an sich bekannter Weise mit einem Antistatikum zu behandeln, also antistatisch auszurüsten und auszubilden, so daß das Vliesmaterial als ganzes nicht nur flüssigkeitsdicht, sondern zugleich auch antistatisch ist. Die Kombination der Additive mit einem Antistatikum führt zu diesem überraschenden Ergebnis.The tightness against liquids on the one hand and a simultaneous antistatic formation of a nonwoven material on the other hand are basically mutually exclusive. However, according to the invention, if the additives are present in the fiber material itself and via the Fiber cross-section are distributed, it is possible to treat the fibers in a further step in a manner known per se with an antistatic agent, that is to say to equip and train them antistatically, so that the nonwoven material as a whole is not only liquid-tight but also antistatic. The combination of the additives with an antistatic leads to this surprising result.

Das erfindungsgemäße Vliesmaterial ist insgesamt abweisend und dicht für Wasser, Alkohol, Netzmittel, Lösungsmittel, Öl und andere Flüssigkeiten. Daneben ist das Vliesmaterial luftdurchlässig und auch wasserdampfdurchlässig sowie antistatisch.The nonwoven material according to the invention is generally repellent and impervious to water, alcohol, wetting agents, solvents, oil and other liquids. In addition, the nonwoven material is permeable to air and also permeable to water vapor and antistatic.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Vliesmaterial aus einer Schicht aus einem Melt-Blown-Vlies und aus einer damit verbundenen Trägerschicht aus einem Spinnvlies. Die Schicht aus Spinnvlies ist geeignet, Druckverformungskräfte aufzunehmen. Die Fasern beider Schichten enthalten die Additive, welche die Benetzungsfähigkeit der Faseroberflächen für Flüssigkeiten herabsetzen.According to an advantageous embodiment of the invention, the nonwoven material consists of a layer made of a melt-blown nonwoven and a carrier layer made of a spunbonded fabric connected to it. The layer of spunbonded fabric is suitable for absorbing compressive deformation forces. The fibers of both layers contain the additives, which reduce the wettability of the fiber surfaces for liquids.

Wenn bei diesem zweischichtigen Aufbau des Vliesmaterials die Schicht aus Melt-Blown-Vlies eine definierte Kapillarstruktur besitzt, besteht der Vorteil, daß wegen der Trägerschicht aus dem Spinnvlies, welche Druckverformungskräfte aufnimmt, eine Veränderung der Kapillarstruktur und des Kapillarsystems bei Druckverformungen, wie sie beim Gebrauch des Vliesmaterials auftreten können, verhindert wird, bzw., daß die Vergrößerung einzelner Poren verhindert wird, so daß es zu einer Erhöhung der Dichtigkeiten unter Druck kommt.If, in this two-layer structure of the nonwoven material, the layer of melt-blown nonwoven defines a defined one Capillary structure, there is the advantage that because of the spunbonded backing layer, which absorbs compressive deformation forces, a change in the capillary structure and the capillary system in the event of compressive deformations, such as can occur when using the nonwoven material, is prevented or that the enlargement of individual pores is prevented is, so that there is an increase in tightness under pressure.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung von durch Spinnvliesen oder Melt-Blown gebildeten Schichten für ein mehrschichtiges flüssigkeitsundurchlässiges Vliesmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10. Diesbezüglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zu schaffen, mit welchem sich mehrschichtige flüssigkeitsdichte Vliesmaterialien herstellen lassen, bei denen die Fasern bzw. Filamente einer Schicht Additive enthalten, die im wesentlichen über den Faserquerschnitt verteilt sind.The invention also relates to a process for the production of layers formed by spunbonded or melt-blown for a multilayer liquid-impermeable nonwoven material according to the preamble of patent claim 10. In this regard, the object of the invention is to provide a simple and inexpensive method by means of which multilayer liquid-tight Allow nonwoven materials to be produced in which the fibers or filaments of a layer contain additives which are essentially distributed over the fiber cross section.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 10.This object is achieved by the features of patent claim 10.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Additiv-Granulat hergestellt, welches das unter dem Handelsnamen "FX 1801" bekannte Additiv enthält, welches in Pulverform als Fluorcarbon zur Verfügung steht. Dieses Additiv-Granulat wird anschließend mit dem üblichen und bekannten reinem Polymer-Granulat vermischt. Aus der so erhaltenen Mischung der beiden Granulate wird dann in bekannter Weise eine Schmelzflüssigkeit gewonnen, aus welcher die Fasern/Filamente in bekannter Weise zur Bildung der Schichten des Vliesmaterials erzeugt werden können.In the process according to the invention, an additive granulate is first produced which contains the additive known under the trade name "FX 1801", which is available in powder form as fluorocarbon. These additive granules are then mixed with the customary and known pure polymer granules. A melt liquid is then obtained in a known manner from the mixture of the two granules thus obtained, from which the fibers / filaments can be produced in a known manner to form the layers of the nonwoven material.

Um das Additiv-Granulat zu erhalten, wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wie folgt vorgegangen. Aus dem üblichen Polymer-Granulat wird zunächst ein Pulver hergestellt, und das dann in Pulverform vorliegende Polymer wird mit dem ebenfalls in Pulverform vorhandenen Additiv gleichmäßig vermischt. Es wird somit für die Herstellung des Additiv-Granulats das gleiche Polymer wie für das reine Polymer-Granulat verwendet. Der Anteil des Additivs an der Mischung liegt zweckmäßigerweise unter 50%. Das Pulvergemisch ("Batch-Konzentrat") aus dem Additiv und dem Polymer wird anschließend geschmolzen und extrudiert und danach granuliert, so daß dann ein Granulat zur Verfügung steht, welches das Additiv-Granulat ist.In order to obtain the additive granulate, the following is carried out in an expedient embodiment of the invention. A powder is first produced from the customary polymer granules, and the polymer, which is then in powder form, is mixed uniformly with the additive, which is likewise in powder form. The same polymer is therefore used for the production of the additive granulate as for the pure polymer granulate. The proportion of the additive in the mixture is advantageously less than 50%. The powder mixture ("batch concentrate") from the additive and the polymer is then melted and extruded and then granulated so that a granulate is then available which is the additive granulate.

Während also bei den bisher bekannten Verfahren zu Herstellung von Schichten eines Vliesmaterials direkt auf bekannte Polymer-Granulate zurückgegriffen wurde, wird bei der Erfindung zunächst in einem vorgeschalteten Schritt ein Aditiv-Granulat erzeugt, welches dann anschließend mit dem üblichen Polymer-Granulat zusammengebracht wird, um aus den beiden Granulaten eine Schmelzflüssigkeit zur Bildung der Schichten des Vliesmaterials zu erzeugen.So while in the previously known methods for producing layers of a nonwoven material, known polymer granules were used directly, in the invention, an additive granulate is first produced in an upstream step, which is then brought together with the usual polymer granulate to generate a melt liquid from the two granules to form the layers of the nonwoven material.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Querschnittsansicht eines aus drei Schichten bestehenden Vliesmaterials,
Fig. 2
einen Querschnitt einer mit einem Additiv versehenen Faser einer Vliesschicht, und
Fig. 3
eine schematische Querschnittsansicht eines aus zwei Schichten bestehenden Vliesmaterials.
Based on the embodiment shown in the drawing, the invention is described in more detail below. Show it:
Fig. 1
2 shows a schematic cross-sectional view of a non-woven material consisting of three layers,
Fig. 2
a cross section of an additive provided fiber of a nonwoven layer, and
Fig. 3
a schematic cross-sectional view a non-woven material consisting of two layers.

Das in Fig. 1 dargestellte Vilesmaterial 10 besteht aus einer oberen Schicht 12 aus einem Spinnvlies, einer mittleren Schicht 14 aus Melt-Blown und einer unteren Schicht 16, die wieder durch ein Spinnvlies gebildet ist. Das Vliesmaterial 10 ist ein Verbundmaterial, wobei die drei Schichten 12 - 16 in an sich bekannter Weise durch Thermobonding miteinander an diskreten Stellen verbunden sind.1 consists of an upper layer 12 made of a spunbonded fabric, a middle layer 14 made of melt-blown and a lower layer 16, which is again formed by a spunbonded fabric. The nonwoven material 10 is a composite material, the three layers 12-16 being connected to one another in a manner known per se by thermal bonding at discrete locations.

Wie Fig. 2 verdeutlicht, enthalten die Fasern mindestens einer der Schichten 12 - 14 über den Faserquerschnitt verteilt ein Additiv 20, und durch die Bezugsziffer 22 ist angedeutet, daß das Additiv infolge von Diffusion in geringem Maße auch auf der Oberfläche der Faser 18 angeordnet ist. Als Additiv kann beispielsweise ein in die Gruppe der Oxazolidone gehörende Fluor Chemical bzw. das unter dem Handelsnamen FX 1801 bekannte Additiv in Pulverform verwendet werden, durch welches die Oligophobie (Lösungsmittelundurchlässigkeit) erreicht wird.As illustrated in FIG. 2, the fibers contain at least one of the layers 12-14, an additive 20 distributed over the fiber cross-section, and the reference number 22 indicates that the additive is also arranged to a small extent on the surface of the fiber 18 due to diffusion . As an additive, for example, a fluorochemical belonging to the group of oxazolidones or the additive known under the trade name FX 1801 in powder form can be used, by means of which the oligophobia (impermeability to solvents) is achieved.

Die Faser 18 wird vorzugsweise durch Polypropylen gebildet, welchem das Additiv 20, 22 beigegeben ist. Zu diesem Zweck wird das in Pulverform vorhandene Additiv 20, 22 zunächst mit dem für diesen Zweck ebenfalls in Pulverform - und nicht als Granulat - vorgesehenen Polypropylen für die Herstellung eines Spinnvlieses oder Melt-Blown gleichmäßig vermischt. Man erhält somit eine gleichmäßige pulvrige Mischung aus dem Additiv mit Polypropylen.The fiber 18 is preferably formed by polypropylene, to which the additive 20, 22 is added. To this For this purpose, the additive 20, 22 present in powder form is first mixed uniformly with the polypropylene intended for this purpose, also in powder form - and not as granules - for the production of a spunbonded fabric or melt-blown. A uniform powdery mixture of the additive with polypropylene is thus obtained.

Dieses in Pulverform vorliegende Gemisch wird anschließend geschmolzen, extrudiert und granuliert, so daß dann ein Granulat (Additiv-Granulat) zur Verfügung steht.This mixture, which is in powder form, is then melted, extruded and granulated, so that granules (additive granules) are then available.

Dieses mit dem Additiv 20, 22 behaftete Additiv-Granulat wird anschließend mit einem reinen und bekannten Polypropylen-Granulat vermischt, wobei der Anteil des mit dem Additiv versehenen Granulats vorzugsweise etwa 2 % beträgt. Aus diesem Misch-Granulat - Polypropylen-Granulat mit Additiv und Polypropylen-Granulat ohne Additiv - wird in einem an sich bekannten Herstellungsverfahren die betreffende Schicht (aus Spinnvlies oder Melt-Blown) hergestellt.This additive granulate with the additive 20, 22 is then mixed with a pure and known polypropylene granulate, the proportion of the granulate provided with the additive preferably being about 2%. From this mixed granulate - polypropylene granulate with additive and polypropylene granulate without additive - the layer in question (from spunbonded fabric or melt-blown) is produced in a production process known per se.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird das mehrlagige Vliesmaterial 10 antistatisch ausgebildet, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden.In an expedient embodiment of the invention, the multi-layer nonwoven material 10 is made antistatic in order to avoid electrostatic charges.

Das erfindungsgemäße Vliesmaterial 10 zeichnet sich durch ein hervorragendes wasser-, lösungsmittel-, netzmittel- und ölabweisendes Verhalten aus. Die Verwendung des Additivs 20, 22 bzw. die Anordnung im Querschnitt der Fasern 18 führt aber noch zu einem weiteren Vorteil der Erfindung. Das mehrlagige Vliesmaterial 10 besitzt nämlich eine wesentlich erhöhte Trennfestigkeit, also ein reduziertes Delaminationsverhalten gegenüber mehrlagigen, nicht mit Additiven im Sinne der Erfindung versehenen Vliesmaterialien. Die einzelnen Vliesschichten lassen sich also an ihren Grenzflächen nur sehr schwer voneinander trennen.The nonwoven material 10 according to the invention is distinguished by excellent water, solvent, wetting agent and oil-repellent behavior. However, the use of the additive 20, 22 or the arrangement in the cross section of the fibers 18 leads to a further advantage of the invention. The multi-layer nonwoven material 10 namely has a significantly increased separation resistance, that is to say a reduced delamination behavior compared to multi-layer nonwoven materials not provided with additives in the sense of the invention. The individual layers of fleece are therefore very difficult to separate from one another at their interfaces.

Bei dem Vliesmaterial gemäß Fig. 1 sind die Fasern aller drei Schichten 12, 14, 16 mit einem Additiv gemäß der Erfindung behaftet. Zusätzlich sind die Fasern der oberen Spinnvliesschicht 12 antistatisch ausgerüstet. Das gesamte Vliesmaterial 10 ist deshalb nicht nur oligophob, sondern daneben auch noch antistatisch.In the nonwoven material according to FIG. 1, the fibers of all three layers 12, 14, 16 have an additive according to the invention. In addition, the fibers of the upper spunbond layer 12 are antistatically treated. The entire nonwoven material 10 is therefore not only oligophobic, but also also antistatic.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vliesmaterial 10 gemäß Fig. 3 zweischichtig ausgebildet und besteht aus einer Schicht 24 aus Melt-Blown-Vlies und einer damit verbundenen Trägerschicht 26 aus einem Spinnvlies. Die Fasern beider Schichten 24, 26 enthalten Additive, welche die Benetzungsfähigkeit der Faseroberflächen für Flüssigkeiten herabsetzen.In another preferred embodiment of the invention, the nonwoven material 10 according to FIG. 3 is formed in two layers and consists of a layer 24 made of melt-blown nonwoven and an associated carrier layer 26 made of a spunbonded nonwoven. The fibers of both layers 24, 26 contain additives that reduce the wettability of the fiber surfaces for liquids.

Die Trägerschicht 26 ist so ausgebildet, daß sie Druckverformungskräfte aufnehmen kann. Die Schicht 24 aus einem Melt-Blown-Vlies besitzt eine definierte Kapillarstruktur. Wenn beim Gebrauch des Vliesmaterials 10 Kräfte infolge von Druckeinwirkungen auftreten, werden diese Druckformungskräfte durch die Trägerschicht 26 aufgefangen und aufgenommen, so daß eine Veränderung des Kapillarsystems der Schicht 24 aus Melt-Blown-Vlies bzw. eine Vergrößerung einzelner Poren verhindert werden kann.The carrier layer 26 is designed such that it can absorb compressive deformation forces. The layer 24 made of a melt-blown fleece has a defined capillary structure. If 10 forces occur due to the effects of pressure when using the nonwoven material, these pressure-forming forces are absorbed and absorbed by the carrier layer 26, so that a change in the capillary system of the layer 24 made of melt-blown nonwoven or an enlargement of individual pores can be prevented.

Claims (12)

Mehrschichtiges flüssigkeitsdichtes Vliesmaterial (10),welches als Verbundmaterial aus mindestens zwei Schichten, nämlich einer durch ein Spinnvlies (12,16; 26) gebildeten Schicht und einer durch ein Melt-Blown (14; 24) gebildeten Schicht, besteht, die durch Thermobonding an diskreten Stellen miteinander verbunden/verschweißt sind, wobei das Ausgangsmaterial zur Herstellung des Spinnvlieses und des Melt-Blowns durch Polymere in Form von Granulat gebildet ist, wobei daß Granulat zu einer Schmelzflüssigkeit verarbeitet wird, aus welcher die Fasern/Filamente zur Bildung der einzelnen Schichten erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern (18) mindestens einer Schicht Additive (20,22) enthalten, welche die Benetzungsfähigkeit der Faseroberfläche für Flüssigkeiten herabsetzen, deren Oberflächenspannung so niedrig ist, daß ohne Additiv ihr Benetzungs-Kontaktwinkel größer Null bis kleiner als 90° wäre, so daß durch den Zusatz der Additive eine Durchdringung des Faserverbundes durch eine Flüssigkeit nicht mehr stattfinden kann, und daß die Additive (20, 22) im wesentlichen über den Faserquerschnitt verteilt und infolge von Diffusion in oder auf der Oberfläche der Fasern (18) angeordnet sind.Multilayer liquid-tight nonwoven material (10), which as a composite material consists of at least two layers, namely a layer formed by a spunbonded nonwoven (12, 16; 26) and a layer formed by a melt blown (14; 24), which is made by thermobonding discrete points are connected / welded to one another, the starting material for the production of the spunbonded fabric and the melt blown being formed by polymers in the form of granules, the granules being processed into a melt liquid from which the fibers / filaments are produced to form the individual layers characterized in that the fibers (18) contain at least one layer of additives (20, 22) which reduce the wettability of the fiber surface for liquids, the surface tension of which is so It is low that, without the additive, its wetting contact angle would be greater than zero to less than 90 °, so that the addition of the additives means that the fiber composite can no longer penetrate through a liquid, and that the additives (20, 22) essentially over the fiber cross section is distributed and arranged as a result of diffusion in or on the surface of the fibers (18). Vliesmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Schichten (12,14,16; 24,26) antistatisch ausgebildet ist, so daß das mehrschichtige Vliesmaterial (10) insgesamt antistatisch ist.Nonwoven material according to claim 1, characterized in that at least one of the layers (12, 14, 16; 24, 26) is antistatic, so that the multilayer nonwoven material (10) is antistatic overall. Vliesmaterial nach Anspruch 1 oder 2, , dadurch gekennzeichnet, daß das Vliesmaterial (10) aus den folgenden Schichten besteht: a) eine obere Schicht (12) aus Spinnvlies b) eine mittlere Schicht (14) aus Melt-Blown c) eine untere Schicht (16) aus Spinnvlies. Nonwoven material according to claim 1 or 2, characterized in that the nonwoven material (10) consists of the following layers: a) an upper layer (12) made of spunbond b) a middle layer (14) made of melt blown c) a lower layer (16) made of spunbonded nonwoven. Vliesmaterial nach Anspruch 3, , dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (18) aller Schichten (12,14,16) Additive (20,22) enthalten, und daß die Fasern (18) einer aüßeren Schicht (12) zusätzlich antistatisch ausgerüstet bzw. ausgebildet sind.Nonwoven material according to claim 3, characterized in that the fibers (18) of all layers (12, 14, 16) contain additives (20, 22) and that the fibers (18) are one outer layer (12) are additionally equipped or designed antistatic. Vliesmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vliesmaterial (10) aus einer Schicht (24) aus Melt-Blown-Vlies und einer damit verbundenen Trägerschicht (26) aus einem Spinnvlies besteht, welches geeignet ist, Druckverformungskräfte aufzunehmen, und daß die Fasern (18) beider Schichten (24,26) die Additive (20,22) enthalten.Nonwoven material according to claim 1 or 2, characterized in that the nonwoven material (10) consists of a layer (24) made of melt-blown nonwoven and an associated carrier layer (26) made of a spunbonded web which is suitable for absorbing compressive deformation forces, and in that the fibers (18) of both layers (24, 26) contain the additives (20, 22). Vliesmaterial nach Anspruch 5, , dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (18) mindestens einer Schicht antistatisch ausgerüstet bzw. ausgebildet sind.Nonwoven material according to claim 5, characterized in that the fibers (18) are at least one layer antistatically equipped or formed. Vliesmaterial nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Additiv ein Fluorcarbon verwendet wird, welches unter dem Handelsnamen "FX 1801" als Additiv in Pulverform bekannt ist.Nonwoven material according to one of claims 1-6, characterized in that a fluorocarbon is used as additive, which is known under the trade name "FX 1801" as an additive in powder form. Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Polymer, aus welchem die Fasern/Filamente (18) des Vliesmaterials (10) hergestellt sind, durch Polypropylen gebildet ist.Nonwoven material according to one of the preceding claims 1-7, characterized in that the polymer from which the fibers / filaments (18) of the nonwoven material (10) are made is formed by polypropylene. Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil der Additive an dem Ausgangsmaterial (Granulat) für die Herstellung der betreffenden Vlies- und/oder Melt-Blown-Schichten weniger als 2 % beträgt.Nonwoven material according to one of the preceding claims 1-8, characterized in that the proportion of the additives in the starting material (granulate) for the production of the relevant nonwoven and / or melt-blown layers is less than 2%. Verfahren zur Herstellung von durch Spinnvlies oder Melt-Blown gebildeten Schichten für ein mehrschichtiges flüssigkeitsdichtes Vliesmaterial, wobei als Ausgangsmaterial Polymere in Form von Granulat (Polymer-Granulat) verwendet werden, und wobei das Granulat zu einer Schmelzflüssigkeit verarbeitet wird, aus welcher die Fasern/Filamente zur Bildung der Schichten erzeugt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) es wird ein Additiv-Granulat hergestellt, welches das unter dem Handesnamen "FX 1801" bekannte Additiv enthält, b) das Additiv-Granulat wird mit dem üblichen reinen Polymer-Granulat vermischt, c) die Mischung aus dem Additiv-Granulat und dem Polymer-Granulat wird zu der Schmelzflüssigkeit zur Bildung der Schichten verarbeitet. Process for the production of layers formed by spunbonded or melt-blown for a multilayer, liquid-tight nonwoven material, wherein polymers in the form of granules (polymer granules) are used as the starting material, and the granules are processed into a melt liquid from which the fibers / filaments are made to form the layers, characterized by the following process steps: a) an additive granulate is produced which contains the additive known under the trade name "FX 1801", b) the additive granules are mixed with the usual pure polymer granules, c) the mixture of the additive granules and the polymer granules is processed into the melt liquid to form the layers. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv-Granulat wie folgt hergestellt wird: a) aus dem Polymer-Granulat wird ein Pulver hergestellt, b) das in Pulverform vorliegende Additiv wird mit dem ebenfalls in Pulverform vorliegenden Polymer, vorzugsweise Polypropylen, gleichmäßig vermischt, c) das Pulvergemisch wird geschmolzen und anschließend extrudiert und danach granuliert, wodurch das Additiv-Granulat gebildet wird. A method according to claim 10, characterized in that the additive granules are produced as follows: a) a powder is produced from the polymer granules, b) the additive in powder form is mixed uniformly with the polymer, also in powder form, preferably polypropylene, c) the powder mixture is melted and then extruded and then granulated, whereby the additive granulate is formed. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von dem Additiv-Granulat mit dem Polymer-Granulat in einem Verhältnis von etwa 2% Additiv-Granulat zu 98% Polymer-Granulat erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the mixture of the additive granules with the polymer granules is carried out in a ratio of about 2% additive granules to 98% polymer granules.
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