Vliesmaterial mit elastischen Eigenschaften Non-woven material with elastic properties
Die Erfindung betrifft ein Vliesmaterial mit elastischen Eigenschaften.The invention relates to a nonwoven material with elastic properties.
Aufgrund ihrer vielseitigen Anwendbarkeit und der erreichbaren einzigartigen Produkteigenschaften sind heutzutage Vliesmaterialien in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen weit verbreitet. So finden die Vliesmaterialien Anwendung im Bereich der Hygieneprodukte, der medizinischen Produkte, der Schutzkleidung, der Reinigungstücher, Verpackungsmaterialien, Tiefenfiltern, Automobilausrüststoffen, Baumaterialien und in vielen anderen Bereichen. Die Funktion der Vliesmaterialien bei diesem Einsatz kann wie folgt definiert werden:Because of their versatility and achievable unique product properties, nonwoven materials are widely used in a wide variety of applications. The nonwoven materials are used in the area of hygiene products, medical products, protective clothing, cleaning cloths, packaging materials, depth filters, automotive finishing materials, building materials and in many other areas. The function of the nonwoven materials in this application can be defined as follows:
- Schutz und Barrierefunktion;- protection and barrier function;
- Flüssigkeitstransport und Absorbenseigenschaften;- Liquid transport and absorbent properties;
- Filtration, Separation oder Zurückhalten von Partikeln;- Filtration, separation or retention of particles;
- Verstärkung.- reinforcement.
Einer der Hauptnachteile der Vliesmaterialien nach dem Stand der Technik, beispielsweise von genadelten oder wasserstrahlgenadelten (spunlaced), spunbonded
oder spunmelted Vliesen, ist es, daß diese keine oder nur eine sehr begrenzte E- lastizität und Dehnbarkeit aufweisen. Darüber hinaus besteht das Problem, daß Vliesmaterialien nach dem Stand der Technik, beispielsweise spunmelted- composite-Produkte, bei Materialdehnung ihre Materialeigenschaften, beispielsweise die Flüssigkeitsbarrierenfunktion, verlieren.One of the main disadvantages of the nonwoven materials according to the prior art, for example of needled or water-jet needled (spunlaced), spunbonded or spunmelted nonwovens, it is that these have no or only a very limited elasticity and elasticity. In addition, there is the problem that nonwoven materials according to the prior art, for example spun-melted composite products, lose their material properties, for example the liquid barrier function, when the material expands.
Zunehmende Ansprüche und Bedürfnisse der Verbraucher und daraus abgeleitete Markterfordernisse führen zu neuen Anforderungen an die Vliesmaterialien, wobei es auf folgende Schlüsselparameter ankommt:Increasing demands and needs of consumers and the market requirements derived from them lead to new requirements for nonwoven materials, whereby the following key parameters are important:
- neue, verbraucherorientierte Eigenschaften;- new, consumer-oriented properties;
- höhere Leistungsfähigkeit sowie gesteigerter Komfort bei geringeren Kosten;- higher performance and increased comfort at lower costs;
- Produktflexibilität zur leichteren Anpassung an die sich schnell ändernden Markttrends und Produktgestaltungen;- Product flexibility for easier adaptation to the rapidly changing market trends and product designs;
- konstante Produktqualität;- constant product quality;
- ökonomische Herstellverfahren zur Bereitstellung der Vliesmaterialien.- Economic manufacturing process for the provision of the nonwoven materials.
Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, Vliesmaterialien mit elastischen Eigenschaften zu versehen. Dabei haben sich allerdings nur Lösungen ergeben, die sehr aufwendig und damit teuer waren und die hinsichtlich des Komforts und der Barriereeigenschaften unzureichend waren. Beispielsweise wurde Polyurethanschaum angewandt oder es wurde ein elastisches Filmmaterial mit dem Vliesmaterial kombiniert, wobei dieses Filmmaterial aus Polyurethan bestand. Gemäß einer anderen Lösung wurden spezielle Polystyroicopolymere in der Meltblownschicht eingesetzt. Entsprechende Beispiele ergeben sich aus der US 5,324,580. Die Verwendung derartiger elastischer Filme hat aber wiederum den Nachteil, daß hier nur eine sehr geringe oder gar keine Atmungsaktivität vorhanden ist. Auch die Verwendung von Polyurethanschaum führt dazu, daß das gesamte Material nicht mehr atmungsaktiv ist. Darüber hinaus werden bei diesen bekannten Lösungen die einzelnen Schichten des Mehrschichtmaterials offline kaschiert, was zu hohen Herstellkosten führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vliesmaterial zu schaffen, das einerseits elastische Eigenschaften aufweist und andererseits die üblichen Vorteile von Vliesmaterialien, nämlich die Atmungsaktivität, die Barriereeigenschaft und die Zugfestigkeit beibehält. Unter Barriereeigenschaft ist in diesem Zusammenhang insbesondere die Flüssigkeitsbarriereneigenschaft zu verstehen.Various attempts have been made to provide nonwoven materials with elastic properties. However, only solutions were found which were very complex and therefore expensive and which were inadequate in terms of comfort and barrier properties. For example, polyurethane foam was used or an elastic film material was combined with the nonwoven material, this film material consisting of polyurethane. According to another solution, special polystyrene copolymers were used in the meltblown layer. Corresponding examples result from US 5,324,580. However, the use of such elastic films again has the disadvantage that there is very little or no breathability here. The use of polyurethane foam also means that the entire material is no longer breathable. In addition, the individual layers of the multilayer material are laminated offline in these known solutions, which leads to high production costs. The object of the invention is to provide a nonwoven material which on the one hand has elastic properties and on the other hand retains the usual advantages of nonwoven materials, namely breathability, barrier properties and tensile strength. In this context, barrier property is to be understood in particular as the liquid barrier property.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Vliesmaterial entweder aus einem Mehrschichtkomposit besteht, das mindestens eine Schicht umfaßt, in der Fasern aus einem elastischen Polymer enthalten sind. Zum anderen kann das Vliesmaterial aber auch aus einer homogenen Fasermischung bestehen, in welcher ein Anteil der Fasern aus einem elastischen Polymer besteht.This object is achieved in that the nonwoven material consists either of a multilayer composite which comprises at least one layer in which fibers made of an elastic polymer are contained. On the other hand, the nonwoven material can also consist of a homogeneous fiber mixture in which a portion of the fibers consist of an elastic polymer.
Mit der vorliegenden Lösung können elastische Vliesmaterialien entsprechend den Markttrends zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise können Windeln, Körperpflegeprodukte für Damen, Schutzmatten, Polstermaterialien und andere durch verbesserte Passform unter Beibehaltung der übrigen Eigenschaften geschaffen werden. Dabei kann das Vliesmaterial jeweils auf die individuelle Anwendung hin angepaßt werden, was Dehnbarkeit, funktionale Leistung und Kosten anbelangt.With the present solution, elastic nonwoven materials can be made available in accordance with market trends, for example diapers, personal care products for women, protective mats, cushioning materials and others can be created through improved fit while maintaining the other properties. The fleece material can be adapted to the individual application in terms of elasticity, functional performance and costs.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.Preferred embodiments of the invention result from the subclaims following the main claim.
So können in der mindestens einen elastischen Schicht in einem Mehrschichtkomposit neben den elastischen Fasern Bicomponentfasern und/oder Meltblownfasern enthalten sein. Die übrigen Schichten können Polyolefinspunbondschichten sein, Nadelfilzschichten, Polyolefinmeltblownschichten oder es können Spunbond- schichten sein, die einer Dehnung unterworfen werden, um ihnen ebenfalls gewisse elastische Eigenschaften zu geben. Als elastisches Polymer kann in dieser Ausführungsvariante, wie auch in den übrigen Ausführungsvarianten Polyurethan, ein Po- lystyrolblockcopolymer, Copolymere von Polypropylen und Polyethylen oder elastomeres Polypropylen (beispielsweise entsprechend der US-Patente US 5,594,080 A oder 5,969,070 A) eingesetzt werden. Die elastischen Polymere
können entweder alleine oder gemischt mit anderen Polyolefinen oder Polyestem verwendet werden (in Compounds oder Blends), um die Produktionskosten zu senken bzw. um die Herstellung zu erleichtern.Thus, the at least one elastic layer in a multilayer composite can contain bicomponent fibers and / or meltblown fibers in addition to the elastic fibers. The remaining layers can be polyolefin spunbond layers, needle felt layers, polyolefin meltblown layers or it can be spunbond layers which are subjected to stretching in order to likewise give them certain elastic properties. In this embodiment variant, as in the other embodiment variants, polyurethane, a polystyrene block copolymer, copolymers of polypropylene and polyethylene or elastomeric polypropylene (for example in accordance with US Pat. Nos. 5,594,080 A or 5,969,070 A) can be used as the elastic polymer. The elastic polymers can be used either alone or mixed with other polyolefins or polyesters (in compounds or blends) to reduce production costs or to make production easier.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß neben den elastischen Fasern in der elastischen Vliesschicht Bicomponent-Splitfasern enthalten sind. Diese Bicomponent-Splitfasern können beispielsweise als Stapelfasern oder als kontinuierliche Fasern oder als Kombination von beiden eingesetzt werden. Die einzigartigen Eigenschaften dieser Fasern bestehen darin, daß sie bei mechanischem Nadeln oder beim Wasserstrahlnadeln (spunlacing) aufspleißen und eine Schicht von Mikrofasern bilden, die als Barriereschicht dienen kann oder die dazu führen kann, daß das Vliesmaterial noch weicher wird. Bei dieser Ausführungsvariante werden diese Spiitfasem und/oder Splitspinnfäden mit anderen elastischen Fasern, beispielsweise Stapelfasern oder Spunbondfäden oder Meltblownfasern kombiniert, um ein elastisches Mehrschichtkompositmaterial zu bilden, oder um eine homogenes Material mit einzigartigen funktionalen Eigenschaften zu schaffen. Einer der Vorteile besteht darin, daß diese elastischen Fasern eine höhere Weichheit und eine größere Ähnlichkeit zu Textilien haben, wobei sie gleichzeitig eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweisen und gleichzeitig eine Flüssigkeitsbarrierefunktion oder Feuchtigkeittransportfunktion bereitsstellen. Die Polymere, die in den Bicomponent-Splitfasern verwendet werden, können beispielsweise thermoplastische Polymere, wie Polyolefine, Polyester, Polyamide oder Kombinationen von diesen sein.Another preferred embodiment consists in that bicomponent split fibers are contained in the elastic nonwoven layer in addition to the elastic fibers. These bicomponent split fibers can be used, for example, as staple fibers or as continuous fibers or a combination of both. The unique properties of these fibers are that they split open on mechanical needles or water-jet needling (spunlacing) and form a layer of microfibers that can serve as a barrier layer or that can lead to the nonwoven material becoming even softer. In this embodiment variant, these split fibers and / or split spun threads are combined with other elastic fibers, for example staple fibers or spunbond threads or meltblown fibers, in order to form an elastic multilayer composite material or to create a homogeneous material with unique functional properties. One of the advantages is that these elastic fibers have a higher softness and a greater similarity to textiles, while at the same time they have improved wear resistance and at the same time provide a liquid barrier function or moisture transport function. The polymers used in the bicomponent split fibers can be, for example, thermoplastic polymers such as polyolefins, polyesters, polyamides or combinations of these.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß als elastische Fasern elastische Stapelfasern oder elastische Spun bondfasern bzw. Spunbondfäden zum Einsatz kommen.Another embodiment of the present invention is that elastic staple fibers or elastic spun bond fibers or spun bond threads are used as elastic fibers.
Die elastische Vliesschicht kann eine Flüssigkeitsbarriereschicht sein, wobei hier vorteilhaft einerseits eine Flüssigkeitsbarriereschicht geschaffen wird und andererseits die Atmungsaktivität erhalten bleibt, was beim Einsatz von Polyurethan-
schäumen bzw. von Filmen aus Polyurethan, wie es im Stand der Technik bereits beschrieben wurde, nicht gewährleistet war.The elastic fleece layer can be a liquid barrier layer, a liquid barrier layer advantageously being created here on the one hand and breathability retained on the other hand, which is the case when using polyurethane foaming or of films made of polyurethane, as has already been described in the prior art, was not guaranteed.
Vorzugsweise kann das Fiächengewicht des gesamten Vliesmaterials 7 g/m2 bis 300 g/m2 betragen. Bevorzugt beträgt das Flächengewicht aber 7g/m2 bis 150g/m2.The surface weight of the entire nonwoven material can preferably be 7 g / m 2 to 300 g / m 2 . Preferably, the basis weight is but 7g / m 2 to 150g / m 2.
Soweit es sich um ein Mehrschichtkomposit handelt und eine Flüssigkeitsbarriereschicht vorhanden ist, kann diese vorzugsweise ein Flächengewicht von 1g/m2 bis 100 g/m2 aufweisen, wobei sie aber ganz bevorzugt ein Flächengewicht von 1g/m2 bis 50g/m2 aufweist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind bei einem Mehrschichtaufbau neben mindestens einer Meltblownschicht mit elastischen Fasern Polyolefinspunbondschichten, Nadelfilzschichten und/oder Po- lyolefinmeltblownschichten vorhanden.As far as it is a multilayer composite and a liquid barrier layer is present, these may preferably have a basis weight of 1g / m 2 to 100 g / m 2, said she but most preferably a basis weight of 1g / m 2 to 50g / m 2. In a further advantageous embodiment of the invention, in a multilayer structure, in addition to at least one meltblown layer with elastic fibers, polyolefin spunbond layers, needle felt layers and / or polyolefin meltblown layers are present.
Die Schichten des Mehrschichtaufbaus können durch Verndadeln, Wasserstrahlvernadeln (spunlacing) oder durch Wärmeverbindung (Thermobonding) miteinander verbunden sein.The layers of the multilayer structure can be connected to one another by needling, water jet needling (spunlacing) or by thermal bonding (thermobonding).
Die elastischen Eigenschaften der jeweiligen elastischen Schichten oder des gesamten elastischen Vliesmaterials werden dadurch erreicht, daß mehr als 5 Gew% und vorzugsweise mehr als 10 Gew% elastische Fasern enthalten sein können.The elastic properties of the respective elastic layers or of the entire elastic nonwoven material are achieved in that more than 5% by weight and preferably more than 10% by weight of elastic fibers can be contained.
Besonders vorteilhaft kann eine oder mehr Meltblownschichten zwischen einer oder mehr Spunbondschichten angeordnet sein, so daß sich beispielsweise die Reihenfolge SMS, SM, SMMS, SSMMS, SSMMSS ergibt.One or more meltblown layers can be arranged particularly advantageously between one or more spunbond layers, so that, for example, the sequence SMS, SM, SMMS, SSMMS, SSMMSS results.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Flächengewicht des Mehrschichtaufbaus 7 g/m2 bis 150 g/m2 aufweist, wobei die elastischen Meltblownschichten 15 bis 60 Gew% betragen und wobei die Spunbondschichten 1 bis 100 Gew% elastische Polymere enthalten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von mehreren Ausführungsbeispielen im folgenden beschrieben:A further advantageous embodiment of the invention is that the weight per unit area of the multilayer structure is 7 g / m 2 to 150 g / m 2 , the elastic meltblown layers being 15 to 60% by weight and the spunbond layers containing 1 to 100% by weight of elastic polymers. Further details and advantages of the invention are described below using several exemplary embodiments:
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein elastisches atmungsaktives Vliesmaterial mit einer textilähnlichen Oberfläche und einer Flüssigkeitsbarrierefunktion beschrieben. Das Produktgewicht, die Elastizität, die Zugfestigkeit und die Barrierefunktion kann maßgeschneidert werden, um beispielsweise bei dichtenden Beinmanschetten oder Taillenbändern für Windein oder für Schutzkleidung oder andere Anwendungen mit einer Barriereschicht verwendet zu werden. Das Vliesmaterial besteht in diesem Beispiel aus einem Composite-Material, in welchem das elastische Material Teil der Flüssigkeitsbarriereschicht ist. Dies wird durch Einsatz von elastischen Mikrofasem entweder in Form von Meltblownfasern oder von Splitfa- sern als Teil der Barriereschicht erreicht. Eine andere Anwendung könnte hier auch der Ersatz von elastischen Filmen in Hygieneprodukten sein, um hier die gleichen Flüssigkeitsbarriereeigenschaften und die gleiche Elastizität mit allerdings wesentlich verbessertem Komfort zu erreichen, wodurch sich dieses Material insbesondere zum Einsatz bei der Herstellung von Windeln eignet.In a first exemplary embodiment, an elastic, breathable nonwoven material with a textile-like surface and a liquid barrier function is described. The product weight, elasticity, tensile strength and barrier function can be tailored to be used, for example, in sealing leg cuffs or waist bands for wind or for protective clothing or other applications with a barrier layer. In this example, the nonwoven material consists of a composite material in which the elastic material is part of the liquid barrier layer. This is achieved by using elastic microfibers either in the form of meltblown fibers or split fibers as part of the barrier layer. Another application could also be the replacement of elastic films in hygiene products in order to achieve the same liquid barrier properties and the same elasticity with, however, significantly improved comfort, which makes this material particularly suitable for use in the manufacture of diapers.
Ein zweites Beispiel betrifft ein elastisches Vliesmaterial mit sehr hoher Elastiztät. Das Produktgewicht, die Elastizität und die Zugfähigkeit kann ebenfalls wieder nach Bedarf auf die Verwendung zugeschnitten werden, wobei hier eine Verwendung als Taillenband für Windeln, als Schutzkleidung, als Bestandteil für die Herstellung von Möbeln oder als Bettzeug in Frage kommt, wo das elastische Material dazu dient, den Komfort und die Handhabbarkeit des eingesetzten Materials wesentlich zu verbessern. Dies ergibt sich insbesondere beim Schutz von Ecken oder Formgebungen mit Kanten, wobei hier das Material ein wesentlich besseres Anliegen an diese eckigen bzw. kantigen Bereiche gewährleistet. Das Vliesmaterial kann hier ebenfalls aus einem Mehrschichtkomposit bestehen, in welchem das elastische Material mit anderen Vliesmaterialien kombiniert ist, um die physikalischen Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit und das äußere Erscheinungsbild zu verbessern.
Als drittes Beispiel ist ein sehr lockeres elastisches Vliesmaterial gemäß der Erfin- gung herstellbar, das in unterschiedliche Richtungen gute Dehneigenschaften aufweist. Das Produktgewieht, die Elastizität, die Zugfestigkeit und eine eventuelle Barrierefunktion können derart angepasst werden, daß dieses Material als Ersatzmaterial für geschäumtes Material in Kissen oder Polstermaterialien für Sitze verwendet werden kann.A second example relates to an elastic nonwoven material with very high elasticity. The product weight, the elasticity and the tensile strength can also be tailored to the use as required, use here as a waist band for diapers, as protective clothing, as a component for the production of furniture or as bedding, where the elastic material is concerned serves to significantly improve the comfort and manageability of the material used. This is particularly the case when protecting corners or shapes with edges, whereby the material ensures a much better fit to these angular or angular areas. The nonwoven material can also consist of a multilayer composite in which the elastic material is combined with other nonwoven materials in order to improve the physical properties such as tensile strength and the external appearance. As a third example, a very loose elastic nonwoven material can be produced according to the invention, which has good stretching properties in different directions. The product weight, elasticity, tensile strength and a possible barrier function can be adjusted so that this material can be used as a replacement material for foamed material in cushions or upholstery materials for seats.
In einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung kann das erfindungsgemäße Vliesmaterial derart behandelt werden, daß es auf beiden Außenseiten hydrophile Eigenschaften aufweist. Produktgewicht, Elastizität und Zugfestigkeit sowie die hydrophile Eigenschaft kann angepaßt werden, um das Material als Außenschicht oder Material für Kleidung zu verwenden, die besser paßt und angenehmer zu tragen ist. Das Vliesmaterial kann ein Mehrschichtkomposit sein, in welchem das elastische Material mit anderen Vliesmaterialien kombiniert ist, um die physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise die Zugfestigkeit oder das äußere Erscheinungsbild zu verbessern.In a fourth exemplary embodiment according to the present invention, the nonwoven material according to the invention can be treated in such a way that it has hydrophilic properties on both outer sides. Product weight, elasticity and tensile strength as well as the hydrophilic property can be adjusted to use the material as an outer layer or material for clothing that fits better and is more comfortable to wear. The nonwoven material can be a multi-layer composite in which the elastic material is combined with other nonwoven materials in order to improve the physical properties, such as for example the tensile strength or the external appearance.
Es ist auch möglich ein Stapelfaserprodukt herzustellen, das zumindest 20 % elastische Fasern aufweist.It is also possible to produce a staple fiber product that has at least 20% elastic fibers.
Das Mehrschichtkomposit kann auch ein elastisches Material mit einer Ösenschicht für Haken und Ösensysteme (Velcro-Band) aufweisen, wobei die Ösenschicht aus einem Stapelfaserprodukt hergestellt ist.The multilayer composite can also have an elastic material with an eyelet layer for hooks and eyelet systems (Velcro tape), the eyelet layer being produced from a staple fiber product.
Sämtliche Vliesmaterialkonstruktionen können einem sogenannten Vordehnprozess unterworfen werden, wobei die Vordehnung ohne oder mit gleichzeitiger Wärmeanwendung möglich ist, wobei das Produkt entweder bei Raumtemperatur oder unter Wärmeanwendung in Längs- und Querrichtung oder aber in verschiedenste Richtungen gedehnt wird.All nonwoven material constructions can be subjected to a so-called pre-stretching process, the pre-stretching being possible without or with simultaneous application of heat, the product being stretched either at room temperature or with the use of heat in the longitudinal and transverse directions or in a wide variety of directions.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine elastische Meltblownschicht oder ein SMS-Material, wobei S für eine Spunbondschicht und M für eine
Meltblownschicht steht, in einem Produkt mittleren Flächengewichts verwendet werden, um eine hochdehnbare Hygieneanwendung, beispielsweise als Bänder, Taillenband, medizinische Wundversorgungsmittel oder andere zu schaffen. Auch Anwendungen im Textilbereich beispielsweise für Matratzen oder Sitze sind mit diesem Material möglich.According to a further exemplary embodiment, an elastic meltblown layer or an SMS material, where S for a spunbond layer and M for a Meltblown layer is used in a medium basis weight product to create a highly stretchable hygienic application, for example as a band, waist band, medical wound care products or others. Applications in the textile sector, for example for mattresses or seats, are also possible with this material.
Das elastische Meltblownmaterial oder das SMS-Material kann aber auch in einer Anwendung mit hohem Flächengewicht verwendet werden, wobei es hier insbesondere angewandt wird, wenn Verstärkungseigenschaften oder die Strapazierfähigkeit verbessert werden soll, also beispielsweise bei Möbeln, Bettzeug oder industriellen Anwendungen.However, the elastic meltblown material or the SMS material can also be used in a high basis weight application, in which case it is used in particular when reinforcing properties or durability are to be improved, for example in furniture, bedding or industrial applications.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine oder mehr elastische Meltblownschichten mit Spunbondschichten verbunden werden, beispielsweise in Form von SM, SMS, SMMS, SSMMS, SSMMSS oder anderen Schichtzusammensetzungen. Die Spunbondschicht kann jeweils aus Polyolefin oder Polyester hergestellt sein oder sie kann aus einem Bicomponentpolymer, das auf ein Polypropylen und ein Polyetyh- len basiert, hergestellt sein. Sie kann auch aus Polyolefin oder Polyester bestehen, das geblendet oder compounded ist mit entweder Bicomponentpolypropylen/ -polyethylen oder einem elastischen Polymer, wie beispielsweise Polyurethan, Po- lystyrolblockcopolymer oder elastischem Polypropylen. Die zweite Spunbondschicht in dem Beispiel SSMMS muß nicht aus demselben Material wie die vorgenannte Spunbondschicht bestehen. Vielmehr kann eine Schicht aus einem Standardpoly- olefin und zwei Schichten können aus Polyolefin bestehen, das mit elastischem Polymer vermischt ist. Elastisches Polymer wird in der Spunbondschicht verwendet, da es die Elastizität noch weiter verbessert. Dieser Zusatz ist aber nicht unbedingt notwendig. Die Spunbondschicht kann auch aus Polyolefin hergestellt werden, wobei dieses gedehnt wird, um elastische Eigenschaften zu erhalten.According to one embodiment, one or more elastic meltblown layers can be connected to spunbond layers, for example in the form of SM, SMS, SMMS, SSMMS, SSMMSS or other layer compositions. The spunbond layer can in each case be made of polyolefin or polyester or it can be made of a bicomponent polymer which is based on a polypropylene and a polyethylene. It can also consist of polyolefin or polyester that is blinded or compounded with either bicomponent polypropylene / polyethylene or an elastic polymer such as polyurethane, polystyrene block copolymer or elastic polypropylene. The second spunbond layer in the example SSMMS does not have to be made of the same material as the aforementioned spunbond layer. Rather, one layer can consist of a standard polyolefin and two layers can consist of polyolefin mixed with elastic polymer. Elastic polymer is used in the spunbond layer because it further improves the elasticity. However, this addition is not absolutely necessary. The spunbond layer can also be made from polyolefin, which is stretched to obtain elastic properties.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Mehrschichtkomposit aus einer oder mehreren elastischen Meltblownschichten bestehen, wobei diese mit einer oder mehreren Spunbondschichten durch Vernadelung oder Wasserstrahl-
vernadelung (spunlacing) verbunden sind. Die Schichten können zusätzlich durch Wärmebehandlung miteinander verbunden werden, d. h. beispielsweise durch Kalandern oder Infrarotwärmebehandlung.According to a further exemplary embodiment, the multilayer composite can consist of one or more elastic meltblown layers, these having one or more spunbond layers by needling or water jet needling (spunlacing) are connected. The layers can additionally be connected to one another by heat treatment, ie for example by calendering or infrared heat treatment.
Die Spunbondschicht kann entweder aus Polyolefin oder Polyester hergestellt werden oder sie kann aus einem Bicomponentpolymer hergestellt werden, das auf der Grundlage von Polypropylen und Polyethylen basiert. Sie kann auch aus einem Polyolefin oder Polyester bestehen, das geblendet oder compounded ist entweder mit Bicomponentpolypropylen/-polyethylen oder einem elastischen Polymer, wie z. B. Polyurethan, Polystyrolblockcopolymer oder elastischem Polypropylen. Es ist nicht notwendig, daß sämtliche Spunbondschichten in beispielsweise einem SSMMS-Material aus dem gleichen Material bestehen. Beispielsweise kann eine Schicht ein Standardpolyolefin und zwei Schichten können ein Polyolefin, das mit elastischem Polymer gemischt ist, bestehen. Auch in diesem Beispiel wird das elastische Polymer verwendet, um die Elastizität noch weiter zu steigern. Auch hier ist es nicht notwendig, das elastische Polymer beizumischen. Die Spunbondschicht kann auch nur aus Polyolefin bestehen und einer entsprechenden Dehnbehandlung unterworfen werden, um die elastischen Eigenschaften an die Hand zu geben.The spunbond layer can either be made from polyolefin or polyester or it can be made from a bicomponent polymer based on polypropylene and polyethylene. It can also consist of a polyolefin or polyester which is blinded or compounded with either bicomponent polypropylene / polyethylene or an elastic polymer such as. B. polyurethane, polystyrene block copolymer or elastic polypropylene. It is not necessary that all spunbond layers in, for example, an SSMMS material consist of the same material. For example, one layer can be a standard polyolefin and two layers can be a polyolefin blended with elastic polymer. In this example too, the elastic polymer is used to further increase the elasticity. Again, it is not necessary to add the elastic polymer. The spunbond layer can also consist only of polyolefin and be subjected to an appropriate stretching treatment in order to provide the elastic properties.
Die beiden zuvor genannten Mehrschichtkomposits können mit niedrigem Flächengewicht verwendet werden, um ein dehnbares Flüssigkeitsbarrierematerial für jene Anwendungen zu schaffen, beispielsweise als Beinmanschette für Windeln oder Rückseitenmaterial für Windeln. Bei mittlerem Gewicht können sie als hoch dehnbare Hygieneverwendungen wie Bänder, Taillenbänder, Alternativen zu Filmmaterial, medizinische Grund Pflegemittel verwendet werden. Andererseits können auch textile Anwendungen in Matratzen, Sitzen usw. möglich sein. Als Anwendung mit hohem Flächengewicht können hier wieder Verstärkungs- und sonstige Schutzmaterialien beim Möbelbau, als Bettzeug oder in industriellen Anwendungen an die Hand gegeben werden.The two aforementioned multi-layer composites can be used with a low basis weight to create a stretchable liquid barrier material for those applications, for example as a leg sleeve for diapers or back material for diapers. With medium weight, they can be used as highly stretchable hygienic uses such as tapes, waist bands, alternatives to film material, basic medical care products. On the other hand, textile applications in mattresses, seats, etc. can also be possible. As an application with a high basis weight, reinforcement and other protective materials can again be provided in furniture construction, as bedding or in industrial applications.
Das Mehrschichtkomposit kann aus einer oder mehr elastischen Meltblownschichten bestehen, die mit einer oder mehr Nadelfiizschichten durch Wasserstrahinadeln
(spunlacing) oder Nadeln verbunden sind. Die Schichten können zusätzlich über Wärmebehandlung miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Kalandern oder Infrarotwärmebehandlung. Diese Materialien können in Matratzen oder als Polsterung für Möbel oder Autositze verwendet werden.The multilayer composite can consist of one or more elastic meltblown layers, which are connected to one or more needle felt layers by water jet needles (spunlacing) or needles are connected. The layers can additionally be connected to one another by heat treatment, for example by calendering or infrared heat treatment. These materials can be used in mattresses or as upholstery for furniture or car seats.
Das Mehrschichtkomposit kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante aus einer oder mehr elastischen Meltblownschichten bestehen, die mit einer oder mehr Nadelfilzschichten durch Wasserstrahlnadeln (spunlacing) oder Vernadelung verbunden sind. Die Nadelfilzschichten enthalten zumindest 10 % elastische Fasern, um genügend Elastizität in den Nadelfilzschichten zur Verfügung zu stellen. Die Schichten können darüber hinaus über Wärmebehandlung, beispielsweise mittels Kalandern oder Infrarotwärmebehandlung miteinander verbunden werden. Die e- lastischen Fasern können aus demselben Material bestehen, wie sie zuvor bei den Spunbondschichten angesprochen wurden. Verwendet werden können diese Mehrschichtkomposits bei der Herstellung von Matratzen oder Polsterungen für Möbel oder Autositze.According to a further embodiment variant, the multilayer composite can consist of one or more elastic meltblown layers which are connected to one or more needle felt layers by water jet needles (spunlacing) or needling. The needle felt layers contain at least 10% elastic fibers in order to provide sufficient elasticity in the needle felt layers. The layers can also be connected to one another via heat treatment, for example by means of calendering or infrared heat treatment. The elastic fibers can consist of the same material as that previously mentioned for the spunbond layers. These multi-layer composites can be used in the manufacture of mattresses or upholstery for furniture or car seats.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Mehrschichtkomposit auch eine Kombination der zuvor genannten Beispiele darstellen, beispielsweise kann eine Meltblownschicht mit einer Spunbondschicht und einer Nadelfilzschicht durch Wasserstrahlnadeln (spunlacing) verbunden werden oder ein Material mit SSMMS- Mehrschichtaufbau kann zusätzlich mit einer Nadelfilzschicht durch Nadeln verbunden werden. Auch beliebige andere Kombinationen sind möglich.According to a further exemplary embodiment, the multilayer composite can also represent a combination of the aforementioned examples, for example a meltblown layer with a spunbond layer and a needle felt layer can be connected by water jet needles (spunlacing) or a material with an SSMMS multilayer structure can additionally be connected to a needle felt layer by needles. Any other combinations are also possible.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine Kombination von elastischen Stapelfasern und Splitstapelfasem und/oder Spunbondfäden bereitgestellt werden, die nach Wasserstrahlnadeln (spunlacing) eine elastische Vliesschicht bilden, wobei hier eine sehr gute Flüssigkeits- und Partikelbarriereeigenschaft und eine sehr hohe Weichheit und Drapierbarkeit geschaffen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann ein Wasserstrahigenadelt.es Mehrschichtkomposit aus elastischen Meltblownschichten oder Schichten in Kombination mit Splitfasem geschaffen werden.According to a further exemplary embodiment, a combination of elastic staple fibers and split staple fibers and / or spunbond threads can be provided, which form an elastic fleece layer after spunlacing, whereby a very good liquid and particle barrier property and a very high degree of softness and drapability are created here. According to a further embodiment variant, a water-jet needled multilayer composite can be created from elastic meltblown layers or layers in combination with split fibers.
Auch spunmelted Schichten und spunlaced Schichten können zu einem Mehrschichtkomposit verbunden werden, welches Splitfasem und elastische Meltblownfasern neben kontinuierlichen Spunbondfäden umfaßt. Sowohl Oberfläche wie auch die beigemengten Polymere können in einer der oberen Konstruktionen modifiziert werden, um beispielsweise antistatische Eigenschaften oder sehr hohe Flüssigkeitsbarriereeigenschaften zu schaffen. Andererseits können entsprechende Oberflächen oder auch Polymermodifikationen in einer der obengenannten Konstruktionen dazu dienen, ein Vliesmaterial mit hydrophilen Eigenschaften bereitzustellen.Spunmelted layers and spunlaced layers can also be combined to form a multilayer composite, which comprises split fibers and elastic meltblown fibers in addition to continuous spunbond threads. Both the surface and the added polymers can be modified in one of the above constructions, for example to create antistatic properties or very high liquid barrier properties. On the other hand, corresponding surfaces or polymer modifications in one of the above-mentioned constructions can serve to provide a nonwoven material with hydrophilic properties.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Mehrschichtkomposit in Form eines Spunbond- meltblownmehrschichtkomposits gezeigt, wobei hier ein Schichtaufbau SMMSS gewählt ist. Die gewählten Materialien der einzelnen Schichten in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 entsprechen demjenigen gemäß dem Stand der Technik. Wird eine entsprechende Mehrschichtkonstruktion mit einer Länge L um eine Differenzlänge Li in Kraftrichtung F gestreckt, entstehen in den nicht elastischen Meltblownschichten entsprechende Risse, die hier mit den Pfeilen gekennzeichnet sind. Vorher vorhandene Flüssigkeitsbarriereeigenschaften sind aufgrund dieser Risse zerstört, da Flüssigkeit durch diese Risse durch das Mehrschichtkomposit dringen kann.FIGS. 1 and 2 show a multi-layer composite in the form of a spunbond meltblown multi-layer composite, a layer structure SMMSS being selected here. The selected materials of the individual layers in the embodiment variant according to FIG. 1 correspond to those according to the prior art. If a corresponding multi-layer construction with a length L is stretched by a difference length Li in the direction of force F, corresponding cracks occur in the non-elastic meltblown layers, which are marked here with the arrows. Previously existing liquid barrier properties are destroyed due to these cracks, since liquid can penetrate through these cracks through the multilayer composite.
In den Figuren 3 und 4 ist ein erfindungsgemäßes SMMSS-Material gezeigt, bei dem die Meltblownschichten mit Flüssigkeitsbarriereeigenschaften elastische Anteile beinhalten. Bei einer entsprechenden Krafteinwirkung, die zu einer Verlängerung des Materials um L] führt, kann sich das gesamte Material elastisch dehnen, ohne die entsprechenden Flüssigkeitsbarriereeigenschaften zu verlieren. Wie hier in Fig. 4 dargestellt, entstehen keine Risse, so daß hier die Flüssigkeitsbarriere unverletzt ist.
ln der Ausführung gemäß der Figuren 5 und 6 ist ein Mehrschichtkomposit aus zwei Nadelfilzschichten zusammengesetzt, zwischen denen eine Meltblownschicht enthalten ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 5 und 6 handelt es sich um eine Meltblownschicht nach dem Stand der Technik, die keine Elastizität aufweist und bei einer Dehnung in Richtung F um die Wegstrecke Li an mehreren Stellen aufgerissen wird, wie durch die Pfeile angezeigt.FIGS. 3 and 4 show an SMMSS material according to the invention, in which the meltblown layers with liquid barrier properties contain elastic components. With a corresponding force, which leads to an extension of the material by L], the entire material can stretch elastically without losing the corresponding liquid barrier properties. As shown here in Fig. 4, no cracks occur, so that the liquid barrier is not injured here. In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, a multilayer composite is composed of two needle felt layers, between which a meltblown layer is contained. In the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6, this is a meltblown layer according to the prior art, which has no elasticity and, when stretched in the direction F, is torn open in several places by the distance Li, as indicated by the arrows.
Anhand der Figuren 7 und 8 wird ein entsprechendes Material mit einer elastischen Meltblownschicht nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der die Flüssigkeitsbarriereeigenschaft vollumfänglich aufrechterhalten bleibt, da hier aufgrund der Elastizität der Meltblownschicht, keine Risse entstehen.A corresponding material with an elastic meltblown layer according to the present invention is shown on the basis of FIGS. 7 and 8, in which the liquid barrier property is fully maintained, since no cracks occur here due to the elasticity of the meltblown layer.
In Fig. 9 ist eine vergrößerte Darstellung eines erfindungsgemäßen Vliesmaterials gezeigt, wobei es sich hier um ein Beispiel eines SMMS-Aufbaus handelt, das insgesamt ein Flächengewicht von 10 g/m2 aufweist, wobei S-i = S2 = 4g/m2 und M-ι = M2 = 1 g/m2 ist.
FIG. 9 shows an enlarged representation of a nonwoven material according to the invention, this being an example of an SMMS structure which has a total weight of 10 g / m 2 , where Si = S 2 = 4 g / m 2 and M -ι = M 2 = 1 g / m 2 .