DE4114839A1 - Mikrofaservlies sowie mikrofasern enthaltendes verbundvliesmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrofaservlies gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und ferner befaßt sich die Erfindung mit je einem Mikrofasern enthaltenden Flächengebilden bzw. Verbundvliesmaterialien gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 9 bis 12.

Mikrofaservliese werden bekanntlich nach dem Melt-Blown- Verfahren hergestellt. Sie bestehen aus diskontinuierlichen feinen Mikrofasern mit relativ kleinen Durchmessern von etwa kleiner oder gleich 10 um. Bei dem Melt-Blown-Verfahren werden die Mikrofasern dadurch gebildet, daß aus einer dünnflüssigen Schmelze unter Einwirkung eines starken Luftstromes Schmelze durch Pilsen abgezogen wird. Nach einer Abkühlung bilden sich dann die feinen Mikrofasern, die auf einem Siebband zu dem Mikrofaservlies abgelegt werden.

Die Anwendungsmöglichkeiten von Mikrofaservliesen sind in der Praxis sehr vielfältig. So ist es durch die deutsche Patentschrift DE 23 56 720 C2 bekannt, auf eine Vliesschicht aus im wesentlichen endlosen groben Filamenten mit relativ großen Durchmessern ein Mikrofaservlies als weitere Schicht aufzubringen und die Vliesschicht und das Mikrofaservlies durch Schmelzprägung miteinander zu einem Verbundvliesmaterial zu verbinden. Das bekannte Verbundvliesmaterial besteht somit aus zwei Schichten, die aneinanderliegen und durch eine diskrete Phasengrenze voneinander getrennt sind.

Die Verwendung des Mikrofaservlieses führt dabei zu einem Verbundvliesmaterial mit verbesserten Eigenschaften. Insbesondere werden die Eigenschaften der Vliesschicht aus den im wesentlichen endlosen groben Filamenten verbessert, indem das Verbundvliesmaterial nicht nur die geforderte Festigkeit besitzt, die vor allem auf die Vliesschicht zurückzuführen ist, sondern daß das Verbundvliesmaterial auch textilartige Eigenschaften besitzt.

Durch die DE 39 20 066 A1 ist ferner ein Komponenten besteht, nämlich aus den im wesentlichen endlosen groben Filamenten mit relativ großen Durchmessern sowie aus den diskontinuierlichen feinen Mikrofasern mit relativ kleinen Durchmessern. Von dem voranstehend genannten Verbundvliesmaterial gemäß der DE 23 56 720 C2 unterscheidet sich dieses Verbundvlies­ material jedoch dadurch, daß das Mikrofaservlies nicht als diskrete Schicht von der Vliesschicht mit den groben Filamenten getrennt ist, sondern die Vliesschicht zumindest teilweise durchdringt. Das Verbundvliesmaterial ist also durch ein Gemisch der beiden Komponenten (grobe Filamente und feine Mikrofasern) gebildet, und zwar ohne diskrete schichtförmige Phasengrenzen zwischen den einzelnen Komponenten.

Auch bei diesem bekannten Verbundvliesmaterial trägt das Mikrofaservlies dazu bei, die Eigenschaften des Verbundvliesmaterials insgesamt zu verbessern, um gewünschte Qualitäten zu erzielen.

In der Praxis ergibt sich nun bei der weiteren Anwendung der bekannten Verbundvliesmaterialien - aber auch generell bei der Verwendung von Vliesen - die Notwendigkeit, die Vliese zu verkleben, um sie ihrem endgültigen Einsatzzweck zuzuführen. Besonders deutlich tritt dieses Problem bei der Fertigung von Windel oder anderen Hygieneartikeln zu Tage. Hierbei werden die Vliese verwendet, um einen Flüssigkeitstransport zum Saugkörper der Windel bin zu ermöglichen, wobei gleichzeitig ein Rücktransport der in dem Saugkörper gespeicherten Flüssigkeit nach außen hin vermieden werden soll.

Bisher hat man bei der Herstellung von Windeln den Saugkörper sowohl mit der rückseitigen Folie als auch mit dem oberen Vlies bzw. dem Verbundvliesmaterial verklebt. Dazu wird beim Produzenten der Windel, dem das fertig bezogene Vlies vorliegt, ein Kleber in flüssiger Form auf das Vlies aufgetragen. Solange der Kleber noch heiß ist, wird das Vlies auf den Saugkörper und in den Randbereichen außerhalb des Saugkörpers auf die rückseitige Folie aufgepreßt.

Bei diesem Klebevorgang ist darauf zu achten, daß der Kleber in keinem Fall vollflächig aufgetragen werden darf, sondern immer nur an diskreten einzelnen Stellen. In jedem Fall müssen nämlich solche Bereiche vorhanden sein, die nicht mit dem Kleber versehen sind. Die mit dem Kleber behafteten Bereiche unterbinden nämlich die geforderte Funktion des Vlieses, einen Feuchtigkeitstransport durch das Vlies hindurch zum Saugkörper hin zu gewährleisten.

Der Kleber wird deshalb üblicherweise linienförmig aufgetragen, indem etwa alle 3 cm eine 0,5 mm breite Kleberlinie erzeugt wird, um somit möglichst viele Be­ reiche ohne Kleber zu erzeugen. Bekannt ist es auch, den Kleber heiß aufzuschleudern bzw. auf zusprühen oder den Kleber aus einer Schlitzdüse auf das Vlies aufzubringen, wobei sich auf dem Vlies diskrete Kleberinseln bilden.

In jedem Fall stellen sich dabei immer gewisse Bereiche, nämlich die Kleberbereiche, ein, in denen die Funktion des Vlieses unterbunden und ein Feuchtigkeitstransport durch das Vlies hindurch nicht möglich ist.

Darüber hinaus gibt es auch beim Auftrag des heißen Klebers selbst Probleme. Da der Kleber flüssig ist, kann er unter Umständen durch das Vlies hindurchdringen. Beim anschließenden Falten und Verpacken der Windel führt dies dazu, daß sich die gefertigten Windeln beispielsweise nicht mehr entfalten lassen.

Wenn der Kleber das Vlies vollständig durchdringt und es somit zu einem Kleberdurchschlag kommt, ergibt sich als weiterer Nachteil der Effekt, daß an diesen Stellen unerwünschte Verhärtungen auftreten.

Weitere Probleme ergeben sich mit dem Auftrag einer möglichst konstanten Klebermenge. Bei Verwendung von üblichen Schlitzdüsen oder Sprühdüsen passiert es immer wieder, daß diese punktuell verstopfen, was in nachteiliger Weise zu einem ungleichmäßigen Kleberauftrag führt.

Schließlich ist auch noch anzuführen, daß das Aufbringen des Klebers an sich als ein notwendiger Arbeitsvorgang zeit intensiv und somit in wirtschaftlicher Hinsicht kostenungünstig ist.

Zur Vermeidung all der beschriebenen Nachteile liegt der Erfindung generell die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und problemloses Verkleben von Vliesen zu ermöglichen und insbesondere einen Kleber zu schaffen, mit dem eine neuartige Klebetechnik ohne negative Begleiterscheinungen möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Mikrofaservlies mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 geschaffen, und ferner werden Mikrofasern enthaltende textile Flächengebilde und Verbundvliesmaterialien gemäß den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 12 vorgeschlagen.

Die Erfindung beschreitet den neuen Weg, die Mikrofasern eines Mikrofaservlieses durch eine oder mehrere Komponenten eines Klebers zu bilden. Dieser Kleber bzw. die Komponenten sind so beschaffen, daß sie bei der Arbeitstemperatur des Herstellungsverfahrens des Mikrofaservlieses einen für die Bildung des Mikrofaservlieses geeigneten dünnflüssigen Zustand besitzen. Damit läßt sich das neue Mikrofaservlies mit herkömmlichen Verfahrenstechniken, insbesondere nach dem Melt-Blown-Verfahren herstellen.

Ein weiteres Merkmal des Klebers bzw. der Komponenten besteht darin, daß die Mikrofasern bei normaler Umgebungstemperatur ihre Haftfähigkeit verlieren und somit wie übliche Mikrofasern eines Mikrofaservlieses eingesetzt werden können. Durch Erwärmung sind die Mikrofasern jedoch reaktivierbar und können dann als Kleber wirken. Nach Abschluß der Erwärmung bzw. des Klebevorganges, wenn die Mikrofasern also wieder die normale Umgebungstemperatur einnehmen, wirken sie nicht mehr als Kleber, sondern wie übliche Mikrofasern innerhalb eines Mikrofaservlieses.

Das durch die Erfindung geschaffene Mikrofaservlies unterscheidet sich also bei normaler Umgebungstemperatur prinzipiell nicht von einem üblichen Mikrofaservlies. Von Bedeutung ist jedoch, daß die Mikrofasern durch Erwärmung als Kleber reaktivierbar sind. Einem Aufbügeln vergleichbar, ist es somit möglich, dem Mikrofaservlies bei der erhöhten Temperatur eine Kleberfunktion zu geben und somit Vliese zu verkleben. Werden nur diskrete Stellen erwärmt, so erfolgt die Verklebung auch nur an diesen diskreten Stellen.

Für das Erwärmen können auch an sich bekannte Ultraschallschweißverfahren zur Anwendung gelangen.

Als in der Praxis besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Mikrofaservlieses bei den eingangs genannten Verbundvliesmaterialien anzusehen, wobei die Mikrofasern bei Erwärmung ihre Klebrigkeit entwickeln. Wichtig ist dabei, daß die Mikrofasern des erfindungsgemäßen Mikrofaservlieses im kalten Zustand, also bei Umgebungstemperatur die Eigenschaften und Funktionen an sich bekannter Mikrofasern besitzen. Dadurch ist gewährleistet, daß die Mikrofasern bei den Verbundvliesmaterialien gerade auch die Funktionen übernehmen können, die ihnen bei diesen Verbundvliesmaterialien zugeschrieben sind.

Das neue Mikrofaservlies besitzt somit eine multi­ funktionale Wirkung. Es ermöglicht die Verklebung eines Verbundvliesmaterials, beispielsweise bei der Herstellung von Windeln, und es ist gleichzeitig Bestandteil der Vliesqualität selbst. Die Faserstruktur der Mikrofasern des neuen Mikrofaservlieses bleibt nämlich neben der Eigenschaft als reaktivierbarer Kleber erhalten.

Somit läßt sich bei dem bekannten Verbundvliesmaterial gemäß der Patentschrift DE 23 56 720 C2 das auf die Vliesschicht aus den groben Filamenten aufgebrachte Mikrofaservlies in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung ausgestalten. Das neue Mikrofaservlies wird also auf die Vliesschicht aufgebracht und gegebenenfalls durch Schmelzprägung mit der Vliesschicht verbunden. Die Verbindung der beiden Schichten läßt sich dabei vorteilhaft unterstützen, indem das Mikrofaservlies erwärmt und als Kleber reaktiviert wird. Zusätzlich zu der Schmelzprägung kann damit auch noch eine unterstützende Klebeverbindung hergestellt werden. Nach dem Abkühlen verhält sich das Mikrofaservlies anschließend wie ein übliches Vlies, da seine Faserstruktur nicht zerstört worden ist.

Ebenfalls von besonderem Vorteil ist die Verwendung des neuen Mikrofaservlieses bei dem an sich bekannten Verbundvliesmaterial entsprechend der DE 39 20 066 A1, welches durch ein Gemisch der groben Filamente eines Vlieses mit den feinen Mikrofasern ohne diskrete schichtförmige Phasengrenze zwischen den Komponenten gebildet ist. Nach der Herstellung dieses eine Mischung aus den groben Filamenten und den reinen Mikrofasern bildenden Verbundvliesmaterials können die feinen Mikrofasern durch Erwärmung (diskret oder vollflächig) reaktiviert werden, so daß sie als Kleber wirken und den Zusammenhalt des Verbundvliesmaterials, insbesondere die Verbindung der groben Filamente untereinander unterstützen. Nach Abkühlung, also bei Umgebungs­ temperatur, verlieren die Mikrofasern wieder ihre Haftfähigkeit und erfüllen nun in gewünschter Weise die Funktion der Mikrofasern, wie auch bei einem üblichen Mikrofaservlies. Sie tragen also zur gewünschten Verbesserung der Eigenschaften des Vliesmaterials aus den groben Filamenten bei.

Die Erfindung läßt sich auch bei Mikrofasern enthaltenden textilen Flächengebilden einsetzen, und auch bei Verbundvliesmaterialien mit Stapelfasern. In jedem Fall läßt sich der Vorteil realisieren, das Mikrofaservlies durch Erwärmung als Kleber zu reaktivieren.

Die Verbundvliesmaterialien können im übrigen auch sandwichartig aufgebaut sein, und zwar derart, daß die mittlere Schicht durch die im wesentlichen endlosen groben Filamente gebildet ist, und daß die beiden Außenschichten in Form des neuartigen Mikrofaservlieses ausgebildet sind.

Besonders deutlich wird der Vorteil der Erfindung, wenn man sich die eingangs schon erwähnte Herstellung von Windeln vor Augen führt. Es genügt nämlich, das Verbundvliesmaterial auf den Saugkörper und in den Randbereichen auf die rückwärtige Folie zu legen und die Verklebung dann anschließend durch Erwärmung herbeizuführen. Nach Abkühlung ist das Verbundvlies­ material sicher mit dem Saugkörper und der Folie verbunden. Der weiter oben beschriebene aufwendige Vorgang des Aufbringens eines zusätzlichen Klebers kann vollständig entfallen.

Auch die sich mit der Verwendung des bekannten Klebers ergebenden Nachteile treten bei Anwendung der Erfindung nicht mehr auf. Nachdem sich nämlich die Mikrofasern wieder abgekühlt haben, wirken sie wie ganz normale Mikrofasern in einem Mikrofaservlies, weil sie ihre Faserstruktur beibehalten haben. Es gibt keine Kleberdurchschläge mehr, und insbesondere treten auch keine Bereiche mehr auf, an denen die Funktion des Verbundvliesmaterials gestört ist, einen Flüssigkeits­ transport zum Saugkörper hin zu ermöglichen.

Es versteht sich, daß die Temperatur, bei welcher die Reaktivierung der Mikrofasern als Kleber erfolgt, so gering gewählt wird, daß die Vliesschicht aus den groben Filamenten selbst nicht beschädigt wird, und daß auch der Körper, auf den das Verbundvliesmaterial aufgebracht werden soll ebenfalls nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ spiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Mikro­ faservlieses in schematischer Dar­ stellung,

Fig. 2 und 3 jeweils eine schematische Darstellung von Verbundvliesmaterialien unter Verwendung eines Mikrofaservlieses, und

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Windel.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Querschnittsansicht ein Mikrofaservlies 10 dargestellt, welches aus feinen Mikrofasern 12 nach dem Melt-Blown-Verfahren hergestellt ist. Die Mikrofasern 12 sind durch Komponenten eines Klebers gebildet und können aus Ethylenbutylacrylat und/oder Ethylenmethylacrylat bestehen. Hierbei handelt es sich um Kleberkomponenten, die bei der Arbeits­ temperatur zur Herstellung des Mikrofaservlieses den geeigneten dünnflüssigen Zustand besitzen. Ferner sind die genannten Kleberkomponenten so beschaffen, daß sie bei relativer Kälte bzw. bei normaler Umgebungstemperatur die üblichen Funktionen von Mikrofasern besitzen, daß sie aber bei Erwärmung auf z. B. 100°C reaktivierbar sind und als Kleber wirken.

Mit Hilfe des Mikrofaservlieses 10 ist es also möglich, durch Erwärmung die Klebefunktion zu reaktivieren und so Gegenstände, insbesondere Vliese, miteinander zu verbinden.

Fig. 2 verdeutlicht ebenfalls in einer schematischen Querschnittsansicht den Aufbau eines Verbundvlies­ materials 14, welches durch ein Gemisch der feinen Mikrofasern 12 und grober Filamente 18 gebildet ist. Letztere sind durch ausgezogene Schraffurlinien angedeutet. Bei den Filamenten 18 handelt es sich in an sich bekannter Weise um im wesentlichen endlose grobe Filamente mit relativ großen Durchmessern (im Vergleich zu den Durchmessern der feinen Mikrofasern 12).

Fig. 3 zeigt ein anders aufgebautes Verbundvliesmaterial 16 aus den feinen Mikrofasern 12 und den groben Filamenten 18. Das Verbundvliesmaterial 16 besteht aus einer ersten oberen Vliesschicht 20 und einer zweiten unteren Vliesschicht 22. Die erste Vliesschicht 20 wird durch die feinen Mikrofasern 12 gebildet und stellt somit ein Mikrofaservlies 10 dar. Demgegenüber besteht die zweite Vliesschicht 22 aus den groben Filamenten 18.

Anders als bei dem Verbundvliesmaterial 14 gemäß Fig. 2 ist das Verbundvliesmaterial 16 nach Fig. 3 also durch einen schichtförmigen Aufbau der beiden Vliesschichten 20 und 22 gekennzeichnet. Sowohl bei dem Verbundvlies­ material 14 als auch bei dem Verbundvliesmaterial 16 sind die feinen Mikrofasern 12 in der weiter oben schon beschriebenen Weise als Kleber ausgebildet.

Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung wird nachfolgend anhand von Fig. 4 erläutert, welche in einer schematischen Querschnittsansicht eine Windel 30 zeigt. Die Windel 30 besteht aus einem Saugkörper 24, der rückwärtigen Folie 26 und einem oberen Verbundvlies­ material, beispielsweise dem Verbundvliesmaterial 14 gemäß Fig. 2.

Bei der Herstellung der Windel 30 wird das Verbund­ vliesmaterial 14 auf den Saugkörper 24 und in den Randbereichen auf die Folie 26 gelegt. Die soweit vorbereitete Anordnung wird dann an einer Heizung vorbeigeführt, um die feinen Mikrofasern zu erwärmen und sie als Kleber zu reaktivieren. Die Mikrofasern wirken jetzt also als Kleber, so daß das Verbundvliesmaterial 14 mit dem Saugkörper 24 und der Folie 26 verklebt werden kann. Die Verklebung wird durch Ausübung eines Druckes wesentlich erleichtert. Daher sind beheizte Walzen, durch welche die Windeln geführt werden, besonders geeignet, die Verklebung zu erreichen.

Nach anschließender Abkühlung auf Umgebungstemperatur verlieren die Mikrofasern wieder ihre Haftfähigkeit und sie wirken jetzt nur noch als übliche Mikrofasern eines Verbundvliesmaterials.

In entsprechender Weise läßt sich auch das Verbundvliesmaterial 16 mit den beiden durch eine diskrete Phasengrenze 28 getrennten Vliesschichten 20, 22 bei der Windelherstellung verwenden. Auch hier werden die feinen Mikrofasern 12 des Mikrofaservlieses durch Erwärmung als Kleber reaktiviert, um das Verbundvliesmaterial 16 mit dem Saugkörper 24 und der Folie 26 zu verkleben.

In beiden Fällen gibt es nach Abkühlung der Mikrofasern keine Kleberstellen mehr, wie dies bei dem bekannten Klebevorgang der Fall ist. Das Verbundvliesmaterial steht also mit seiner gesamten Fläche zur Verfügung, um die Flüssigkeit zu dem Saugkörper 24 zu transportieren.

Claims (12)

1. Mikrofaservlies aus kurzen feinen Mikrofasern, insbesondere Mikrofaservlies, welches nach dem Melt- Blown-Verfahren hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) aus einer oder mehreren Komponenten eines Klebers oder aus Polymeren, die bei Erwärmung eine Klebrigkeit entwickeln, bestehen, daß die Komponente bzw. die Komponenten bzw. die Polymere so beschaffen sind, daß sie bei der Arbeitstemperatur des Herstellungsverfahrens des Mikrofaservlieses (10) einen für die Bildung des Mikrofaservlieses (10) geeigneten dünnflüssigen Zustand besitzen, und daß die Komponente bzw. die Komponenten bzw. die Polymere ferner so beschaffen sind, daß die Mikrofasern (12) des fertigen Mikrofaservlieses (10) durch Erwärmung reaktivierbar sind und als Kleber wirken, so daß mit dem Mikrofaservlies Substrate miteinander verklebt werden können.

2. Mikrofaservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente bzw. die Komponenten bei etwa 250°C den dünnflüssigen Zustand einnehmen.

3. Mikrofaservlies nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern bei einer Temperatur, die niedriger als die Schmelz- bzw. Zersetzungstemperatur eines mit dem Mikrofaservlies verklebten Materials liegt, als Kleber reaktivierbar sind.

4. Mikrofaservlies nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikrofasern zwischen 80°C und 180°C, vorzugsweise bei etwa 100°C als Kleber reaktivierbar sind.

5. Mikrofaservlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) aus Ethylenbutylacrylat bestehen.

6. Mikrofaservlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) aus Ethylenmethylacrylat bestehen.

7. Mikrofaservlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) aus einem Gemisch von Ethylenbuthylacrylat und Ethylenmethylacrylat bestehen.

8. Mikrofaservlies nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) einen Durchmesser von kleiner oder gleich 10 µm besitzen.

9. Mikrofasern enthaltendes textiles Flächengebilde aus wenigstens zwei Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-8 ausgebildet sind.

10. Mikrofasern enthaltendes textiles Flächengebilde mit Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-8 ausgebildet sind.

11. Mikrofasern enthaltendes Verbundvliesmaterial aus wenigstens zwei Komponenten, nämlich aus im wesentlichen endlosen groben Filamenten (18) mit relativ großen Durchmessern und aus den diskontinuierlichen feinen Mikrofasern (12) mit relativ kleinen Durchmessern, wobei das Verbundvliesmaterial (14) zumindest teilweise aus einem Gemisch der groben Filamente (18) und der feinen Mikrofasern (12) ohne diskrete schichtförmige Phasengrenze zwischen den Komponenten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1-8 ausgebildet sind.

12. Mikrofasern enthaltendes Verbundvliesmaterial (16) welches aus einer ersten Vliesschicht (20) aus im wesentlichen endlosen groben Filamenten (18) mit relativ großen Durchmessern und aus einer zweiten Vliesschicht (22) aus diskontinuierlichen feinen Mikrofasern (12) mit relativ kleinen Durchmessern besteht, wobei die beiden Vliesschichten (20; 22) durch eine diskrete Phasengrenze (28) voneinander getrennt sind und schichtförmig aneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern (12) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-8 ausgebildet sind.