DE69011855T2

DE69011855T2 - Fasern mit der fähigkeit zur förderung von flüssigkeiten.

Info

Publication number: DE69011855T2
Application number: DE69011855T
Authority: DE
Inventors: Shriram Bagrodia; David Casey; William Haile; Harry Hall; Bobby Phillips
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Clemson University Research Foundation Clemson S
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2010-04-04
Also published as: EP0466778B1; FI90886B; JP2001234424A; AU639919B2; IE901215L; NZ233094A; MX171838B; EP0391814A2; NO913885D0; WO1990012130A3; CN1051813C; JPH04504285A; NO913885L; DK0466778T3; SG173294G; CA2049945C; ES2057554T3; BR9007264A; FI90886C; EP0466778A1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Fasern die dazu fähig sind, spontan Wasser auf ihrer Oberfläche zu transportieren und brauchbare Strukturen, die aus solchen Fasern hergestellt wurden.

Hintergrund der Erfindung

Zur zeit erhältliche absorbierende Gegenstände wie Windeln, sanitäre Binden, Inkontinenz-Slips und dgl. absorbieren im allgemeinen sehr gut wäßrige Flüssigkeiten wie Urin und Blut. Während des typischen Einsatzes solcher Gegenstände werden diese jedoch typischerweise im Begegnungsbereich gesättigt, während andere Bereiche, die von der Begegnungszone entfernt sind, trocken bleiben. Hieraus ergibt sich, daß ein großer Teil der Absorptionsfähigkeiten insgesamt dieser Gegenstände ungenutzt bleibt. Deshalb ist es sehr wünschenswert ein Mittel zum Transport von wäßrigen Flüssigkeiten aus dem Begegnungsbereich in andere Bereiche des absorbierenden Gegenstandes zu haben, um die Fähigkeit des Gegenstands der vollständigen Absorption vollständiger zu nutzen. Die US-A-4 054 709 beschreibt Chemiefasern, die deutlich zur Feuchtigkeitsweiterleitung und Feuchtigkeitsabsorption in Geweben und Textilien, die aus diesen Fasern hergestellt wurden, beitragen. Dieses Patent offenbart aber nicht den Spontantransport von Wasser entlang der Faser, worauf sich diese Erfindung richtet, wobei die Faser selber aktiv an der Bewegung des Wassers teil hat. Darüber hinaus offenbart die US-A-4 054 709, daß es die Anordnung von Kapillaren mit einer Verdrehung der Fasern in dem Garn innerhalb von 100 bis 2000 T.P.M. ist, die den Transport der Feuchtigkeit von einer Seite des "Produktes" zu der anderen Seite bewirkt. Darüber hinaus vermindert die erniedrigte Verdrehung den Steigungswinkel der Kapillaren und somit die Feuchtigkeitsleitfähigkeit. Wie durch diese Offenbarung festzustellen, betrifft dieses Patent die Steigerung der Feuchtigkeitsleitfähigkeit von Geweben oder Garn und nicht der Fasern selber. Diese Leitfähigkeit wird durch die besondere Anordnung der Fasern hervorgerufen, d.h. durch die Verdrehung oder Steigung gegenüber der Garnachse, nicht die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, Befeuchtbarkeit oder dem Kontaktwinkel zwischen Festkörper und Flüssigkeit, oder der Geometrie der festen Oberfläche mit der sich diese Erfindung beschäftigt. Die US-A- 4 707 409 beschreibt einen Vier-Flügel-Faden und eine Spinndüse, um solche Fäden herzustellen. Das Dokument erwähnt die Verwendung solcher Fäden wegen ihrer feuchtigkeitsaufsaugenden Wirkung in Textilgeweben. Es ist jedoch nichts über die Beziehung zwischen "Kontaktwinkel" und "Gestaltfaktor" erwähnt.
Wir haben ein solches Mittel entdeckt, und zwar bei Verwendung bestimmter Fasern, die fähig sind, wäßrige Flüssigkeiten auf ihrer Oberfläche zu transportieren.
Das Flüssigkeits-Transportverhalten in Einzelfasern wurde in einem begrenzten Ausmaß im Stand der Technik untersucht (siehe beispielsweise A. M. Schwartz & F. W. Minor, J. Coll. Sci., 14, 572 (1959)).
Es gibt eine Reihe von Faktoren die das Fließen von Flüssigkeiten in faserförmigen Strukturen beeinflussen. Die Geometrie der Porenstruktur dieser Gewebe (Kapillarität), die Natur der festen Oberfläche (Oberflächenenergie, Kontaktwinkel), die Geometrie der festen Oberfläche (Oberflächenrauhheit, Vertiefungen etc.), die chemisch/physikalische Behandlung der festen Oberfläche (kaustische Hydrolyse, Plasmabehandlung, Pfropfen, Anwendung von hydrophoben/hydrophilen Ausrüstungen) und die chemische Natur der Flüssigkeit; all das beeinflußt die Flüssigkeitstransporteigenschaften in faserförmigen Strukturen.
Wir haben Fasern entdeckt, die eine einmalige Kombination von Eigenschaften haben, welche den spontanen Transport von wäßrigen Flüssigkeiten wie Wasser auf deren Oberfläche erlauben. Zuvor waren Fasern, welche zum spontanen Transport von wäßrigen Flüssigkeiten wie Wasser fähig waren, nicht bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine synthetische Faser, die in der Lage ist, Wasser auf deren Oberfläche spontan zu transportieren.
Die erfindungsgemäße Faser genügt der folgenden Gleichung:
(1-X cos Θa) ( O,
worin
Θa der vorstehende Kontaktwinkel des Wassers ist, gemessen an einer flachen Folie, hergestellt aus dem gleichen Material wie die Faser und mit der gleichen Oberflächenbehandlung, falls überhaupt,
X ist ein Formfaktor des Faserquerschnitts, der der folgenden Gleichung genügt:
X = Pw/4r + (π-2)D
worin
Pw der befeuchtete Umfang der Faser und r der Radius desjenigen umschriebenen Kreises ist, der den Faserquerschnitt umschreibt, und D ist die kleinere Achsendimension über den Faserquerschnitt.
Es wird vorgezogen, daß 2r/D größer als 1 ist, mehr bevorzugt wird, daß 2r/D zwischen 1,5 und 5 ist.
Es wird darüber hinaus bevorzugt, daß die Faser der vorliegenden Erfindung der folgenden Gleichung genügt:
γLA 12π 10-4/ p dpf (1-X cos Θa) ≤ -0,3
worin γLA die Oberflächenspannung des Wassers in Luft in Dyn/cm ist, p die Faserdichte in g/cm³ und dpf der Denier-Wert der einzelnen Faser.
Es wird vorgezogen, daß X größer als 1,2 ist, mehr bevorzugt zwischen etwa 1,2 und etwa 5, am meisten bevorzugt zwischen etwa 1,5 und etwa 3.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A - Illustration des Verhaltens eines Tropfens wäßriger Flüssigkeit auf einer gebräuchlichen Faser, welcher nicht spontan transportierbar ist, nachdem die ellipsoide Gestalt sich gebildet hat (t = 0). Der Winkel Θ gibt einen typischen Kontaktwinkel eines Tropfens auf einer Faser wieder. Die mit "LFA" bezeichneten Pfeile zeigen die Stelle der Flüssigkeits-Faser-Luft-Grenzfläche.
Fig. 1B - Illustrierung des Verhaltens eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit auf einer gebräuchlichen Faser, die nicht mit der Zeit t&sub1; (t&sub1; > 0) transportabel ist. Der Winkel Θ bleibt gleich wie in Fig. 1A. Die mit "LFA" bezeichneten Pfeile zeigen die Stelle der Flüssigkeits-Faser-Luft- Grenzfläche.
Fig. 1C - Illustrierung des Verhaltens eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit auf einer gebräuchlichen Faser, welche nicht spontan oberflächentransportierbar zur Zeit t&sub2; (t&sub2; > t&sub1;) ist. Der Winkel Θ bleibt der gleiche wie in Fig. 1A. Die mit "LFA" bezeichneten Pfeile zeigen die Stelle der Flüssigkeits-Faser-Luft-Grenzfläche.
Fig. 2A - Illustrierung des Verhaltens eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit, die gerade eine Faser kontaktiert hat, welche spontan transportfähig zur Zeit 0 ist. Die mit "LFA" bezeichneten Pfeile zeigen die Stelle der Flüssigkeits- Faser-Luft-Grenzfläche.
Fig. 2B - Illustrierung des Verhaltens eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit auf einer Faser, die spontan transportfähig zur Zeit t&sub1; (t&sub1; > 0) ist. Die mit "LFA" bezeichneten Pfeile zeigen die Stelle der Flüssigkeits-Faser- Luft-Grenzfläche.
Fig. 2C - Illustrierung des Verhaltens eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit auf einer Faser, die spontan transportfähig ist zur Zeit = t&sub2; (t&sub2; > t&sub1;) . Die mit "LFA" bezeichneten Pfeile zeigen die Stelle der Flüssigkeits-Faser- Luft-Grenzfläche.
Fig. 3 - Schematische Darstellung der Öffnung einer Spinndüse, die zur Herstellung von spontan transportfähigen Fasern brauchbar ist.
Fig. 4 - Schematische Darstellung einer Öffnung einer Spinndüse, die zur Herstellung einer spontan transportfähigen Faser brauchbar ist.
Fig. 6 - Schematische Darstellung einer Öffnung einer Spinndüse, die zur Herstellung einer spontan transportfähigen Faser fähig ist.
Fig. 6B - Schematische Darstellung der Öffnung einer Spinndüse, die zur Herstellung einer spontan transportfähigen Faser brauchbar ist.
Fig. 7 - Schematische Darstellung der Öffnung einer Spinndüse mit zwei wiederkehrenden Einheiten, die Kopf an Kopf verbunden sind mit einer Öffnung wie in Fig. 3 gezeigt.
Fig. 8 - schematische Darstellung der Öffnung einer Spinndüse mit zwei wiederkehrenden Einheiten die Kopf an Kopf verbunden sind mit einer Öffnung wie in Fig. 3 gezeigt.
Fig. 9 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, die unter Verwendung einer Spinndüse hergestellt wurde mit einer Öffnung wie in Fig. 3 gezeigt (die speziellen Dimensionen der Spinndüsenöffnung werden in Beispiel 1 beschrieben).
Fig. 10 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Polypropylen-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 3 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöf fnung sind in Beispiel 2 beschrieben).
Fig. 11 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Nylon-66-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 3 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöffnungen sind in Beispiel 2 beschrieben).
Fig. 12 - Schematische Darstellung des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 4 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöf fnung werden in Beispiel 8 beschrieben).
Fig. 13 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 5 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöffnung werden in Beispiel 9 beschrieben).
Fig. 14 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 7 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöffnung werden in Beispiel 10 beschrieben).
Fig. 15 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 8 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöffnung sind in Beispiel 11 beschrieben).
Fig. 15 - Schematische Darstellung eines Faserquerschnitts, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 3 gezeigt (Beispiel 1). Es wird eine typische Weise zur Bestimmung des Gestaltfaktors X verdeutlicht.
Fig. 17 - Mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 6 gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöffnung werden in Beispiel 12 beschrieben).
Fig. 17B - Schematische Darstellung des Querschnitts einer Poly(ethylenterephthalat)-Faser, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Öffnung wie in Fig. 6B gezeigt (spezifische Dimensionen der Spinndüsenöffnung werden in Beispiel 13 beschrieben).
Fig. 18A - Schematische Darstellung der Aufsicht einer Windel.
Fig. 18B - Schematische Darstellung einer Explosionsansicht einer Windel entlang des Schnitts 1B der Hauptachse der Windel.
Fig. 19 - Schematische Darstellung einer Explosionsansicht einer Windel entlang der Hauptachse der Windel. Die aus den erfindungsgemäßen Fasern hergestellte Schicht ist unterhalb der Oberschicht und oberhalb dem absorbierenden Kern angeordnet.
Fig. 20 - Schematische Darstellung der Explosionsansicht einer Windel entlang der Hauptachse der Windel. Die aus den erfindungsgemäßen Fasern hergestellte Schicht ist unterhalb des absorbierenden Kerns und oberhalb der Rückschicht angeordnet.
Fig. 21 - Schematische Darstellung einer Explosionsansicht einer Windel entlang der Hauptachse der Windel. Die aus den erfindungsgemäßen Fasern hergestellte Schicht wird innerhalb des absorbierenden Kerns angeordnet.
Fig. 22 - Schematische Darstellung einer Explosionsansicht einer Windel entlang der Hauptachse der Windel. Die Stapelfasern, die aus erfindungsgemäßen Fasern hergestellt wurden, sind in dem absorbierenden Kern.
Fig. 23A - Schematische Darstellung der Aufsicht einer Windel. Die Linien in der aufgeschnittenen Ansicht stellen Taue dar, die aus Fasern der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden und welche im wesentlichen parallel verlaufen und über die ganze Länge der Windel verlaufen.
Fig. 23B - Schematische Darstellung der Aufsicht einer Windel. Die Linien in der aufgeschnittenen Ansicht zeigen eine Lage, die aus erfindungsgemäßen Fasern hergestellt wurde und welche im wesentlichen parallel verlaufen und sich über mehr als die Hälfte der Windel erstrecken.
Fig. 24 - Schematische Darstellung der Aufsicht einer Windel. Die Linien in der aufgeschnittenen Ansicht zeigen eine engverpackte Lage (hergestellt aus erfindungsgemäßen Fasern) in der Begegnungszone und die Lage ist am Ende verschweift.
Fig. 25 - Schematische Darstellung der Aufsicht einer Windel. Die Linien in der aufgeschnittenen Ansicht zeigen eine Lage, die aus Fasern der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Die Hauptachse der Lage ist gegenüber der Hauptachse der Windel mit einem Winkel von 30ºC geneigt.
Fig. 26 - Schematische Darstellung einer Expolsionsansicht einer Windel entlang der Hauptachse der Windel. Die aus erfindungsgemäßen Fasern hergestellte Lage wird oberhalb und unterhalb des absorbierenden Kerns angeordnet.
Fig. 27 - Graph der Tintenzurückhaltkapazität in Gramm (g) versus Patronendichte in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) für einen Tintenpatrone aus Fasern der vorliegenden Erfindung (Kurve bezeichnet mit "4SW") und für eine Tintenpatrone aus Fasern des Standes der Technik mit rundem Querschnitt (Kurve mit "rund" bezeichnet).
Fig. 28 - Graphische Darstellung Prozent verbleibende Tinte versus Patronendichte (g/cm³) für eine Tintenpatrone aus Fasern der vorliegenden Erfindung (Kurve bezeichnet mit "4SW") und für eine Tintenpatrone aus Fasern des Standes der Technik mit rundem Querschnitt (Kurve mit "rund" bezeichnet).
Fig. 29 - Graphische Darstellung von brauchbarer Tinte (g) versus Patronendichte (g/cm³) für eine Tintenpatrone aus Fasern der vorliegenden Erfindung (Kurve mit "4SW" bezeichnet) und für eine Tintenpatrone aus Fasern des Standes der Technik mit rundem Querschnitt (Kurve mit "rund" bezeichnet).
Fig. 30 - Graphische Darstellung des Verhältnisses von brauchbarer Tinte (g)/Fasergewicht (g) versus Patronendichte (g/cm³) für eine Tintenpatrone aus Fasern der vorliegenden Erfindung (Kurve mit "4SW bezeichnet) und für eine Tintenpatrone aus Fasern nach dem Stand der Technik mit rundem Querschnitt (Kurve mit "rund" bezeichnet).
Fig. 31A - Schematische Darstellung der gewünschten Vertiefung in einem Faserauerschnitt.
Fig. 31B - Schematische Darstellung der gewünschten Vertiefung in einem Faserquerschnitt.
Fig. 31C - Schematische Darstellung einer gewünschten Vertiefung in einem Faserouerschnitt, welche eine Vertiefung, die vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, zeigt.
Fig. 32A - Schematische Darstellung einer Vertiefung wo eine Überbrückung des Faserquerschnitts möglich ist.
Fig. 32B - Schematische Darstellung einer Vertiefung wo eine Überbrückung des Faserquerschnitts möglich ist.
Fig. 32C - Schematische Darstellung einer Vertiefung die die Überbrückung der Vertiefung durch eine Flüssigkeit darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die drei wichtigen fundamentalen Variablen für das Flüssigkeitstransportverhalten sind (a) Oberflächenspannung der Flüssigkeit, (b) Befeuchtbarkeit oder Kontaktwinkel des Feststoffes gegenüber der Flüssigkeit und (c) Geometrie der festen Oberfläche. Typischerweise ist die Befeuchtbarkeit einer festen Oberfläche durch eine Flüssigkeit durch den Kontaktwinkel gekennzeichnet den die flüssige Oberfläche (Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche) mit der festen Oberfläche (Gas-Festkörper-Oberfläche) ausmacht. Typischerweise weist ein Flüssigkeitstropfen, der auf einer festen Oberfläche aufgebracht wird, einen Kontaktwinkel Θ gegenüber der festen Oberfläche auf, wie in Fig. 1A gezeigt. Wenn dieser Kontaktwinkel geringer als 90º ist, dann wird der Festkörper als durch die Flüssigkeit befeuchtet angesehen. Wenn jedoch der Kontaktwinkel größer als 90º ist, wie beispielsweise bei Wasser auf Teflon-Oberfläche, wird der Festkörper nicht durch die Flüssigkeit benetzt. Folglich ist es erwünscht einen minimalen Kontaktwinkel für eine gesteigerte Benetzbarkeit zu erhalten, aber dieser muß tatsächlich geringer als 90º sein. Der Kontaktwinkel hängt jedoch auch von Oberflächeninhomogenitäten (chemische und physikalische, wie beispielsweise Rauheit), Verunreinigungen, chemische/physikalische Behandlung der festen Oberfläche sowie der Natur der flüssigen Oberfläche und deren Verunreinigung ab. Die freie Energie der Oberfläche des Festkörpers beeinflußt weiterhin das Benetzungsverhalten. So niedriger die Oberflächenenergie des Feststoffes ist, so schwieriger ist es, den Festkörper mit Flüssigkeiten mit hoher Oberflächenspannung zu benetzen. Folglich wird beispielsweise Teflon, das eine niedrige Oberflächenenergie hat, nicht mit Wasser benetzt (Kontaktwinkel des Teflon-Wasser-Systems ist 112º). Es ist jedoch möglich, die Oberfläche von Teflon mit einem monomolekularen Proteinfilm zu behandeln, wodurch eine deutliche Steigerung des Benetzungsverhaltens erhalten wird. Folglich ist es möglich die Oberflächenenergie von Faseroberflächen durch geeignete Schmiermittel/Appreturen so zu modifizieren, das ein Flüssigkeitstransport gefördert wird. Der Kontaktwinkel von Polyethylenterephthalat (PET), Nylon 66 und Polypropylen gegenüber Wasser ist 80º, 71º und 108º jeweils. Folglich ist Nylon 66 besser benetzbar als PET. Bei Polypropylen ist jedoch der Kontaktwinkel > 90º und folglich ist es nicht mit Wasser benetzbar.
Die zweite Eigenschaft von fundamentaler Wichtigkeit für das Phänomen des Flüssigkeitstransports ist die Oberflächenspannung der Flüssigkeit.
Die dritte Eigenschaft mit fundamentaler Wichtigkeit für das Phänomen des Flüssigkeitstransports ist die Geometrie der Oberfläche. Obwohl es bekannt ist, daß Vertiefungen im allgemeinen den Flüssigkeitstransport fördern, haben wir ganz bestimmte Geometrien und Anordnungen aus tiefen und engen Vertiefungen auf Fasern und Behandlungen davon entdeckt, die spontanen Oberflächentransport wäßriger Flüssigkeiten in Einzelfasern ermöglichen. Folglich haben wir Fasern entdeckt mit einer Eigenschaftskombination, wobei die individuelle Faser zum spontanen Transport von Wasser an dessen Oberfläche befähigt wird.
Die bestimmte Geometrie der tiefen und engen Vertiefungen ist sehr wichtig. Beispielsweise wie in Fig. 31A, 31B und 31C gezeigt, sind Vertiefungen, die die Eigenschaft haben, daß die Breite der Vertiefung bei beliebiger Tiefe gleich oder geringer als die Breite der Vertiefung am Eingang der Vertiefung bevorzugt gegenüber jenen Vertiefungen, die dieses Kriterium nicht erfüllen (beispielsweise Vertiefungen wie in Fig. 32A, 32B und 32C) gezeigt. Wenn die bevorzugte Vertiefung nicht erreicht wird, ist ein Überbrücken" der Flüssigkeit über die Verengung möglich und somit wird der effektive benetzte Umfang (Pw) vermindert. Dementsprechend wird es bevorzugt, daß Pw im wesentlichen gleich dem geometrischen Umfang ist.
"Spontan transportfähig" und abgeleitete Begriffe hiervon beziehen sich auf das Verhalten der Flüssigkeit im allgemeinen und insbesondere auf einen Flüssigkeitstropfen, typischerweise Wasser, der, wenn er mit einer Einzelfaser in Kontakt gebracht wird, über die Faser verteilt wird. Ein solches Verhalten steht einem normalen Verhalten des Tropfens gegenüber, wobei dieser eine statische ellipsoide Gestalt mit einem gleichförmigen Kontaktwinkel an der Grenzfläche von Flüssigkeit und fester Faser einnimmt. Es ist offensichtlich, daß die Bildung des ellipsoiden Tropfens in kurzer Zeit stattfindet, aber danach stationär bleibt. Die Fig. 1A - 1C und 2A - 2C zeigen den fundamentalen Unterschied dieser Verhaltensweisen. Der entschiedene Faktor ist Bewegung der Stelle der Luft-, Flüssigkeits-, Festkörper-Grenzfläche mit der Zeit. Wenn eine solche Grenzfläche gerade nach Kontakt der Flüssigkeit mit der Faser sich bewegt, dann ist die Faser spontan transportfähig; falls eine solche Grenzfläche stationär ist, ist die Faser nicht spontan transportfähig. Das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit ist leicht mit dem unbewaffneten Auge bei langen Fäden zu beobachten (> 20 Denier pro Faden (dpf) oder > 22,22 dtex), aber es kann ein Mikroskop erforderlich sein, um die Fasern zu beobachten, wenn sie weniger als 22,22 dtex (20 dpf) sind. Gefärbte Flüssigkeiten können leichter beobachtet werden, aber das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit ist nicht von der Farbe abhängig. Es ist möglich, daß über den Umfang der Faser Bereiche vorhanden sind, in denen die Flüssigkeit sich schneller bewegt als in anderen Bereichen, In einem solchen Fall erstreckt sich die Luft-, Flüssigkeits-, Festkörper-Grenzfläche tatsächlich über eine Länge der Faser. Folglich sind solche Fasern auch dahingehend spontan transportfähig, daß die Luft-, Flüssigkeits-, Festkörper-Grenzfläche sich bewegt im Gegensatz zum stationären Zustand.
Spontane Transportfähigkeit ist im allgemeinen ein Oberflächenphänomen; das bedeutet, daß die Bewegung der Flüssigkeit auf der Oberfläche der Faser stattfindet. Es ist jedoch möglich und in manchen Fällen auch erwünscht, daß das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit zusammen mit Absorption der Flüssigkeit in die Faser auftritt. Das für das unbewaffnete Auge sichtbare Verhalten hängt von der relativen Absorptionsrate gegenüber der spontanen Transportfähigkeit ab. Beispielsweise wird ein Flüssigkeitstropfen, falls die relative Absorptionsrate groß ist, so daß das meiste der Flüssigkeit in die Faser absorbiert wird, mit sehr wenig Bewegung der Luft-, Flüssigkeits-, Festkörper-Grenzfläche entlang der Faseroberfläche verschwinden, wohingegen ein Verhalten wie in Fig. 2A - 2C dargestellt zu beobachten ist, wenn die Absorptionsrate gering ist im Vergleich zur Rate der spontanen Transportfähigkeit. In der Fig. 2A wird ein Tropfen aus wäßriger Flüssigkeit gerade auf die Faser aufgebracht (Zeit = 0). In der Fig. 2B, nach einem Zeitintervall (Zeit = t&sub1;) beginnt die Flüssigkeit spontan bewegt zu werden. In der Fig. 2C, nach einem zweiten Zeitintervall (Zeit = t&sub2;) ist die Flüssigkeit entlang der Faseroberfläche weiterbewegt worden als zur Zeit = t&sub1;.
Eine erfindungsgemäße Faser ist in der Lage, Wasser spontan auf deren Oberfläche zu transportieren. Destilliertes Wasser kann eingesetzt werden, um das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit zu untersuchen; es ist jedoch häufig erwünscht, eine geringere Menge eines Färbemittels in das Wasser aufzunehmen, um den spontanen Transport des Wassers besser beobachten zu können, so lange das Wasser mit dem Färbemittel sich im wesentlichen genauso verhält wie reines Wasser unter den Untersuchungsbedingungen. Wir haben festgestellt, daß Syltint Poly Red (Warenzeichen) von Milliken Chemicals eine brauchbare Lösung zur Untersuchung des Phänomens der spontanen Transportfähigkeit darstellt. Die Syltint-Poly-Red-Lösung kann unverdünnt und verdünnt eingesetzt werden, beispielsweise bis zu etwa 50x mit Wasser.
Zusätzlich, zur Fähigkeit Wasser zu transportieren ist die erfindungsgemäße Faser in der Lage, eine Vielzahl anderer wäßriger Flüssigkeiten spontan zu transportieren. Wäßrige Flüssigkeiten sind jene Flüssigkeiten die etwa 50 % oder mehr Wasser in Gew.-% umfassen, vorzugsweise etwa 75 % oder mehr Wasser in Gew.-%, am meisten bevorzugt etwa 90 Gew.-% oder mehr Wasser. Bevorzugte wäßrige Flüssigkeiten sind Körperflüssigkeiten, insbesondere menschliche Körperflüssigkeiten. Solche bevorzugten Flüssigkeiten schließen ein sind aber nicht beschränkt auf Blut, Urin, Schweiß und dgl. Andere bevorzugte wäßrige Flüssigkeiten schließen beispielsweise wäßrige Tinten ein.
Zusätzlich zur Fähigkeit, wäßrige Flüssigkeiten zu transportieren, ist eine erfindungsgemäße Faser auch in der Lage, eine alkoholische Flüssigkeit auf deren Oberfläche zu transportieren. Alkoholische Flüssigkeiten sind jene Flüssigkeiten, die mehr als etwa 50 Gew.-% einer alkoholischen Verbindung der Formel
R-OH
enthalten, wobei R eine aliphatische oder aromatische Gruppe ist mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen. Es wird bevorzugt, daß R eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, bevorzugter werden 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Beispiele solcher Alkohole schließen Methanol, Ethanol, n-Propanol und Isopropanol ein. Bevorzugte alkoholische Flüssigkeiten umfassen etwa 70 oder mehr Gew.-% eines geeigneten Alkohols. Bevorzugte alkoholische Flüssigkeiten schließen antimikrobielle Mittel ein, wie beispielsweise Desinfektionsmittel und Alkoholbasierte Tinten.
Dementsprechend richtet sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Verfahren zum spontanen Transport einer wäßrigen Flüssigkeit (was Wasser einschließt) oder einer alkoholischen Flüssigkeit auf der Oberfläche davon. Deshalb kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als ein Verfahren für den spontanen Transport einer wäßrigen Flüssigkeit beschrieben werden, umfassend das Inkontaktbringen einer Faser nach der vorliegenden Erfindung mit einer wäßrigen Flüssigkeit. Darüber hinaus kann ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren als ein Verfahren für den Spontantransport einer alkoholischen Flüssigkeit beschrieben werden, umfassend das Inkontaktbringen einer erfindungsgemäßen Faser mit einer alkoholischen Flüssigkeit. Sobald die wäßrige Flüssigkeit oder die alkoholische Flüssigkeit die Faser kontaktiert, wird die wäßrige Flüssigkeit oder die alkoholische Flüssigkeit spontan transportiert werden. In vielen Einsatzgebieten ist es vorzuziehen, einen Teil der Faser in Kontakt mit einer Quelle für wäßrige Flüssigkeiten zu halten und einen anderen Teil der Faser in Kontakt mit einer Senke (der Begriff "Senke" wird im folgenden definiert werden).
Erfindungsgemäße Fasern haben die einzigartige Eigenschaft, wäßrige oder alkoholische Flüssigkeit auf deren Oberfläche spontan zu transportieren. Da all diese Fasern begrenzte Längen haben, beispielsweise eine Lage in einer Windel, die an den Enden der Windel beginnt und endet oder eine Stapelfaser einer spezifizierten Schnittlänge, endet die Fähigkeit, eine Flüssigkeit zu bewegen, sobald die Flüssigkeit die Enden der Faser erreicht, wenn nicht SenkenJ für die Flüssigkeit vorhanden sind. Senken können beispielsweise flockiger Faserstoff oder superabsorbierende Gele, Pulver oder Fasern sein. Idealerweise werden zur Maximierung der Brauchbarkeit der Erfindung drei wesentliche Eigenschaften erwünscht:
(1) eine Quelle für die geeignete zu bewegende Flüssigkeit,
(2) der spontane Oberflächentransport solcher Flüssigkeiten, die die Bewegung der Flüssigkeit initiiert und die Räume füllt, durch die die Flüssigkeit bewegt wird, nachdem die Faseroberfläche "voll" mit Flüssigkeit ist und die treibende Kraft für den spontanen Transport nicht länger existieren und
(3) eine Senke oder Senken für solche Flüssigkeiten, die in engem Kontakt mit der Faser an einer oder mehreren Stellen entlang der Länge jeder individuellen Faser sind.
Die praktische Bedeutung dieser drei Eigenschaften, kann beispielsweise bei einer Windel, gesehen werden, die innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung bei einem typischen Einsatz liegt. Die Flüssigkeitsouelle ist Urin und sie wird in deutlichen Mengen in einer im wesentlichen periodischen Weise abgegeben. Nach der ersten Urinabgabe wird dieser entlang der Faser spontan transportiert bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Quelle trocken ist (hier ist ein Kontakt von mindestens etwa 10 s erforderlich) oder die Flüssigkeit in Kontakt mit einer Senke kommt. Wie hier gebraucht, definiert der Begriff "Senke" eine Struktur, die eine größere Affinität für die wäßrige Flüssigkeit als die Faser hat. Geht man davon aus, daß die Flüssigkeitsquelle noch vorhanden ist, wird die Faser nun als eine Zuleitung zu der Senke dienen bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Quelle versiegt. Es ist klar, daß die Senken genügend weit von der Quelle entfernt sein müssen, falls eine deutliche Bewegung gewünscht wird (z.B. äußerer Bereich der Windel). Richtig gestaltete Kapillarstrukturen mit Fäden von rundem Querschnitt können spontane Flüssigkeitsbewegung zeigen. Die Kapillarstruktur hängt jedoch von der Anordnung benachbarter Fäden ab und wenn sie sich aus dieser Anordnung herausbewegen, findet keine Flüssigkeitsbewegung statt. Ein einzigartiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die individuellen Fasern spontan wäßrige Flüssigkeiten transportieren, ohne daß benachbarte Filamente erforderlich sind. Dies ermöglicht viele Vorteile, beispielsweise die Bewegung von Flüssigkeit über eine viel größere Oberfläche. Im allgemeinen kommt es zu mehr als einer Urinierung bevor eine Windel gewechselt wird. Die zweite Urinierung (Quelle - an der Begegnungszone) wird wieder durch die Faserleitung in die geeigneten Senken transportiert werden. Möglicherweise ist die Eigenschaft der spontanen Transportfähigkeit von geringerer Bedeutung beim zweiten Mal als bei der ersten Urinierung, da die Kanäle teilweise oder vollständig mit der Flüssigkeit gefüllt sind. Ohne das Merkmal der spontanen Transportfähigkeit findet jedoch relativ wenig Flüssigkeitsbewegung statt und der Quellenbereich der Windel (das ist die Begegnungszone) bleibt sehr feucht, wohingegen der Rest der Windel sehr trocken bleibt.
Die erfindungsgemäßen Fasern können aus irgendeinem Material sein, von dem im Stand der Technik bekannt ist, daß es fähig ist, einen Querschnitt mit der gewünschten Geometrie zu bilden. Bevorzugte Materialien, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, sind Polyester.
Das im Einsatz der vorliegenden Erfindung bevorzugte Polyester- Material umfaßt Polyester oder Copolyester die im Stand der Technik gut bekannt sind und hergestellt werden können unter Verwendung von Standardverfahren wie beispielsweise der Polymerisierung von Dicarbonsäuren oder Estern davon und Glykolen. Die bei der Herstellung von Polyester und Copolyestern eingesetzten Dicarbonsäure-Verbindungen sind für einen Fachmann gut bekannt und schließen beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, p,p'-Diphenyl-dicarbonsäure, p,p'-Dicarboxydiphenylethan, p,p'-Dicarboxydiphenylhexan, p,p'- Dicarboxydiphenylether, p,p'-Dicarboxyphenoxyethan und dgl. und die Dialkylester davon, welche 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatome in der Alkyl-Gruppe davon enthalten.
Geeignete aliphatische Glykole zur Herstellung der Polyester und Copolyester sind acyclische und alicyclische aliphatische Glykole mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere jene, die durch die allgemeine Formel HO(CH&sub2;)pOH dargestellt werden, worin p eine ganze Zahl ist mit einem Wert von 2 bis etwa 10, wie beispielsweise Ethylenglykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol und Pentamethylenglykol, Decamethylenglykol und dgl.
Andere geeignete aliphatische Glykole schließen ein 1,4- Cyclohexandimethanol, 3-Ethyl-1,5-pentandiol, 1,4-Xylylol, Glykol, 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol und dgl. Es können auch Hydroxycarboxyl-Verbindungen vorhanden sein wie 4- Hydroxybenzoesäure, 4-Hydroxyethoxybenzoesäure oder beliebige andere Hydroxylcarboxyl-Verbindungen, die als brauchbar im Stand der Technik bekannt sind.
Es ist auch bekannt, daß Mischungen der vorstehend genannten Dicarbonsäure-Verbindungen oder Mischungen der aliphatischen Glykole eingesetzt werden können und daß eine geringere Menge der Dicarbonsäure-Komponente im allgemeinen bis zu etwa 10 Mol.-% ersetzt werden kann durch andere Säuren oder Modifizierer wie Adipinsäure, Sebacinsäure oder Ester davon oder mit Modifizierern, die die Polymere mit einer verbesserten Färbbarkeit ausstatten. Zusätzlich kann man auch einschließen Pigmente, Mattierungsmittel oder optische Aufheller mittels bekannter Verfahren und in bekannten Mengen.
Der zum Einsatz der vorliegenden Erfindung am meisten bevorzugte Polyester ist Poly(ethylenterephthalat) (PET).
Andere Materialien, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fasern eingesetzt werden können, schließen ein Polyamide wie Nylon, beispielsweise Nylon 66 oder Nylon 6, Polypropylen, Polyethylen und Celluloseester wie Cellulosetriacetat oder Cellulosediacetat.
Eine erfindungsgemäße Einzelfaser hat vorzugsweise einen Denier-Wert von etwa zwischen 3 und etwa 1000 (etwa 3,33 und etwa 1111,11 dtex), bevorzugter etwa zwischen 10 und etwa 70 (etwa 11,11 und etwa 77,78 dtex).
Die erfindungsgemäßen Fasern sind vorzugsweise einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt worden. Solche eine Oberflächenbehandlung kann oder kann nicht kritisch sein, um die erforderliche spontane Transporteigenschaft zu erhalten. Die Natur und die Bedeutung einer solchen Oberflächenbehandlung für eine bestimmte Faser kann von einem Fachmann mit Hilfe von Routineexperimenten unter Einsatz bekannter Verfahren und/oder wie hier offenbart, ermittelt werden. Eine bevorzugte Oberflächenbehandlung besteht in der Beschichtung der Oberfläche der Faser mit eine hydrophilen Schmiermittel. Eine solche Beschichtung wird typischerweise gleichförmig aufgebracht mit einem Level von mindestens 0,05 Gew.-%, wobei 0,1 bis etwa 2 Gew.-% bevorzugt werden. Bevorzugte hydrophile Schmiermittel schließen ein, Schmiermittel, die auf Kaliumlaurylphosphat basieren, umfassend etwa 70 Gew.-% Polyethylenglykol-600-monolaurat.
Eine andere Oberflächenbehandlung besteht darin, die Fasern einer Sauerstoffplasma-Behandlung zu unterwerfen, wie beispielsweise gelehrt wird durch Plastics Finishing and Decoration, Kapitel 4, Herausgeber Don Satas, Van Nostrand Reinhold Company (1986).
Die neuen Spinndüsen der vorliegenden Erfindung müssen eine bestimmte Geometrie aufweisen, um Fasern zu erzeugen, die wäßrige Flüssigkeiten spontan transportieren.
In der Fig. 3 ist W zwischen 0,064 Millimeter (mm) und 0,12 mm. PX&sub2; ist 4W +4W-1W; X&sub4; ist 2W ± 0,5W; X&sub6; ist 6 W +4W-2W. X&sub8; ist 6W +5W-2W. X&sub1;&sub0; ist 7W +5W-2W; X&sub1;&sub2; ist 9W +5W-1W. X&sub1;&sub4; ist 10 W +5W-2W; X&sub1;&sub6; ist 11W +5W-2W; X&sub1;&sub8; ist 6W +5W-2W. Θ&sub2; ist 30º ± 30º; Θ&sub4; ist 45º ± 45º; Θ&sub6; ist 30º ± 30º; und Θ&sub8; ist 45º ± 45º.
In der Fig. 4 ist W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm; PX&sub2;&sub0; ist 17W +5W-2W. X&sub2;&sub2; ist 3W + W; X&sub2;&sub4; ist 4W ± 2W; X&sub2;&sub6; ist 60W +8W-4W; X&sub2;&sub8; ist 17W +5W-2W; X&sub3;&sub0; ist 2W ± 0,5W; X&sub3;&sub2; ist 72W +10W-5W; und Θ&sub1;&sub0; ist 45º ± 15º. Zusätzlich kann jedes Bein in Länge von 0 bis X&sub2;&sub6;/2 variieren und jedes Bein A kann in Länge von 0 bis tan (90-Θ&sub1;&sub0;) [X&sub2;&sub6;/2 - X&sub2;&sub4;] variieren.
In der Fig. 5 ist W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm;
X&sub3;&sub4; ist 2W ± 0,5W; X&sub3;&sub6; ist 58W +20W-10W. X&sub3;&sub8; ist 24W +20W-6W; Θ&sub1;&sub2; ist 20º +15º-10º; Θ&sub1;&sub4; ist 180º-2Θ&sub1;&sub2;/n-1; und n = Anzahl der Beine pro 180º = 2 bis 6.
In der Fig. 6 ist W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm;
X&sub4;&sub2; ist 6W +4W-2W. X&sub4;&sub4; ist 11W ± 5 W; X&sub4;&sub6; ist 11W ± 5W; X&sub4;&sub8; ist 24W ± 10 W; X&sub5;&sub0; ist 38W ± 13 W; X&sub5;&sub2; ist 3W +3W-1W; X&sub5;&sub4; ist 6W +6W-2W; X&sub5;&sub6; ist 11W ± 5W; X&sub5;&sub8; ist 7W ± 5W; X&sub6;&sub0; ist 17W ± 7W; X&sub6;&sub2; ist 28W ± 11W; X&sub6;&sub4; ist 24 W ± 10W; X&sub6;&sub6; ist 17W ± 7W; X&sub6;&sub8; ist 2W ± 0,5W; Θ&sub1;&sub6; ist 45º +30º-15º; Θ&sub1;&sub8; ist 45º ± 15º und Θ&sub2;&sub0; ist 45º ± 15º.
In der Fig. 6B ist W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm,
X&sub7;&sub2; ist 8W +4W-2W. X&sub7;&sub4; ist 8W +4W-2W; X&sub7;&sub6; ist 12W ± 4W; X&sub7;&sub8; ist 8W ± 4W; X&sub8;&sub0; ist 24W ± 12W; X&sub8;&sub2; ist 18W ± 6W; X&sub8;&sub4; ist 8W +4W-2W. X&sub8;&sub6; ist 16W ± 6W; X&sub8;&sub8; ist 24W ± 12W; X&sub9;&sub0; ist 18W ± 6W; X&sub9;&sub2; ist 2W ± 0,5W; Θ&sub2;&sub2; ist 135º ± 30º; Θ&sub2;&sub4; ist 90º ± +45º-30º; Θ&sub2;&sub6; ist 45º ± 15º; Θ&sub2;&sub8; ist 45º ± 15º; Θ&sub3;&sub0; ist 45º ± 15º; Θ&sub3;&sub2; ist 45º ± 15º; Θ&sub3;&sub4; ist 45º ± 15º; Θ&sub3;&sub6; ist 45º ± 15º; und Θ&sub3;&sub8; ist 45º ± 15º.
Die in der Figur 7 abgebildete Spinndüsenöffnung enthält zwei wiederkehrende Einheiten der Spinndüse die in Fig. 3 abgebildet wird, weshalb die gleichen Dimensionen für Fig. 3 wie für Fig. 7 gelten. Gleichermaßen enthält die in Fig. 8 abgebildete Spinndüsenöffnung vier wiederkehrende Einheiten der Spinndüsenöffnung wie in Fig. 3 abgebildet, weshalb die gleichen Dimensionsangaben für die Fig. 3 wie für die Fig. 8 gelten.
Fig. 16 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung des Gestaltfaktors X des Faserquerschnitts. In der Fig. 16 ist r = 37,5 mm, Pw = 355,1 mm, D = 49,6 mm; folglich ergibt sich für den Faserquerschnitt nach Fig. 16:
X = 355,1/4 x 37,5 + (π - 2) 49,6 = 1,72
Die erfindungsgemäße Faser wird vorzugsweise in einen absorbierenden Gegenstand aufgenommen, indem man sich die Bewegung oder den Transport von wäßrigen Flüssigkeiten wünscht. Solche absorbierende Gegenstände schließen ein sind aber nicht beschränkt auf Windeln, Inkontinenzeinlagen, Frauenhygieneartikel wie Tampons, Tuschepatronen, Wischtücher und dgl. Die Fig. 18A zeigt schematisch in Aufsicht eine typische Windel und die Fig. 18B zeigt in einer Expolsionsansicht eine typische Windel entlang der Hauptachse der Windel.
Die erfindungsgemäße Faser kann in Form gekräuselter oder nichtgekräuselter Garne (Seile) oder als Stapelfasern vorliegen, umfassend eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Fasern.
Ein erfindungsgemäßer absorbierender Gegenstand umfaßt zwei oder mehrere erfindungsgemäße Fasern, worin mindestens ein Teil der Faser nahe dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands angeordnet sind und mindestens ein Teil derselben Fasern entfernt von dem Zentrum des absorbierenden Gegenstandes angeordnet sind; und wobei diese Fasern in Kontakt mit einer wäßrigen Flüssigkeit über mindestens 10 s nahe dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands gebracht werden können; und wobei abseits von dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands eine oder mehrere Senken in dem absorbierenden Gegenstand vorhanden sind, die in Kontakt mit der Faser stehen. Wie in diesem Zusammenhang gebraucht bedeutet "nahe dem Zentrum" des absorbierenden Gegenstands das geometrische Zentrum und der Bereich bestehend aus 50 Bereichsprozenten des gesamten Gegenstands, die unmittelbar das geometrische Zentrum umgeben; "abseits von dem Zentrum" des absorbierenden Gegenstands bedeutet die verbleibenden 50 Bereichsprozent, die nicht nah dem Zentrum des Gegenstands sind. Bevorzugte Senken sind flockiger Stoff, superabsorbierende Materialien und Kombinationen davon. Es wird bevorzugt daß die Senken in Kontakt mit einer gegebenen Faser nahe dem Ende dieser Faser in dem Bereich abseits von dem Zentrum des Gegenstands stehen. Wie in diesem Zusammenhang gebraucht, bezieht sich der Ausdruck "nahe dem Ende" der Faser auf das tatsächliche Ende einer Faser oder dem Bereich am Ende, der 10 % der Faserlänge ausmacht.
Ein erfindungsgemäß bevorzugter absorbierender Gegenstand umfaßt eine Windel oder eine Inkontinenzeinlage mit einer Hauptachse und einer Nebenachse und einer Länge, der die Breite überschreitet, was eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen absorbierenden Kern umfaßt, wobei dieser mindestens eine absorbierende Schicht umfaßt und wobei der Gegenstand darüber hinaus eine erfindungsgemäße Lage (Garn, Seil) enthält. Das Garn kann gekräuselt oder nicht gekräuselt sein.
Das Garn des absorbierenden Gegenstands kann an verschiedenen Plätzen mit unterschiedlicher räumlicher Orientierung angeordnet sein. Beispielsweise kann das Garn gleichförmig über den Gegenstand insgesamt oder einen Teil der Breite erstreckt sein und die Fasern des Garns können im wesentlichen parallel zu der Hauptachse des Gegenstands sein und sich von etwa der Hälfte bis zu etwa der vollen Länge des Gegenstands erstrecken (siehe Fig. 23B).
Alternativ können die Garnfasern im wesentlichen parallel zur Hauptachse der Windel verlaufen und sich über etwa die Länge der Windel erstrecken (siehe Fig. 23A).
Im Einsatz der erfindungsgemäßen Lage aus Fasern in einem absorbierenden Gegenstand wie einer Windel, kann Urin auf eine größere Oberfläche der Windel verteilt werden. Folglich kann die Menge an superabsorbierendem Material, das in der Windel erforderlich ist, vermindert werden und die Windeloberfläche wird trockener.
Beim Gebrauch der Fasern der vorliegenden Erfindung in einer Windelkonstruktion wird es bevorzugt, daß mindestens eines der folgenden Vorteile realisiert wird.
(i) Die effektive Windeloberfläche, die für die Urin/wäßrige Flüssigkeits-Bewegung verfügbar ist, nimmt um 5 % bis 30 % zu.
(ii) Die Menge des in der Windel eingesetzten superabsorbierenden Materials vermindert sich um 2 % bis 25 %.
(iii) Die Windel ist um etwa 2 % bis 15 % dünner.
(iv) Die Durchschlags (Sekunden)/Wiederbefeuchtungs (Gramm)-Antworten wie gemessen durch den in der US- A-4 324 247 beschriebenen Durchbruch/Wiederbefeuchtungstest verbessert sich, wobei der Durchschlag um etwa 2 bis etwa 50 % reduziert wird und die Wiederbefeuchtung um etwa 2 bis etwa 70 % reduziert wird. Im Vergleich zu äquivalenten Strukturen ohne erfindungsgemäße Fasern (Taue). Daraus ergibt sich daß die Grenzfläche zwischen Windel und Träger trockener bleibt.
Die Faseransammlung kann in dem absorbierenden Gegenstand an einer beliebigen Stelle angeordnet werden, wobei dies zu einem insgesamt günstigen Effekt führt. Beispielsweise können die Fasern zwischen der Oberschicht und dem absorbierenden Kern angeordnet sein, eingebracht in den absorbierenden Kern, zwischen dem absorbierenden Kern und der Rückschicht oder multiple Kombinationen davon.
Die Oberschicht des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands kann aus einem beliebigen Material hergestellt werden, wie es im Stand der Technik hierfür bekannt ist. Solche Materialien schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Celluolse oder Kunstseide; bevorzugt wird Polypropylen. Die Oberschicht ist die Schicht, die dazu bestimmt ist, in Kontakt mit dem Körper während des typischen Einsatzes zu stehen. Eine solche Oberschicht wird im Stand der Technik alternativ auch als "Verkleidungsschicht" bezeichnet und besteht im allgemeinen aus einem Gewebe von kurzen und/oder langen Fasern.
Die Rückschicht des absorbierenden erfindungsgemäßen Gegenstands kann aus irgendeinem Material hergestellt werden, das im Stand der Technik zu diesem Zweck bekannt ist. Solche Materialien schließen ein sind aber nicht begrenzt auf Polyethylen, Polyester oder Polypropylen, wobei Polyethylen bevorzugt wird.
Die Rückschicht ist im allgemeinen gegenüber Körperflüssigkeiten wie Urin undurchlässig.
Der absorbierende Kern des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands umfaßt vorzugsweise flockigen Stoff und gegebenenfalls superabsorbierendes Pulver. Flockiger Stoff wird im Stand der Technik ausgiebig genutzt. Flockiger Stoff ist ein Klumpen der aus lose kompaktierten kurzen Cellulose-Fasern geformt wird, wie beispielsweise Holzstoff-Fasern oder Baumwollinters oder Mischungen davon, die im wesentlichen zusammengehalten werden durch Zwischenfaserbindungen, was im allgemeinen keine zusätzliche Adhäsivstoffe erforderlich macht, obgleich thermoplastische Bindemittel eingesetzt werden können. Ein solcher Haufen ist ein zusammenhängendes Gewebe von niedriger Dichte aus lose kompaktierten Fasern, vorzugsweise zerstückelte Holzstoff-Fasern. Beispiele für absorbierendes Pulver sind Polyacrylate, Polymere die auf Acrylsäure basieren, verseifte Stärke und Polyacrylnitrilpfropf-Copolymere.
Andere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands schließen solche ein, wo die Fasern in der Lage dicht in der Begegnungszone kompaktiert sind, so da die Fasern im wesentlichen im Kontakt zueinander stehen und wobei zum Ende der Länge des Gegenstandes die Fasern der Lage auseinanderlaufen und im wesentlichen nicht mehr in Kontakt zueinander stehen (siehe Fig. 24). Zusätzlich kann die Lage eine Hälfte bis zehn Drehungen an Verdrillung in der Begegnungszone aufweisen. Die Ausdrücke "Begegnungszone", Begegnungsbereich" und dgl. nehmen Bezug auf den Bereich, wo Körperflüssigkeiten zuerst den Kontakt aufnehmen oder auftreffen auf den absorbierenden Gegenstand während des beabsichtigten Einsatzes. Die Begegnungszone kann nahe dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands sein, fern von dem Zentrum, oder beide Bereiche überlappend.
Es ist auch beabsichtigt, daß die erfindungsgemäßen Fasern in Form von Stapelfasern vorliegen können, die gekräuselt oder nichtgekräuselt sein können. Soweit in der Form von Stapelfasern vorliegend, umfaßt ein bevorzugter erfindungsgemäßer absorbierender Gegenstand eine Windel oder Inkontinenzeinlage mit einer Hauptachse und einer Nebenachse und einer Länge, die die Breite überschreitet und umfassend eine Oberschicht, eine Rückschicht und einen absorbierenden Kern, umfassend mindestens eine absorbierende Schicht, wobei der Kern eine innige Mischung der erfindungsgemäßen Stapelfasern umfaßt (siehe Fig. 22).
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands enthält bis zu drei erfindungsgemäße Lagen, wobei die Hauptachse von jeder Lage zwischen ± 30 % um die Hauptachse des Gegenstands herumliegt und wobei die Lagen jeweils gerade unterhalb der Oberschicht oder nichtvermischt mit dem absorbierenden Kern oder benachbart zu der Rückschicht liegen (siehe Fig. 25).
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands besteht in einer zweistückigen Windel, wobei ein Stück die erfindungsgemäße Lage enthält und die auftreffende Flüssigkeit während des Windeleinsatzes aufnimmt und wiederverwendbar ist und wobei das zweite Stück ein Element zur Flüssigkeitsaufnahme ist und ausgetauscht werden kann.
Der erfindungsgemäße Gegenstand kann gegebenenfalls ein Gewebe oder einen Abstandshalter mit niedriger Dichte enthalten, der benachbart zu der Oberschicht zwischen der Oberschicht und dem absorbierenden Kern vorhanden ist. In diesem Fall liegt die Lage vorzugsweise zwischen dem absorbierenden Kern und dem Gewebe oder dem Dichteabstandshalter.
Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen absorbierenden Gegenstands sind die Fasern der Lage in innigem Kontakt mit einem Teil des absorbierenden Kerns der abseits von der Begegnungszone angeordnet ist.
Andere durch die vorliegende Erfindung beabsichtigte absorbierende Gegenstände (die eine spezifische Begegnungszone haben mögen oder nicht haben mögen), in denen die erfindungsgemäßen Fasern verbessernd wirken, schließen ein sind aber nicht begrenzt auf schweißabsorbierende Kopf- oder Armbänder, medizinische Schwämme, Wundverband, schweißabsorbierende Einlagesohle für Schuhe, Vielzweckwischgegenstände, Gewebeweichmacherstreifen zum Einsatz in Kleidungstrocknern, Wunddrainage oder medizinische Drainage, Tuch, Geotextilien, Sportbekleidung sowie Sportsocken und Jogging-Anzüge, kosmetischer Applikator, Möbelpolitur-Applikator, Pappschmieraufnehmer, Halskulturaufnehmer, Blutanalysier-Testelement, Haushalts- und Industrie-Deodorierer, Befeuchtigungsgewebe, Feuchtigkeitsfilter mit Medium, orthopädische Formbänder, Wischtücher für medizinische Anwendungen (beispielsweise solche die alkoholische Flüssigkeiten zur Behandlung der Hautoberfläche enthalten) und dgl.
Tintenpatronen werden typischerweise aus Celluloseesterfaser- und Polyesterfaser-Garnen hergestellt. Wichtige Kriterien für Tintenpatronen sind (i) Tintenhaltekapazität und (ii) effektive Nutzbarmachung des Tintenreservoirs. Der Stand der Technik zur Herstellung von Tintenpatronen wird in den US-A-4 104 781, US- A-4 286 005 und US-A-3 715 254 beschrieben. Die Verwendung von Faserbündeln, hergestellt aus erfindungsgemäßen Fasern bei diesen Tintenpatronen bietet deutliche Vorteile hinsichtlich gesteigerter Tintenhaltkapazität und/oder effektiver Nutzbarmachung des Tintenreservoirs infolge der Natur des Faserquerschnitts und der Eigenschaft der einzelnen erfindungsgemäßen Fasern auf der Oberfläche spontan transportfähig zu sein.
Im geotextilären Bereich besteht eine der wichtigen Funktionen des Geotextilmaterials darin, Regenwasser und andere wäßrige Flüssigkeiten aus unerwünschten Bereichen des Landes zu entfernten Bereichen zu transportieren. Es wird davon ausgegangen, daß wegen der Eigenschaft der Faser an der Oberfläche spontan transportfähig zu sein, Gegenstände die aus diesen Fasern hergestellt werden, den Transport wäßriger Flüssigkeiten aus einem Bereich in einen anderen Bereich im Geotextileinsatz förderlich sind.
Bei aktiven Sport und Aktivität im Freien ist es wichtig, daß der menschliche Körper relativ trocken bleibt, um Bequemlichkeit zu gewährleisten. Im allgemeinen führt menschlicher Schweiß oder Transpiration dazu, daß man sich "feucht" fühlt. Eine wichtige Funktion von Kleidungsstücken oder anderen Gegenständen die im direkten Kontakt mit der Haut getragen werden, besteht darin, den "Schweiß oder die "Aussonderungen" von der Haut in das Kleidungsstück oder den nächstbenachbart zu der Haut getragenen Gegenstand zu bewegen. Darüber hinaus ist es wichtig, daß solche Kleidungsstücke und Gegenstände nicht den Großteil des "Schweißes" absorbieren; andernfalls würde dies zu einer langen Zeit führen, bis zu der die wäßrigen Flüssigkeiten aus solchen Kleidungsstücken und Gegenständen entfernt oder getrocknet würden. Beispielsweise haben Kleidungsstücke oder solche Artikel die aus Baumwolle oder Cellulosefaser hergestellt wurden, eine sehr hohe Wasserabsorptionsfähigkeit (7 - 10 %) und folglich sind sie in diesem Einsatzgebiet nicht sehr erwünscht. Es sind jedoch Kleidungsstücke oder solche Gegenstände die nächstbenachbart zu der Haut getragen werden und welche aus erfindungsgemäßen Fasern hergestellt wurden und/oder zusammen mit Mischungen anderer Faserarten sehr erwünscht. Die Eigenschaft spontaner Oberflächentransportfähigkeit der erfindungsgemäßen Fasern kann dazu führen daß "Schweiß" oder "Aussonderungen" schnell vom menschlichen Körper entfernt werden und folglich der Körper relativ trocken gehalten wird. Folglich kann ein schweißabsorbierendes Kopf- oder Armband, eine Einlagensohle für Fußbekleidung, ein Tuch, athletische Socken, Jogging-Anzug und dgl., hergestellt aus Fasern nach der vorliegenden Erfindung sehr erwünscht sein.
Die erfindungsgemäßen Fasern können durch allgemein bekannte Verfahrensweisen erhalten werden und/oder durch die hier gegebene Offenbarung unter Verwendung der neuen erfindungsgemäßen Spinndüsen oder anderer Spinndüsen, die einen Faserquerschnitt mit der geeigneten Geometrie und entsprechenden Eigenschaften ermöglichen.
Im allgemeinen kann das erfindungsgemäße Verfahren als ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Faser beschrieben werden, das die Aufwärmung des zur Bildung einer Faser befähigten Materials bei oder oberhalb dessen Schmelzpunkt umfaßt, gefolgt von einer Extrusion des erwärmten Materials durch mindestens eine Spinndüse mit mindestens einer Öffnung, die zur Bildung der gewünschten Faser befähigt ist. Die Faser kann gezogen und/oder thermisch stabilisiert sein. Die so gebildete Faser kann gegebenenfalls weiterbehandelt werden mit einer Oberflächenbehandlung wie einer hydrophilen Beschichtung oder eine Plasmabehandlung wie zuvor beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Gegenstände können unter Verwendung von Verfahren, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, hergestellt werden, beispielsweise gemäß US-A-4 573 986, US-A- 3 938 522, US-A-4 102 340, US-A-4 044 768, US-A-4 282 874, US- A-4 285 342, US-A-4 333 463, US-A-4 731 066, US-A-4 681 577, US-A-4 685 914 und US-A-4 654 040, und/oder durch hier beschriebene Verfahren. Das erfindungsgemäße Tau kann hier in einen absorbierenden Gegenstand an einer beliebigen Stelle eingebaut werden, was zu einer Verbesserung der Flüssigkeitsbeweglichkeit führt, so daß die absorbierenden Materialien des Gegenstandes besser zum Einsatz kommen.
Spinnfließstrukturen, die im Stand der Technik gut bekannt sind, können ebenfalls aus Filamentsträngen nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Man muß Sorgfalt walten lassen bei der Kalendrierung, so daß nicht der Querschnitt der Faser verletzt wird und somit der spontane Oberflächentransport verhindert wird.
Kontinuierliche Fasergarne mit typischen Textildenier-Werten und Fadenzahl können ebenfalls unter Einsatz der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Diese Garne sind brauchbar bei der Bereitstellung von Mullgeweben, welche auf ihrer Oberfläche wäßrige Flüssigkeit spontan transportieren können.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, sind aber nicht als Beschränkung derselben anzusehen.

Beispiele

Beispiel 1

Poly(ethylenterephthalat) (PET) mit I.V. 0,6 wurde in diesem Beispiel verwendet. I.V. ist die inhärente Viskosität, wie gemessen bei 25ºC bei einer Polymer-Konzentration von 0,50 g/100 Milliliter (ml) in einem geeigneten Lösungsmittel wie beispielsweise einer Mischung aus 60 % Phenol und 40 % Tetrachlorethan in Gew.-%. Das Polymer wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von (0,003 Gew.-% in einem Patterson Conaform- Trockner bei 120ºC über 8 h getrocknet. Das Polymer wurde dann bei 283ºC durch einen Egan-Extruder mit 1,5-Inch (38,1 mm) Durchmesser extrudiert mit einem Verhältnis Länge zu Durchmesser von 28:1. Die Faser wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen extrudiert, wobei jede Öffnung so wie in Fig. 3 gezeigt war, wobei W 0,084 mm ist, X&sub2; ist 4W, X&sub4; ist 2W, X&sub6; ist 6W, X&sub8; ist 6W, X&sub1;&sub0; ist 7W, X&sub1;&sub2; ist 9W, X&sub1;&sub4; ist 10W, X&sub1;&sub6; ist 11W, X&sub1;&sub8; ist 6W, Θ&sub2; ist 0º, Θ&sub4; ist 45º, Θ&sub6; ist 30º und Θ&sub8; ist 45º. Der Polymer-Durchgang war 7 Pfund (lb)/h (3,18 kg/h). Das Luftkühlsystem hatte eine Kreuz-Fließ-Konfiguration. Die Kühlluftgeschwindigkeit am oberen Ende der Abschirmung war im Durchschnitt 294 Fuß (ft)/min (89,61 m/min). Nach einer Distanz von etwa 7 Inch (177,8 mm) vom oberen Ende der Abschirmung war die Durchschnittsgeschwindigkeit in der Kühlluft etwa 285 ft/min (86,87 m/min) und bei einer Distanz von etwa 14 Inch (355,6 mm) vom oberen Ende der Abschirmung war die durchschnittliche Kühlluftgeschwindigkeit etwa 279 ft/min (85,04 m/min). Bei etwa 21 Inch (533,4 mm) entfernt vom oberen Ende der Luftabschirmung war die durchschnittliche Luftgeschwindigkeit etwa 340 ft/min (103,63 m/min). Der Rest der Abschirmung war blockiert.
Schmiermittel für das Verspinnen wurde über keramische Walzen aufgetragen. Das Schmiermittel hatte eine allgemeine Zusammensetzung wie folgt: Es ist ein Schmiermittel, basierend auf Kaliumlaurylphosphat (PLP) mit Polyethylenglykol-600-monolaurat (70 Gew.-%) und Polyoxyethylen-(5)-kaliumlaurylphosphat (30 Gew.-%). Eine Emulsion aus dem vorstehend genannten Schmiermittel mit Wasser (90 %) wurde als Verspinnungsschmiermittel eingesetzt. Das Schmiermittel-Level auf den Faserproben war etwa 1,5 %. Fasern mit 20 dpf (Denier-Wert pro Filament) (22,22 dtex) wurden mit 3000 m/min (MPM) auf einem Barmag SW4SL-Winder aufgewunden. Eine mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts dieser Faser wird in Fig. 9 gezeigt (150x Vergrößerung). Die Einzelfaser wurde hinsichtlich der Fähigkeit spontan eine wäßrige Lösung auf der Oberfläche zu transportieren untersucht, wobei es sich um wäßrige Syltint Poly Red handelte (erhalten von Milliken Chemicals) aus 80 Gew.-% Wasser und 20 Gew.-% rotem Färbemittel. Die einzelne Faser mit 20 dpf (22,22 dtex) transportierte spontan auf der Oberfläche die vorstehend genannte wäßrige Lösung. Die folgenden Denier-Werte pro Filament PET-Fasern wurden ebenfalls bei verschiedenen Geschwindigkeiten wie in Tabelle 1 unten gezeigt hergestellt: Tabelle 1 dpf Wickelgeschwindigkeit (MPM) Barmag Leesona
Alle Einzelfasern aus den vorstehend genannten PET-Fasern mit dpf-Werten von 20, 40, 60, 120, 240 und 400 transportierten spontan die wäßrige Lösung aus Syltint Poly Red auf der Oberfläche. Der Wert für den "X"-Paramter (wie zuvor definiert) bei diesen Fasern war etwa 1,7. Es wurde PET-Film mit einer Dicke von 0,02 Inch (0,508 mm) aus dem gleichen Polymer wie bei der Herstellung der vorstehend genannten Faser verwendet durch Druck geformt. Es wurde der Kontaktwinkel von destilliertem Wasser auf dem vorstehend genannten Film in Luft mit einem Kontaktwinkel-Goniometer vermessen. Der Kontaktwinkel war 71,7º. Eine andere Probe desselben Films wie zuvor wurde mit dem gleichen Schmiermittel, das zur Herstellung der Faser dieses Beispiels eingesetzt wurde mit einem Level von 1,5 % besprüht. Der Kontaktwinkel des destillierten Wassers auf dem PET-Film, besprüht mit dem Schmiermittel, war etwa 7º. Folglich ist der Faktor (1-X cos Θ) in diesem Fall (1-1,7(cos 7º)) = -0,69, was weniger als 0 ist.

Beispiel 2

Es wurde Polyhexamethylenadipinsäureamid (Nylon 66) von Du Pont [Zytel 42 (Warenzeichen)] erhalten. Das Polymer wurde bei 279ºC extrudiert. Es wurde ein Spinndüse wie in Fig. 3 gezeigt verwendet, um bei 255 m/min-Geschwindigkeit eine 46 dpf Faser zu bilden. Die spezifischen Dimensionen der Spinndüsenöffnungen waren die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben, ausgenommen daß Θ&sub2; 30º anstelle von 0º war. Die Abkühlbedingungen waren die gleichen wie jene zum Erhalt der PET-Faser in Beispiel 1. Eine mikrophotographische Aufnahme des Querschnitts der Faser wird in Fig. 11 gezeigt (150x Vergrößerung). Das Schmiermittel-Level auf der Faser war etwa 1,8 Gew.-%. Es wurde das gleiche Schmiermittel wie bei der PET-Faser verwendet (Beispiel 1). Diese Nylon-66-Faser transportiere spontan die Lösung aus wäßriger Syltint Poly Red auf der Faseroberfläche. Der "X"- Wert-Parameter für diese Faser war etwa 1,9. Durch Formpressen wurde ein Nylon 66-Film mit 0,02 Inch (0,508 mm) Dicke aus dem gleichen Polymer wie es bei der Herstellung der Faser des Beispiels 2 eingesetzt wurde, erhalten. Der Kontaktwinkel mit destilliertem Wasser auf dem vorstehend genannten Film wurde in Luft mit einem Kontaktwinkel-Goniometer vermessen. Der Kontaktwinkel war 64º. Eine andere Probe des gleichen Films wurde mit dem gleichen Schmiermittel wie es zur Herstellung der Faser in diesem Beispiel eingesetzt wurde mit einem Level von 1,8 % besprüht. Der Kontaktwinkel des destillierten Wassers auf dem Nylon-66-Film, der mit dem Schmiermittel besprüht war, war etwa 2ºC. Folglich ist der Faktor (1-X cos Θ) in diesem Fall (1-1,9(cos 2º)) = -0,9, also geringer als 0.

Beispiel 3

Es wurde ein Polypropylenpolymer von Shell Company (Grade 5C14) erhalten. Diese wurde bei 279ºC extrudiert. Es wurde eine Spinndüse wie in Fig. 3 gezeigt eingesetzt, um eine 51 dpf (56,67 dtex) Faser bei 2000 MPM-Geschwindigkeit zu bilden. Die spezifischen Dimensionen der Spinndüsenöffnungen waren die gleichen wie bei Beispiel 2. Die Abkühlbedingungen waren die gleichen wie jene, bei der Erzeugung der PET-Faser. Eine mikrophotographische Aufnahme des Faserquerschnitts wird in Fig. 10 gezeigt (375x Vergrößerung). Das Schmiermittellevel auf der Faser war 2,6 %. Es wurde das gleiche Schmiermittel eingesetzt wie bei der PET-Faser (Beispiel 1). Die Polypropylen-Faser transportiere spontan die wäßrige Syltint Poly Red-Lösung auf der Faseroberfläche. Diese Phänomen des spontanen Transports entlang der Faseroberfläche wurde auch bei einer 10 dpf (11,11 dtex) Polypropylen-Faser beobachtet. Der "X"-Parameterwert bei dieser Faser war etwa 2,2. Durch Preßformen wurde ein Polypropylen-Film mit 0,02 Inch (0,508 mm) Dicke aus dem gleichen Polymer wie es zur Herstellung der Faser in Beispiel 3 eingesetzt wurde erhalten. Der Kontaktwinkel gegenüber destilliertem Wasser auf dem vorstehend genannten Film wurde in Luft mit einem Kontaktwinkel-Goniometer vermessen. Der Kontaktwinkel war etwa 110º. Eine andere Probe des gleichen Filmes wie zuvor wurde mit dem gleichen Schmiermittel wie es bei der Herstellung der Faser in diesem Beispiel verwendet wurde mit einem Level von 2,6 % besprüht. der Kontaktwinkel des destillierten Wassers auf dem Polypropylen-Film, besprüht mit dem Schmiermittel, war 12º. Folglich ist der Faktor (1-X cos Θ) in diesem Fall -1,1, also geringer als 0.

Beispiel 4

Es wurde ein Celluloseacetat (Eastman Grade CA 398-30, Class I) mit PEG-400-Polymer und kleinen Mengen an Antioxidationsmittel und thermischen Stabilisierer vermischt. Die Mischung wurde bei 270ºC schmelzextrudiert. Eine Spinndüse wie in Fig. 3 gezeigt, wurde eingesetzt um 115 dpf (127,78 dtex) Fasern bei 540 m/min- Geschwindigkeit zu formen. Die spezifischen Dimensionen der Spinndüsenöffnungen waren die gleichen wie bei Beispiel 2. Es wurde keine Kühlumluft eingesetzt. Das Schmiermittellevel auf der Faser war 1,6 %. Es wurde das gleiche Schmiermittel wie bei der PET-Faser (Beispiel 1) eingesetzt. Die Celluloseacetat- Faser transportierte spontan eine wäßrige Syltint Poly Red- Lösung auf der Faseroberfläche. Der "X"-Parameterwert für diese Faser war etwa 1,8.

Beispiel 5 (Vergleich)

Die PET-Faser des Beispiels 1 wurde hergestellt ohne daß ein Verspinnungsschmiermittel eingesetzt wurde zu 20 dpf (22,22 dtex). Eine Einzelfaser transportierte eine wäßrige Syltint Poly Red-Lösung nicht entlang der Faseroberfläche.

Beispiel 6 (Vergleich)

Es wurde eine PET-Faser mit kreisförmigen Querschnitt hergestellt. Der Denier-Wert pro Filamentfaser war 20 (22,22 dtex). Sie hatte etwa 1,5 % des in Beispiel 1 verwendeten Schmiermittels. Eine Einzelfaser transportierte nicht spontan die wäßrige Syltint Poly Red-Lösung entlang der Faseroberfläche.

Beispiel 7

Es wurde eine Poly(ethylenterephthalat) (PET)-Faser des Beispiels 5 (ohne irgendein Verspinnungsschmiermittel) mit einem Sauerstoffplasma über 30 s behandelt. Es wurde ein "Modell- Plasmod" als Sauerstoffplasma-Ausrüstung eingesetzt. Anregungsenergie wird durch den RF-Generator bereitgestellt, der mit einer Frequenz von 13,56 MHz arbeitet. Die Plasmabehandlung wurde bei einem konstanten Wert von 50 Watt Leistung betrieben. Die Sauerstoffplasma-behandelte Faser transportierte spontan die wäßrige Syltint Poly Red-Lösung entlang der Faser. Diese Faser wurde wiederum untersucht, nachdem 3mal gewaschen wurde und nach drei Tagen und es wurde das Verhalten der spontanen Transportfähigkeit mit der oben angegebenen wäßrigen Lösung noch beobachtet. Um die Verminderung des Kontaktwinkels nach der Plasmabehandlung zu bestimmen wurde ein PET-Film aus dem gleichen Material wie die Faser der Sauerstoffplasma-Behandlung unterworfen unter gleichen Bedingungen wie sie bei der Faserprobe zum Einsatz kamen. Der durchschnittliche Kontaktwinkel des Sauerstoffplasma-behandelten Filmes gegenüber destilliertem Wasser in Luft wurde mit 26 festgestellt, gemessen durch eine Kontaktwinkel-Goniometer. Der entsprechende Kontaktwinkel für den Vergleichs-PET-Film (nicht einem Sauerstoffplasma ausgesetzt) war 70ºC. Die deutliche Verminderung des Kontaktwinkels nach Aussetzen der unbehandelten PET-Faser mit der Sauerstoffplasma-Behandlung macht diese für wäßrige Flüssigkeit an der Oberfläche spontan transportfähig.

Beispiel 8

Es wurde ein Poly(ethylenterephthalat)polymer (PET) mit I.V. 0,6 in diesem Beispiel eingesetzt. Es wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen, wie in Fig. 4 gezeigt, extrudiert, worin W gleich 0,084 mm ist, X&sub2;&sub0; ist 17W, X&sub2;&sub2;ist 3W, X&sub2;&sub4; ist 4W, X&sub2;&sub6; ist 60W, X&sub2;&sub8; ist 17W, X&sub3;&sub0; ist 2W, X&sub3;&sub2; ist 72W, Θ&sub1;&sub0; ist 45 , Bein B ist 30W und Bein A ist 26W. Die verbleibenden Verfahrensbedingungen sind die gleichen wie zu Beispiel 1 beschrieben. Es wurde eine 100 dpf-Faser (111,11 dtex) bei 600 MPM versponnen. Eine Ansicht des Querschnitts der Faser ist in Fig. 12 gegeben. Das Schmiermittellevel auf dieser Faser ist etwa 1 %. Es wurde das gleiche Schmiermittel wie in Beispiel 1 eingesetzt. Die vorstehend genannte Faser transportierte die wäßrige Lösung Syltint Poly Red spontan entlang der Faseroberfläche. Der "X"-Parameterwert für diese Faser war 1,5.

Beispiel 9

Es wurde ein Poly(ethylenterephthalat)polymer mit einem I.V.- Wert von 0,6 in diesem Beispiel eingesetzt. Es wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen, wie in Fig. 5 gezeigt, extrudiert, worin W ist 0,10 mm, X&sub3;&sub4; ist 2W, X&sub3;&sub6; ist 58W, X&sub3;&sub8; ist 24W, Θ&sub1;&sub2; ist 20º, Θ&sub1;&sub4; ist 28º und n ist 6. Die restlichen Extrusions- und Verspinnungsbedingungen sind die gleichen wie bei Beispiel 1 beschrieben. Eine mikrophotographische Aufnahme des Faserquerschnitts wird in Fig. 13 gezeigt (585x Vergrößerung). Es wurde eine 20 dpf-Faser (22,22 dtex) bei 3000 MPM versponnen. Der Schmiermittellevel auf der Faser war etwa 1,7 %. Es wurde das gleiche Schmiermittel wie in Beispiel 1 eingesetzt, Die vorstehend genannte Faser transportierte die wäßrige Lösung Syltint Poly Red spontan entlang der Faseroberfläche. Der "X"- Parameterwert für diese Faser war etwa 2,4.

Beispiel 10

Es wurde in diesem Beispiel ein Poly(ethylenterephthalat)polymer (PET) mit einem I.V.-Wert von etwa 0,6 eingesetzt. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 4 Öffnungen, wie in Fig. 7 gezeigt, extrudiert, wobei die Dimensionen der Öffnungen Wiederholungen der Dimension sind, die in Beispiel 2 beschrieben wurden. Die verbleibenden Verfahrensbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1, soweit nicht anders festgehalten. Eine 200 dpf (222,22 dtex) Faser wurde bei 600 MPM versponnen. Der Polymerdurchsatz war etwa 7 lbs/h (3,18 kg/h). Eine optische mikrophotographische Aufnahme der Faser wird in Fig. 14 gezeigt (150x Vergrößerung). Das Schmiermittellevel auf der Faser war 2,0 %. Es wurde das gleiche Schmiermittel wie in Beispiel 1 eingesetzt. Die vorstehend genannte Faser transportierte die wäßrige Lösung Syltint Poly Red spontan entlang der Faseroberfläche. Der Wert des "X"-Parameters bei dieser Faser war etwa 2,2.

Beispiel 11

Es wurde ein Poly(ethylenterephthalat)polymer (PET) mit einem I.V.-Wert von 0,6 in diesem Beispiel eingesetzt. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 2 Öffnungen, wie in Fig. 8 gezeigt, extrudiert, wobei die Dimensionen der Öffnungen Wiederholungen der Dimensionen sind, die in Beispiel 2 beschrieben wurden. Die verbleibenden Verfahrensbedingungen waren die gleichen wie bei Beispiel 1 beschrieben. Eine 364 dpf (404,44 dtex) Faser wurde bei 600 MPM versponnen. Der Querschnitt der Faser wird in Fig. 15 gezeigt (150x Vergrößerung). Das Schmiermittellevel der Faser war etwa 2,7 %. Es wurde dasselbe Schmiermittel wie in Beispiel 1 verwendet. Die vorstehend genannte Faser transportierte die wäßrige Lösung Syltint Poly Red spontan entlang der Faseroberfläche. Der "X"-Parameterwert für diese Faser war 2,1.

Beispiel 12

Es wurde in diesem Beispiel eine Poly(ethylenterephthalat)polymer (PET) mit einem I.V.-Wert von 0,6 verwendet. Es wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen wie in Fig. 6 gezeigt extrudiert, worin W ist 0,10 mm, X&sub4;&sub2; ist 6W, X&sub4;&sub4; ist 11W, X&sub4;&sub6; ist 11W, X&sub4;&sub8; ist 24W, X&sub5;&sub0; ist 38W, X&sub5;&sub2; ist 3W, X&sub5;&sub4; ist 6W, X&sub5;&sub6; ist 11W, X&sub5;&sub8; ist 7W, X&sub6;&sub0; ist 17W, X&sub6;&sub2; ist 28W, X&sub6;&sub4; ist 24W, X&sub6;&sub6; ist 17W, X&sub6;&sub8; ist 2W, Θ&sub1;&sub6; ist 45º, Θ&sub1;&sub8; ist 45º und Θ&sub2;&sub0; ist 45º. Die verbleibenden Verfahrensbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel beschrieben. Eine 100 dpf (111,11 dtex)-Faser wurde bei 600 MPM versponnen. Der Querschnitt der Faser wird in Fig. 17 gezeigt. Der Schmiermittellevel auf dieser Faser war etwa 1 %. Es wurde das gleiche Schmiermittel wie in Beispiel 1 verwendet. Die vorstehend genannte Faser transportierte die wäßrige Lösung Syltint Poly Red spontan entlang der Oberfläche. Der "X"-Parameterwert für diese Faser war 1,3.

Beispiel 13

Es wurde in diesem Beispiel ein PET-Polymer mit einem I.V.-Wert von 0,6 eingesetzt. Es wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen, wie in Fig. 6B gezeigt, extrudiert, wobei W 0,10 mm ist, X&sub7;&sub2; ist 8W, X&sub7;&sub4; ist 8W, X&sub7;&sub6; ist 12W, X&sub7;&sub8; ist 8W, X&sub8;&sub0; ist 24W, X&sub8;&sub2; ist 18W, X&sub8;&sub4; ist 8W, X&sub8;&sub6; ist 16W, X&sub8;&sub8; ist 24W, X&sub9;&sub0; ist 18W, X&sub9;&sub2; ist 2W, Θ¼¼ ist 135ºC, Θ&sub2;&sub4; ist 90º, Θ&sub2;&sub6; ist 45º, Θ&sub2;&sub8; ist 45º, Θ&sub3;&sub0; ist 45º, Θ&sub3;&sub2; ist 45º, Θ&sub3;&sub4; ist 45º, Θ&sub3;&sub6; ist 45º und Θ&sub3;&sub8; ist 45º. Eine 20 dpf (22,22 dtex)-Faser wurde bei 3000 m/min versponnen. Die verbleibenden Verfahrensbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1. Das Schmiermittellevel auf der Faser war etwa 1 %. Der Querschnitt der Faser wird in Fig. 17B gezeigt. Diese Faser transportierte die wäßrige Lösung Syltint Poly Red spontan entlang der Faseroberfläche. Der "X"- Wert dieser Faser ist etwa 2,1.

Beispiel 14

Es wurde ein entsorgbarer absorbierender Gegenstand hergestellt, umfassend (a) eine flüssigkeitsundurchlässige Unterlage aus Polyethylen, (b) eine relativ hydrophobe flüssigkeitdurchlässige Oberlage aus Polypropylen, (c) ein absorbierender Kern in Schichtstruktur angeordnet zwischen der Unter- und Auflage und (d) Lage oder Fasern nach der vorliegenden Erfindung. Die Abdeckung oder Auflage auf der absorbierenden Struktur ist ein nichtgewebtes Gewebe mit einem hohen Maß an Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Beispielsweise kann dieses Gewebe Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Kunstseide oder dgl. sein. Vorzugsweise ist das für die Abdeckung verwendete Gewebe ein leichtgewichtiges Gewebe im Bereich von 0,3 bis 5,0 oz./Quadratyard (10,17 bis 169,5 g/m²) und mit einer Dichte unterhalb von 0,3 g/cm³. Die meisten geeigneten Gewebe haben im allgemeinen eine hohe Elongation, Weichheit und Faltvermögen. Obgleich die Abdeckung feuchtigkeitsdurchlässig ist, ist sie vorzugsweise von dem Typ der nach Durchdringung von Feuchtigkeit ein Rückschlagen der Körperflüssigkeit verhindert, wenn sich die absorbierende Struktur der Sättigung nähert. Der Klumpen aus faserartiger Cellulose (flockiger Stoff) ist deutlich stärker befeuchtbar als die Auflage und neigt dazu die Flüssigkeit von der Abdeckung zu entfernen. Der Cellulose-Knollen kann in ein Gewebe eingepackt sein. Es kann auch sein, daß eine Gewebeverpackung für den Cellulose-Haufen nicht erforderlich ist, wenn jedoch der Cellulose-Haufen recht dick ist, beispielsweise ein Inch oder darüber, ist es wünschenswert eine Gewebeverpackung vorzusehen, um die Aufrechterhaltung der gewünschten Gestalt der absorbierenden Struktur zu unterstützen. Der Cellulose-Knollen enthält auch wasserquellbare in Wasser nichtlösliche absorbierende Zusammensetzungen. Die superabsorbierenden Partikelchen sind im allgemeinen in Form einer trockenen festen wasserquellbaren in Wasser unlösbaren absorbierenden Zusammensetzung, wie einen Ionen-Komplex eines wasserlöslichen anionischen Polyelektrolyten und eines mehrwertigen Metall-Kations. Typische superabsorbierende Zusammensetzungen sind beispielhaft zu entnehmen US-A-4 090 013 (S. H. Ganslaw et al.) und US-A-4 043 952 (S. H. Ganslaw et al.). Die superabsorbierenden Materialien können in der Form individueller Partikelchen oder Filmstreifen vorliegen, auf die dies superabsorbierenden Materialien aufgebracht wurden auf andere bekannte superabsorbierende Zusammensetzungen. Das superabsorbierende Material kann mit der Basis eines superabsorbierenden Reservoirs verknüpft sein oder unabhängig zwischen dem Reservoir angeordnet. Die erfindungsgemäßen Fasern können in Tauform oder Faserbündel direkt unterhalb der Auflage wie in Fig. 19 gezeigt angeordnet sein. Durch Verwendung eines Fasertaus nach der vorliegenden Erfindung wird die Körperflüssigkeit (beispielsweise Urin) weiter entlang des absorbierenden Gegenstands verteilt (somit werden die Rückschlagund Rückbefeuchtungseigenschaften verbessert), wodurch der zur Verfügung stehende absorbierende Bereich und das superabsorbierende Material wirkungsvoller eingesetzt werden kann und was zu einer trockeneren Grenzfläche Haut/absorbierender Gegenstand führt.

Beispiel 15

Die Bestandteile des entsorgbaren absorbierenden Gegenstands sind die gleichen wie in Beispiel 14. In diesem Fall wurden jedoch die erfindungsgemäßen Fasern in Tauform innerhalb des celluloseartigen Haufens (absorbierender Kern) wie in Fig. 21 gezeigt angeordnet. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Faserlage wird Körperflüssigkeit (beispielsweise Urin) weiter entlang dem absorbierenden Gegenstand verteilt (wodurch die Rückschlag- und Rückbefeuchtungs-Eigenschaften verbessert werden), wodurch der zur Verfügung stehende absorbierende Bereich und das superabsorbierende Material effektiver eingesetzt werden kann und was zu einer trockeneren Grenzfläche Haut/absorbierender Gegenstand führt.

Beispiel 16

Die Bestandteile des erzeugbaren absorbierenden Gegenstands sind die gleichen wie in Beispiel 14. In diesem Fall waren jedoch die erfindungsgemäßen Fasern in Tauform unmittelbar unterhalb des celluloseartigen Haufens (absorbierender Kern) wie in Fig. 20 gezeigt angeordnet. Durch Verwendung der erfindungsgemaßen Faserlage werden Körperflüssigkeiten (beispielsweise Urin) weiter entlang eines absorbierenden Gegenstands verteilt (folglich verbessert Rückschlag- und Rückbefeuchtungs-Eigenschaften), wodurch der zur Verfügung stehende absorbierende Bereich effektiver nutzbar wird und die Grenzfläche Haut/absorbierender Gegenstand trockener wird.

Beispiel 17

Die Bestandteile des entsorgbaren absorbierenden Gegenstands sind die gleichen wie in Beispiel 14. In diesem Fall waren jedoch die erfindungsgemäßen Fasern in einer Schicht vorgesehen, die die celluloseartigen Haufen (absorbierender Kern) enthielt. Es liegt eine innige Vermischung der erfindungsgemäßen Stapelfasern und des flockigen Stoffs (hydrophile Cellulosefaser) vor. Die erfindungsgemäßen Fasern sind in Stapelform zu 0,25 Inch (6,35 mm) bis 6 Inch (152,4 mm) in Länge zugeschnitten (siehe Fig. 22). Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Faserlage werden Körperflüssigkeiten (beispielsweise Urin) weiter entlang des absorbierenden Gegenstandes verteilt (folglich verbessern sich die Rückschlags- und Rückbefeuchtungs-Eigenschaften), wodurch der zur Verfügung stehend absorbierende Bereich und das superabsorbierende Material effektiver nutzbar und die Grenzfläche Haut/absorbierender Gegenstand trockener wird.

Beispiel 18

Die Bestandteil des entsorgbaren absorbierenden Gegenstands sind die gleichen wie in Beispiel 14. In diesem Fall sind jedoch die erfindungsgemäßen Fasern in Tauform oberhalb und unterhalb des celluloseartigen Haufens (absorbierender Kern) wie in Fig. 26 gezeigt angeordnet. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Faserlage werden Körperflüssigkeiten (beispielsweise Urin) weiter entlang des absorbierenden Gegenstands verteilt (somit verbessern sich die Durchschlags- und Rückbefeuchtungs-Eigenschaften), wodurch der zur Verfügung stehende absorbierende Bereich und das superabsorbierende Material wirkungsvoller nutzbar gemacht und die Grenzfläche Haut/absorbierender Gegenstand trockener wird.

Beispiel 19

Die Bestandteile des entsorgbaren absorbierenden Gegenstands sind die gleichen wie in Beispiel 14. In diesem Fall wurden jedoch die erfindungsgemäßen Fasern in Tauform in der Begegnungszone fest kompaktiert (das Tau kann auch in der Begegnungszone vertreten sein), so daß die Fasern im wesentlichen im Kontakt zueinander stehen (wodurch die schnelle Bewegung von Urin oder anderen Körperflüssigkeiten entlang der Faserachse gefördert wird infolge der kombinierten Aktion der spontanen Oberflächentransporteigenschaft der einzelnen Fasern und dem Kapillarfluß in dem leeren zwischen den Fasern), und zum Ende der Länge des Gegenstandes sind die Fasern in der Faserlage geschweift und stehen nicht mehr in Kontakt zueinander. Eine mögliche Anordnung wird in Fig. 24 gezeigt. Diese Anordnung erlaubt die schnelle Bewegung von Urin aus der Begegnungszone zu äußeren Bereichen der Windel. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Faserlage können Körperflüssigkeiten (beispielsweise Urin) weiter entlang einem absorbierenden Gegenstand verteilt werden (folglich verbessern sich die Durchschlags- und Rückbefeuchtungseigenschaften), wodurch der zur Verfügung stehende absorbierende Bereich und das superabsorbierende Material besser nutzbar und die Grenzfläche Haut/absorbierender Gegenstand trockener wird.

Beispiel 20

Erfindungsgemäße Faserlagen sind brauchbar zur Herstellung von Tintenreservoirpatronen für Schreibinstrumente die wäßrige basierte Tinten einsetzen. Es wurden 96/8 d/f PET-Garne hergestellt unter der Bedingung des Beispiels 1, ausgenommen wenn das Schmierstofflevel 3,4 % war. Diese Garne wurden geschmeidig gemacht, 1,5X gezogen, thermisch stabilisiert, gekräuselt und in zylindrische Patronen (0,70 cm Durchmesser) gezogen, so daß die Dichte in den Patronen in dem Bereich von etwa 0,10 g/cm³ bis etwa 0,25 g/cm³ lag. Es wurde ein entsprechender PET-Vergleich mit rundem Querschnitt hergestellt zu 8 dpf (8,89 dtex) mit 1 % Schmiermittel wie in Beispiel 1, gekräuselt und in die zylindrischen Patronen mit der gleichen Größe hineingezogen, so daß die Dichten im Bereich von etwa 0,10 g/cm³ bis etwa 0,25 g/cm³ lag. Diese zylindrischen Patronen wurden der Länge nach zu 7,95 cm geschnitten und die Untersuchung wurde durchgeführt unter Verwendung von Sheaffer Skript (Warenzeichen) Schreibflüssigkeit, waschbares Schwarz #632.
Fig. 27 zeigt die Tintenrückhaltekapazität versus Patronendichte für Patronen aus erfindungsgemäßen Fasern und Vergleichsrundfasern. Diese Untersuchung umfaßt das Eintröpfeln von Tinte in die Patronen eines bekannten Gewichts bei einer vertikalen Position und Feststellung der Tintenmenge die in der Patrone zurückgehalten wird, wenn diese aus dem unteren Ende der Patrone herauszutropfen beginnt. Dieses Gewicht in Gramm nennt man die Tintenzurückhaltekapazität einer untersuchten Patrone. Die Verbesserung liegt im Bereich von etwa 13 % bis 26 % über den untersuchten Dichtebereich.
Fig. 28 zeigt den Prozentsatz zurückgehaltener Tinte versus Patronendichte für Patronen die aus erfindungsgemäßen PET- Fasern hergestellt wurden und runden PET-Vergleichsfasern. Die prozentuale verbleibende Tinte wird definiert als
verbleibende Tinte in der Patrone nach Entdochten (g)/ Tintenzurückhaltkapazität (g) x 100
wobei die Tinte, die in der Patrone nach Entdochten verbleibt bestimmt wird durch Wiegen der Patrone, Befüllung derselben mit Tinte (Tintenzurückhaltkapazität), Wiegen der Patrone einschließlich der Tinte, Kontaktierung des unteren Endes der Patrone mit einem Type F2 Buckeye Filterpapier und Entdochten (Ausdrücken) so lange bis keine Tinte mehr die Patrone verläßt, Wiegen der Patrone einschließlich der Tinte die zurückbleibt und schließlich Sübtrahierung des Gewichts der Patrone, um das Gewicht der verbleibenden Tinte in der Patrone in Gramm zu bestimmen. Es ist ein deutlich besseres Verhalten der Patrone mit den erfindungsgemäßen Fasern festzustellen.
Fig. 29 zeigt brauchbare Tinte versus Patronendichte für Patronen aus erfindungsgemäßen Fasern und Rundfaservergleichen. Diese Untersuchung umfaßt das Eintropfen der Tinte in die Patronen eines bekannten Gewichtes so daß dessen Tintenzurückhaltkapazität entsprochen wird, Kontaktierung des unteren Endes der Patrone mit einem Typ F2 Buckeye Filterpapier und Ausdrücken so lange bis keine Tinte mehr die Patrone verläßt, Wiegen der Patrone einschließlich der nicht mehr zur Verfügung stehenden Tinte und Abziehen des Gewichts der nicht zur Verfügung stehenden Tinte (g) von der Tintenzurückhaltkapazität (g) zur Bestimmung der brauchbaren Tinte in Gramm. Die Verbesserungen liegen im Bereich von etwa 15 % bis etwa 30 % über den untersuchten Dichtebereich.
Fig. 30 zeigt das Verhältnis verwendbarer Tinte zur Fasergewicht versus Patronendichte für Patronen aus erfindungsgemäßen Fasern und Rundfaservergleichen. Man beachte die deutliche Verbesserung der Patronen aus erfindungsgemäßen Fasern.
Die Erfindung wurde hier im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausgestaltungen davon beschrieben. Es ist wohl selbstverständlich, daß Abweichungen und Modifizierungen davon gemacht werden können, ohne daß man sich von dem Erfindungsgedanken entfernt.

Claims

1. Synthetische Faser, die befähigt ist, spontan Wasser auf ihrer Oberfläche zu transportieren, wobei die Faser folgender Gleichung genügt:

(1-X cos θa) < 0,

worin

θa der vorstehende Kontaktwinkel des Wassers ist, gemessen an einer flachen Folie, hergestellt aus dem gleichen Material wie die Faser und mit der gleichen Oberflächenbehandlung, falls überhaupt,

X ist ein Formfaktor des Faserguerschnitts, der der folgenden Gleichung genügt:

X = Pw/4r + (π-2)D

worin

Pwder befeuchtete Umfang der Faser und r der Radius desjenigen umschriebenen Kreises ist, der den Faserquerschnitt umschreibt, und D ist die kleinere Achsendimension über den Faserquerschnitt.

2. Faser nach Anspruch 1, wobei (1-X cos θa) < -0.3 ist.

3. Faser nach Anspruch 1, wobei (1-X cos θa) < -0.9 ist.

4. Faser nach Anspruch 1, worin (1-X cos θa) < -1.2 ist.

5. Faser nach Anspruch 1, wobei 2r/D zwischen 1,5 und 5 ist.

6. Faser nach Anspruch 1, welche der folgenden Gleichung genügt:

worin die Oberflächenspannung des Wassers in Luft in Dyn/cm ist, p die Faserdichte in Gramm/cm³, und dpf der Denier-Wert der einzelnen Faser.

7. Faser nach Anspruch 1, wobei X von etwa 1,2 bis etwa 5 ist.

8. Faser nach Anspruch 1 mit einem Denier-Wert der einzelnen Faser von zwischen 10 und 70.

9. Faser nach Anspruch 1, umfassend ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Einem Polyester, Polypropylen, Polyethylen, einem Celluloseester und einem Nylon.

10. Faser nach Anspruch 9, die mit einer Schicht eines hydrophilen Schmierstoffes beschichtet ist.

11. Faser nach Anspruch 1, wobei die Breite jeder Vertiefung im Faserquerschnitt bei beliebiger Tiefe der Vertiefung gleich oder geringer der Breite der Vertiefung an dessen Öffnung ist.

12. Absorbierender Gegenstand, umfassend zwei oder mehrere Fasern nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil der Fasern nahe dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands angeordnet ist und wenigstens ein Teil der Fasern jenseits des Zentrums des absorbierenden Gegenstands angeordnet ist; und wobei die Fasern fähig sind, in Kontakt mit einer wäßrigen Flüssigkeit über wenigstens 10 Sekunden nahe dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands zu sein; und wobei abseits von dem Zentrum des absorbierenden Gegenstands eine oder mehrere Senken in dem absorbierenden Gegenstand vorhanden sind, die in Kontakt mit den Fasern sind.

13. Seil, umfassend eine Vielzahl der Fasern nach Anspruch 1.

14. Absorbierender Gegenstand, umfassend eine Windel oder Inkontinenteneinlage mit einer Hauptachse und einer Nebenachse und einer Länge, die die Breite überragt, welche umfaßt: Eine obere Schicht, eine Unterschicht und einen absorbierenden Kern, der wenigstens eine absorbierende Schicht umfaßt, wobei der Gegenstand weiterhin das Seil nach Anspruch 13 umfaßt.

15. Gegenstand nach Anspruch 14, wobei das Seil gleichförmig über die gesamte oder einen Teil der Breite des Gegenstands ausgelegt ist und die Fasern des Seils im wesentlichen parallel zu der Hauptachse des Gegenstands sind und sich von etwa 1/2 bis im wesentlichen zu der Länge des Gegenstands erstrecken.

16. Gegenstand nach Anspruch 14, wobei die Fasern des Seiles im wesentlichen parallel zu der Hauptachse der Windel sind und sich im wesentlichen entlang der Länge der Windel erstrecken.

17. Gegenstand nach Anspruch 14, wobei der absorbierende Kern Flaumzellstoff und Superabsorbierendes Pulver umfaßt.

18. Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 14, der eine Windel ist, die bis zu drei Seile nach Anspruch 14 enthält, worin die Hauptachse von jedem Seil zwischen ±30º um die Hauptachse der Windel liegt und worin die Seile entweder gerade unterhalb der Oberschicht oder innig vermischt mit dem absorbierenden Kern oder benachbart zu der Unterschicht liegen.

19. Stapelfasern, umfassend eine Vielzahl geschnittener Fasern nach Anspruch 1.

20. Absorbierender Gegenstand umfassend eine Windel oder eine Inkontinenteneinlage mit einer Hauptachse und einer Nebenachse und einer Länge übersteigend die Breite, umfassend eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen absorbierenden Kern, umfassend wenigstens eine absorbierende Schicht, wobei der Kern eine innige Vermischung der Stapelfaser nach Anspruch 15 mit dem Flaum-Zellstoff umfaßt.

21. Faser nach Anspruch 1, eingearbeitet in eines oder mehrere des folgenden: Ein Tampon, ein Schweiß-absorbierendes Kopfband oder Armband, einen chirurgischer Schwamm oder eine Wundabdeckung, eine Schweiß-absorbierende und verteilende Einlage für Fußbekleidung, einen Wischer, einen Gewebeweichmacherstreifen zur Verwendung in Stofftrocknern, eine Drainage für Wunden oder für chirurgische Zwecke, ein Handtuch, eine Geotextilie, athletische Strümpfe, einen Jogging-Anzug, einen kosmetischen Applikator, einen Applikator für Möbelpolitur, einen Kleisterschmieresammler, einen Probensammler für den Hals, ein Blutanalysiertestelement, eine Tintenpatrone, einen Haushalts- und Industriedeodorisierer, ein Befeuchtungsgewebe, ein feuchtes Filtermedium, eine orthopädische Formverstärkung, oder Spunbonded- Strukturen.

22. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 3 beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist; X&sub2;&sub0; ist

4W +4W-1W; X&sub4; ist 2W ± 0,5W; X&sub6; ist 6W +4W-2W. X&sub8; ist 6W +5W-2W. X&sub1;&sub0; ist 7W +5W-2W; X&sub1;&sub2; ist 9W +5W-1W. X&sub1;&sub4; ist 10 W +5W-2W; X&sub1;&sub6; ist 11W +5W-2W; X&sub1;&sub8; ist 6W +5W-2W. θ&sub2; ist 30º ± 30º; θ&sub4; ist 45º ± 45º; θ&sub6; ist 30º ± 30º; und θ&sub8; ist 45º ± 45º.

23. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 4 beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist; X&sub2;&sub0;

17W +5W-2W. X&sub2;&sub2; ist 3W + W; X&sub2;&sub4; ist 4W ± 2W; X&sub2;&sub6; ist 60W +8W-4W; X&sub2;&sub8; ist 17W +5W-2W; X&sub3;&sub0; ist 2W ± 0,5W; X&sub3;&sub2; ist 72W +10W-5W; und θ&sub1;&sub0; ist 45º ± 15º.

24. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 5 beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist; X&sub3;&sub4; ist

2W ± 0,5W; X&sub3;&sub6; ist 58W +20W-10W. X&sub3;&sub8; ist 24W +20W-6W; θ&sub1;&sub2; ist 20º +15º-10º; θ&sub1;&sub4; ist 180º-2θ&sub1;&sub2;/n-1;

und n = Anzahl der Beine pro 180º = 2 bis 6.

25. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 6 beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist; X&sub4;&sub2; ist

6W +4W-2W. X&sub4;&sub4; ist 11W ± 5 W; X&sub4;&sub6; ist 11W ± 5W; X&sub4;&sub8; ist 24W ± 10 W; X&sub5;&sub0; ist 38W ± 13 W; X&sub5;&sub2; ist 3W +3W-1W; X&sub5;&sub4; ist 6W +6W-2W; X&sub5;&sub6; ist 11W ± 5W; X&sub5;&sub8; ist 7W ± 5W; X&sub6;&sub0; ist 17W ± 7W; X&sub6;&sub2; ist 28W ± 11W; X&sub6;&sub4; ist 24 W ± 10W; X&sub6;&sub6; ist 17W ± 7W; X&sub6;&sub8; ist 2W ± 0,5W; θ&sub1;&sub6; ist 45º +30º-15º; θ&sub1;&sub8; ist 45º ± 15º und θ&sub2;&sub0; ist 45º ± 15º.

26. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 7 beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist; X&sub2; ist 4W +4W-1W;

X&sub4; ist 2W ± 0,5W; X&sub6; ist 6 W +4W-2W. X&sub8; ist 6W +5W-2W; X&sub1;&sub0; ist 7W +5W-2W; X&sub1;&sub2; ist 9W +5W-1W. X&sub1;&sub4; ist 10 W +5W-2W; X&sub1;&sub6; ist 11W +5W-2W; X&sub1;&sub8; ist 6W +5W-2W. Θ&sub2; ist 30º ± 30º; θ&sub4; ist 45º ± 45º; θ&sub6; ist 30º ± 30º; und θ&sub8; ist 45º ± 45º.

27. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 8 beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist; X&sub2; ist

4W +4W-1W; X&sub4; ist 2W ± 0,5W; X&sub6; ist 6 W +4W-2W. X&sub8; ist 6W +5W-2W. X&sub1;&sub0; ist 7W +5W-2W; X&sub1;&sub2; ist 9W +5W-1W. X&sub1;&sub4; ist 10 W +5W-2W; X&sub1;&sub6; ist 11W +5W-2W; X&sub1;&sub8; ist 6W +5W-2W. θ&sub2; ist 30º ± 30º; θ&sub4; ist 45º ± 45º; θ&sub6; ist 30º ± 30º; und θ&sub8; ist 45º ± 45º.

28. Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung im wesentlichen wie in Figur 6B beschrieben, wobei W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm ist, X&sub7;&sub2; ist

8W +4W-2W. X&sub7;&sub4; ist 8W +4W-2W; X&sub7;&sub6; ist 12W ± 4W; X&sub7;&sub8; ist 8W ± 4W; X&sub8;&sub0; ist 24W ± 12W; X&sub8;&sub2; ist 18W ± 6W; X&sub8;&sub4; ist 8W +4W-2W. X&sub8;&sub6; ist 16W ± 6W; X&sub8;&sub8; ist 24W ± 12W; X&sub9;&sub0; ist 18W ± 6W; X&sub9;&sub2; ist 2W ± 0,5W; θ&sub2;&sub2; ist 135º ± 30º; θ&sub2;&sub4; ist 90º ± +45º-30º; θ&sub2;&sub6; ist 45º ± 15º; θ&sub2;&sub8; ist 45º ± 15º; θ&sub3;&sub0; ist 45º ± 15º; θ&sub3;&sub2; ist 45º ± 15º; θ&sub3;&sub4; ist 45º ± 15º; θ&sub3;&sub6; ist 45º ± 15º; und θ&sub3;&sub8; ist 45º ± 15º.

29. Verfahren zur Herstellung einer Faser, die der folgenden Gleichung genügt:

(1-X cos θa) < 0,

wobei

θa der vorstehende Kontaktwinkel des Wassers ist, gemessen auf einer flachen Folie, die aus dem gleichen Material wie die Faser hergestellt wurde und welche die gleiche Oberflächenbehandlung hat,

X ist ein Formfaktor für den Faserquerschnitt, der der folgenden Gleichung genügt:

X = Pw/4r + (π-2)D

wobei

Pw ist der befeuchtete Umfang der Faser und r ist der Radius des Kreises, der den Faserquerschnitt umschreibt und D ist die Nebenachsendimension über dem Faserquerschnitt,

umfassend das Erwärmen eines Faser-bildenden Materials bei oder oberhalb dessen Schmelzpunkt und Extrudieren des erwärmten Materials durch eine Spinndüse mit wenigstens einer Öffnung, die befähigt ist, die gewünschte Faser zu bilden, und Anwendung einer geeigneten Oberflächenbehandlung.

30. Verfahren zum spontanen Transport von wäßrigen Flüssigkeit ten, umfassend das in-Kontakt-bringen wenigstens einer synthetischen Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einer zu transportierenden wäßrigen Flüssigkeit.

31. Verfahren zum spontanen Transport von alkoholischen Flüssigkeiten, umfassend das in-Kontakt-bringen wenigstens einer synthetischen Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit der zu transportierenden alkoholischen Flüssigkeit.