DE4108937A1 - Verbundvliesmaterial - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verbundvliesmaterial gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der älteren Patentanmeldung P 39 20 066.3 ist ein
Verbundvliesmaterial beschrieben, welches sich durch ein
Gemisch von groben Filamenten und feinen Mikrofasern
auszeichnet, ohne daß dabei diskrete Schichten mit einer
Phasengrenze zwischen den einzelnen Komponenten vorhanden
sind. Die Bildung des Verbundvliesmaterials erfolgt
vielmehr auf einer Legevorrichtung durch eine simultane
Anblasung beider Komponenten, so daß das
Verbundvliesmaterial aus einem Gemisch der groben
Filamente und der feinen Mikrofasern besteht und somit
ein integriertes Material darstellt.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Verbundvliesmaterials
besteht darin, daß wegen des gebildeten Gemisches der
unterschiedlichen Komponenten ein Gradient über den
Querschnitt im Hinblick auf die unterschiedlichen
Faserdurchmesser nicht vorhanden ist. Gleichwohl liegt
eine Zusammenfassung der beiden den unterschiedlichen
Faserkomponenten anhaftenden Funktionen vor. Diese
jeweiligen Funktionen erstrecken sich über den gesamten
Querschnitt des Verbundvliesmaterials.
Da die einzelnen Komponenten über den gesamten
Querschnitt gesehen miteinander vermischt sind, können
die Komponenten auch über den gesamten Querschnitt die
ihnen jeweils zugewiesenen Funktionen ausüben, was bei
bekannten schichtförmigen Materialien mit diskreten
Phasengrenzen nicht möglich ist. Eine denkbare Funktion
ist bezüglich der feinen Mikrofasern die Filtration bzw.
der Flüssigkeitstransport von Flüssigkeiten. Wegen der
infolge der Durchmischung erreichten Verteilung der
Mikrofasern über die Schichtstärke des Verbundvlies
materials läßt sich eine höhere Filtrationsgeschwindig
keit erzielen.
Insgesamt beschreibt also die ältere Patentanmeldung ein
verbessertes Verbundvliesmaterial, welches hinsichtlich
der den einzelnen Komponenten anhaftenden Funktionen eine
erhöhte Effizienz besitzt. Dadurch erschließen sich dem
Verbundvliesmaterial wesentlich verbesserte
Einsatzmöglichkeiten.
Es gibt allerdings gleichwohl noch Anwendungsgebiete, in
denen sich auch das genannte Verbundvliesmaterial nicht
optimal verwenden läßt. Der Erfindung liegt daher die
Aufgabe zugrunde, das genannte Verbundvliesmaterial in
der Weise auszugestalten, daß das Einsatzgebiet noch
vielfältiger und wirkungsvoller wird, insbesondere bei
der Verwendung des Verbundvliesmaterials für saugfähige
Produkte, wie Windeln, Binden oder dergleichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Verbundvlies
material durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils.
Der grundlegende Gedanke der Erfindung besteht darin, das
Verbundvliesmaterial so auszubilden, daß es den
jeweiligen Anforderungen entsprechende unterschiedliche
Bereiche aufweist, in denen unterschiedliche
Mischungsverhältnisse der beiden Komponenten (grobe
Filamente und feine Mikrofasern) vorliegen. Dadurch
lassen sich nämlich voneinander getrennte Bereiche des
Verbundvliesmaterials realisieren, die unterschiedliche
Funktionen übernehmen können.
Ein solches Vliesmaterial bildet beispielsweise bei
Windeln einen wesentlichen Vorteil, wenn das
Verbundvliesmaterial als Abdeckschicht bzw. Abdeckvlies
für den Saugkörper der Windel verwendet wird. Durch die
unterschiedlichen Mischungsverhältnisse lassen sich
nämlich im Hinblick auf die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit
bzw. auf die feuchtigkeitsabweisende Funktion gewünschte
unterschiedliche Bereiche der Windeloberfläche
realisieren.
Dabei ist es möglich, eine Hydrophilierung nur im
mittleren Teil der Abdeckschicht der Windel vorzusehen
und hier also den eigentlichen Drainagebereich
auszubilden. Die beiden seitlichen Streifen können
vorteilhaft hydrophob ausgebildet werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß das Verbundvliesmaterial nur teilweise
aus zwei Komponenten besteht, so daß ein oder mehrere
diskrete Bereiche vorgesehen sind, die ausschließlich
durch die groben Filamente gebildet sind. Bei dieser
Ausführungsform gibt es also diskrete Bereiche, die kein
Gemisch von groben und feinen Filamenten darstellen.
Vorzugsweise sind die genannten diskreten Bereiche durch
parallel zueinander und im Abstand voneinander
verlaufende Streifen gebildet. Dadurch ergibt sich ein
bevorzugtes Anwendungsgebiet bei der Verwendung des
Verbundvliesmaterials als Abdeckschicht bzw. Abdeckvlies
für eine Windel, Damenbinden, Inkontinenzprodukten, für
den gesamten Hygienebereich usw.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsan
sicht eines Verbundvliesmaterials
nach dem Hauptpatent,
Fig. 2 eine vergrößerte und vereinfachte
Querschnittsdarstellung des Verbund
vliesmaterials gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Verbund
vliesmaterial gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Querschnittsan
sicht des Verbundvliesmaterials ge
mäß Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Querschnittsan
sicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 6 eine schematische Querschnittsan
sicht einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, und
Fig. 7 eine schematische Querschnittsan
sicht einer Windel unter Verwendung
eines Verbundvliesmaterials als
obere Abdeckschicht.
Anhand von Fig. 1 und 2 wird zunächst ein Verbundvlies
material 10 gemäß der eingangs genannten Patentanmeldung
P 39 20 066.3 beschrieben, von der die Erfindung ausgeht.
Das Verbundvliesmaterial 10 besteht aus einem Gemisch von
groben Filamenten 12 und feinen Mikrofasern 14.
Zur Verdeutlichung, daß das Verbundvliesmaterial 10 keine
diskreten Schichten mit einer Phasengrenze besitzt,
sondern ein Gemisch darstellt, sind die groben Filamente
12 in Fig. 1 mit durchgezogenen Schraffurlinien und die
feinen Mikrofasern 14 durch gestrichelt gezeichnete
Schraffurlinien angedeutet. Sowohl die groben molekular
orientierten und im wesentlichen endlosen Filamente 12
als auch die im wesentlichen kaum molekularorientierten
diskontinuierlichen feinen Mikrofasern 14 erstrecken sich
im wesentlichen über die gesamte Stärke des Querschnittes
des Verbundvliesmaterials 10. Alternativ zu den im
wesentlichen kaum molekularorientierten
diskontinuierlichen feinen Mikrofasern 14 können auch
feine Endlos-Mikrofilamente beliebiger Molekularorien
tierung zum Einsatz kommen.
Die Herstellung des Verbundvliesmaterials 10 erfolgt in
einem integrierten Vliesbildungsvorgang auf der gleichen
Legevorrichtung einer nicht weiter dargestellten
Vliesspinnanlage. Die Filamente 12 und die Mikrofasern 14
werden dabei zu einem Flächengebilde abgelegt, ohne daß
schichtförmige diskrete Phasengrenzen entstehen.
Wie die stark vergrößerte und vereinfachte Darstellung in
Fig. 2 verdeutlicht, sind die Filamente 12 und die
Mikrofasern 14 miteinander vermengt, wodurch das Gemisch
entsteht. Dabei füllen die meist kurzen und sehr feinen
Mikrofasern 14 weitgehend die Zwischenräume zwischen den
vergleichsweise groben Filamenten 12 aus, wodurch das
Verbundvliesmaterial schon eine gewisse Verfestigung
erhält. Das Gemisch des Verbundvliesmaterials 10 wird im
übrigen gebildet, ohne daß die einzelnen Komponenten,
also die Filamente 12 oder die Mikrofasern 14, vorher
eine Zwischenverfestigung erfahren haben.
Die Durchmesser der groben Filamente 12 liegen in einer
Größenordnung von mehr als 15 µm, während die Durchmesser
der wesentlichen feineren Mikrofasern 14 Werte von
kleiner als 10 µm aufweisen.
Bei den endlosen molekularorientierten Filamenten 12,
welche eine tragende Matrix des Verbundvliesmaterials 10
bilden, kann es sich um ein übliches Spinnvliesmaterial
handeln. Die im wesentlichen diskontinuierlichen
Mikrofasern 14 lassen sich in vorteilhafter Weise nach
z. B. dem Melt-Blown-Verfahren herstellen. Diese feinen
Mikrofasern werden mit hoher Geschwindigkeit auf die
unmittelbar zuvor abgelegte Schicht aus groben Filamenten
aufgebracht, so daß sie in Hohlräume dieser groben
Schicht eindringen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der
Erfindung. Gemäß der Draufsicht auf eine Bahn gemäß Fig.
3 umfaßt das Verbundvliesmaterial abwechselnd diskrete
streifenförmige Bereiche 16 und 18. Die streifenförmigen
Bereiche 16 bestehen ausschließlich aus groben
Filamenten, sind also in normaler Weise als Spinnvlies
ausgebildet.
Demgegenüber besteht das Verbundvliesmaterial im Bereich
der streifenförmigen Bereiche 18 aus einem Gemisch der
beiden Komponenten, nämlich aus groben Filamenten 12 und
feinen Mikrofasern 14. Durch die gestrichelt gezeichneten
Linien 32 ist in Fig. 3 angedeutet, daß sich aus der
dargestellten Bahn durch Zerschneiden längs der genannten
Linien 32 Windelbahnen 30 bilden lassen. Jede Windelbahn
30 besitzt dann als Abdeckung zwei äußere Streifen 18,
und zwischen diesen beiden äußeren Streifen 18 befindet
sich der diskrete Bereich 16, der ausschließlich durch
Spinnvlies gebildet ist.
Im ursprünglichen Zustand ist die gesamte Windelbahn 30
zunächst hydrophob. Für die Verwendung der Windelbahn 30
bei einer Windel wird nur der mittlere Streifen 16
hydrophiliert, so daß dieser mittlere Streifen 16 einen
Drainagebereich bildet. Die beiden äußeren Streifen 18
sind hydrophob und dienen zur Abdeckung der seitlichen
Nebenzonen eines hier nicht näher dargestellten
Saugkörpers einer Windel.
Zur näheren Verdeutlichung zeigt Fig. 4 eine
Querschnittsansicht einer Windelbahn 30. An den beiden
äußeren Seiten sind die streifenförmigen Bereiche 18 zu
erkennen, die sowohl durch die groben Filamente als auch
durch die feinen Mikrofasern gebildet sind. Dazwischen
befindet sich der ausschließlich aus den groben
Filamenten bestehende Bereich 16.
Der dargestellte Aufbau einer Windelbahn 30 ermöglicht
es, im Bereich der beiden äußeren Streifen 18 die
besonders ausgeprägte hydrophobe Eigenschaft der feinen
Mikrofasern (Melt-Blown) auszunutzen, so daß bei einer
Windel, dessen Saugkörper mit einer Windelbahn 30
abgedeckt ist, eine Rückwässerung von Flüssigkeit des
Saugkörpers in den seitlichen Nebenzonen sicher vermieden
wird. Im mittleren Drainagebereich - Streifen 16 - kann
demgegenüber Flüssigkeit zum Saugkörper gelangen. Wenn in
diesem Bereich auch eine gewisse Rückwässerung möglich
sein könnte, so bleibt als Vorteil, daß eine solche
Rückwässerung eben nur auf dem mittleren streifenförmigen
Bereich 16 beschränkt ist und nicht in den Nebenzonen des
Saugkörpers, also im Bereich der äußeren Streifen 18
auftritt.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen
Windeln, bei denen die gesamte Abdeckschicht des
Saugkörpers vollflächig hydrophil ausgebildet ist.
Wird eine Windelbahn gemäß Fig. 4 quer zur Produktions
richtung der Windel eingesetzt, so kommen die äußeren,
hydrophoben Streifen 18 an den Vorder- und Hinterenden
der Windel zu liegen. Beim Tragen der Windel ergibt sich
somit eine geringere Rücknässung im Bauch- bzw.
Rückenbereich.
Das weitere Auführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 5
unterscheidet sich von der Darstellung gemäß Fig. 4
dadurch, daß der mittlere Streifen 16′ nicht
ausschließlich durch grobe Filamente 12 gebildet wird,
sondern auch einen gewissen Anteil der feinen Mikrofasern
14 enthält. Jedoch ist dieser Anteil gering im Vergleich
zu dem Anteil der feinen Mikrofasern, die in den beiden
äußeren Randstreifen 18 vorgesehen werden.
Ausgehend von dem ursprünglichen hydrophoben Zustand der
gesamten Oberfläche wird auch hier wieder lediglich der
mittlere Bereich 16′ einer Hydrophilierung unterzogen, um
einen Drainagebereich zu schaffen. Die beiden äußeren
Streifen 18 bleiben also hydrophob, um die Nebenzonen
eines Saugkörpers abzudecken. Da der mittlere Streifen
16′ nur einen geringen Anteil an feinen Mikrofasern
aufweist, besitzt dieser mittlere Streifen eine
Schichtdicke 20, die kleiner als die Schichtdicke der
beiden äußeren Randstreifen 18 ist.
Der Vorteil der Ausführungsform gemäß Fig. 5 besteht
darin, daß die Windelbahn 30 im Drainagebereich 16′ zwar
hydrophil ist, daß jedoch wegen des geringen Anteils an
feinen Mikrofasern 14 eine Penetrierung von kleinen
Partikeln vermieden werden kann. Solche kleinen Partikel
befinden sich beispielsweise in dem Saugkörper als super
absorbierendes Pulver, welches bei der Herstellung von
Saugkörpern verwendet wird.
Die Verhinderung einer möglichen Penetrierung dieser
kleinen Partikel gewährleistet also, daß diese durch den
mittleren Streifen 16′ hindurch nicht nach außen gelangen
können.
Eine andere Realisierung der Erfindung ist in Fig. 6
dargestellt und wird in der Weise gebildet, daß auf die
eine Seite der Windelbahn 30 gemäß Fig. 4 zusätzlich noch
eine Vliesmaterialschicht 24 aufgebracht wird, die
ausschließlich aus groben Filamenten besteht, also ein
übliches Spinnvlies darstellt (diese Vliesmaterialschicht
kann auch auf die Windelbahn gemäß Fig. 5 aufgebracht
werden).
Der Zweck der zusätzlichen Vliesmaterialschicht 24 wird
anhand von Fig. 7 deutlich, die in schematischer
Querschnittsansicht einen Teil einer Windel zeigt. Oben
ist der Saugkörper 26 der Windel mit dem
Verbundvliesmaterial gemäß Fig. 6 abgedeckt, welches
somit die Abdeckschicht bildet. Dabei kommt die in Fig. 6
oben liegende Seite hier nach unten, also in Richtung des
Saugkörpers 26, zu liegen.
An der unteren Seite des Saugkörpers 26 befindet sich in
bekannter Weise eine durch eine Folie gebildete Außenhaut
28 (Back-Sheet-Folie). Diese Außenhaut muß seitlich
außerhalb des Saugkörpers 26 mit der Abdeckschicht
verbunden und befestigt werden, so daß der Saugkörper 26
vollständig eingeschlossen ist. Die Befestigung erfolgt
üblicherweise durch Verkleben der Abdeckschicht mit der
Außenhaut an den seitlichen Rändern der Windel.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese Verklebung
mangelhaft sein kann, wenn die obere Abdeckschicht feine
Mikrofasern enthält. Um diesem möglichen Nachteil zu
begegnen, wird die zusätzliche Vliesmaterialschicht 24
eingesetzt, die aus Spinnvlies besteht und einen
grobfaserigen Aufbau besitzt. Dadurch wird es möglich,
die obere Abdeckschicht sicher mit der Außenhaut 28 zu
verkleben, weil der Kleber besser in das Fasergebilde
eindringen kann.
Im Falle von Damenbinden kann eine Warenbahn gemäß Fig.
4, 5, 6 so um einen Saugkörper gefaltet werden, daß die
hydrophoben Mikrofasern enthaltenden Seitenstreifen 18
auf die Unterseite der Damenbinde zu liegen kommen. Der
hydrophile (vorwiegend) aus Spinnvlies bestehende
Mittelstreifen stellt dann die feuchtigkeitsdurchlässige
Oberseite der Binde dar, während die hydrophoben Streifen
den seitlichen und rückseitigen Auslaufschutz bilden.
Claims (5)
1. Verbundvliesmaterial aus wenigstens zwei
Komponenten, nämlich aus im wesentlichen endlosen,
molekularorientierten groben Filamenten mit relativ
großen Durchmessern, und aus im wesentlichen kaum
molekularorientierten diskontinuierlichen feinen
Mikrofasern oder aus feinen Endlos-Mikrofasern beliebiger
Molekularorientierung mit relativ kleinen Durchmessern,
wobei das Verbundvliesmaterial durch ein Gemisch der
Komponenten (grobe Filamente und feine Mikrofasern) ohne
diskrete schichtförmige Phasengrenzen zwischen den
Komponenten gebildet ist, und wobei das Verbundvlies
material in einem integrierten Vliesbildungsvorgang auf
ein und derselben Legevorrichtung einer Vliesspinnanlage
hergestellt ist, insbesondere Verbundvliesmaterial für
saugfähige Produkte, wie Windeln, Binden oder der
gleichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungs
verhältnis der beiden Komponenten (12, 14) (grobe
Filamente und feine Mikrofasern) an unterschiedlichen
Stellen (16, 18) des Verbundvliesmaterials (12)
verschiedenartig gewählt ist.
2. Verbundvliesmaterial nach Anspruch 1 und/oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundvliesmaterial
(12) diskrete Bereiche (16) aufweist, in denen der Anteil
der feinen Mikrofasern (14) im Vergleich zu dem Anteil
der feinen Mikrofasern (14) in den anderen Bereichen (18)
kleiner ist.
3. Verbundvliesmaterial nach Anspruch 1 und/oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundvliesmaterial
(12) nicht vollständig, sondern nur teilweise aus zwei
Komponenten (12, 14) besteht, so daß ein oder mehrere
diskrete Bereiche (16) vorgesehen sind, die aus
schließlich durch die groben Filamente (12) gebildet
sind.
4. Verbundvliesmaterial nach einem der
vorhergehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die diskreten Bereiche (16) durch mehrere parallel
zueinander und im Abstand voneinander verlaufende
Streifen gebildet sind.
5. Verbundvliesmaterial nach einem der
vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß auf einer Seite des Verbundvliesmaterials (12) eine
nur aus groben Filamenten bestehende Vliesmaterialschicht
(24) aufgebracht ist.
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