FI109710B - Kuitukankaiden viimeistelymenetelmä sekä menetelmällä käsiteltyä kangasta sisältävä tuote - Google Patents

Description

109710

Kuitukankaiden viimeistelymenetelmä sekä menetelmällä käsiteltyä kangasta sisältävä tuote 5 Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on kuitukankaiden viimeistelymenetelmä, jossa kuitukankaan pintaan kohdistetaan toispuoleisesti määrättyihin kohtiin pysyvästi hydrofiilisiä vii-meistelyainealueita, joiden kuivatuntu on hyvä. Tässä 10 keksinnössä pysyvällä hydrofiilisyydellä tarkoitetaan kuitukankaan hydrofiilisyyttä, joka kestää vähintään kolme kostutuskertaa.

15 Keksinnön tausta

Kertakäyttöiset, absorboivat hygieniatuotteet, kuten vaipat, koostuvat yleensä nestettä läpäisevästä kuitukan-kaasta valmistetusta pintakerrosmateriaalista (covers-iti' tock) , superabsorbenttia ja/tai selluloosakuitua sisäl- : : 2 0 tävästä absorboivasta kerroksesta ja nestettä läpäisemät- tömästä taustakalvosta. Vaippojen pintakerrosmateriaalina käytetään yleensä polyolefiinikuiduista, kuten polypro-·;·. peenista tai polyeteenistä, valmistettua kuitukangasta.

Pintakerroskankaan tärkeimmät nesteenkäsittelyominaisuu-. . 25 det ovat sekä nopea nesteen läpäisykyky että hyvä kuiva- tuntu. Hyvä kuivatuntu edellyttää sitä, että neste läpäi- • · ···’ see nopeasti pintakerroskankaan eikä läpäissyt neste kul- ·.·· keudu takaisin kankaan pinnalle.

» » * · • · • 4 < 3 0 Toimiakseen läpäisevänä pintamateriaalina luonnostaan » · ’··[ hydrofobinen polyolefiinimateriaali on hydrofilisoitava.

Katkokuidut, joista valmistetaan karstaamalla ja termo-sitomalla kuitukankaita, hydrofilisoidaan kuitukehruu-prosessin yhteydessä. Vastaavasti kehruusidotut 35 (spunbond) ja sulapuhalletut (meltblown) kuitukankaat hydrofilisoidaan viimeistelemällä sidottu kangas kostu-tusaineella.

2 109710

Tyypillisesti sekä läpäisykyvyltään että kuivatunnultaan hyvän pintakerroskuitukankaan toiminta perustuu siihen, että joko kuidun tai kuitukankaan hydrofiilisinä viimeis-telyaineina käytetään veteen hyvin liukenevia pinta-ak-5 tiivisia aineita. Neste läpäistessään kuitukankaan liuottaa suuren osan kuitukankaan viimeistelyaineista, jolloin kuitukangas muuttuu läpäisykohdasta hydrofobiseksi ja nesteen takaisinkulkeutuminen estyy. Yleensä pintakerros-materiaalit ovat kauttaaltaan hydrofiilisiä, vaikka nes-10 tekuormitus kohdistuu ainoastaan tiettyihin osiin pintakerrosta. Pintakerroksen läpäissyt neste kulkeutuu absorboivassa kerroksessa lateraalisesti, jolloin absorbentis-ta kostuvat myös ne osat, jotka eivät ole nestekuormitus-kohdan välittömässä läheisyydessä. Koska viimeistelyai-15 netta liukenee lähinnä pintakerroksen kuormituskohdasta, nesteen takaisinkulkeutuminen absorbentista tapahtuu helposti hydrofiiliseksi jääneen pintakerrososan läpi. Lisäksi viimeistelyaineen liukeneminen laskee kankaan läpäisseen nesteen pintajännitystä, mikä edesauttaa nesteen 20 takaisinkulkeutumista.

Pintakerrosmateriaalin kertaläpäisykyky ei kuitenkaan aina riitä, vaan erityisesti vaippojen pintakerroskan- « » /· · kaalta vaaditaan, että se läpäisee useamman kerran peräkin : 25 käin nestettä. Näiden nk. pysyvästi hydrofiilisten kuitu- ·/: kankaiden, jotka säilyttävät läpäisykykynsä vähintään kolmen peräkkäisen läpäisykerran ajan, ongelmana on huono • · kuivatuntu. Kuitukangas säilyy hydrofiilisenä useita lä-!!! päisykertoja, jolloin kuitukankaan läpäissyt neste kul- ’ 30 keutuu takaisin kankaan pinnalle.

• ’· ·' Kertakäyttöisten, absorboivien hygieniatuotteiden kuiva- V ‘ tuntua voidaan parantaa esimerkiksi lisäämällä absorben- tin ja pintakerrosmateriaalin väliin välikerrosmateriaa- « · 35 li, joka on hydrofobisempi kuin pintakerros (US 4798603).

» * ·

Pintakerrosta hydrofobisempi välikerrosmateriaali eristää ’;* * absorbentin pintakerroksesta estäen nesteen takaisinvir- » · · 3 109710 tausta. US-patenttijulkaisussa 5257982 esitetään menetelmä, jossa pintakerrosmateriaali kootaan lämpösitomalla useasta kuituharsokerroksesta, joiden kuituhienous on erilainen. Tällaisen kuitukankaan huokoskoko on pienin 5 absorbenttia vasten olevalla pinnalla ja suurin yläpinnalla. Pintakerrosmateriaalin yläpinnan suuret huokoset läpäisevät nopeasti nestettä ja alapinnan pienemmät huokoset estävät nesteen takaisinvirtausta.

10 Vastaavasti US-patentissa 5273596 on esitetty menetelmä valmistaa lämpösidottu kaksikerroskuitukangas, jonka toinen puoli koostuu sekä hydrofobisista että hydrofiilisis-tä kuiduista (esim. polypropeeni ja viskoosi) ja toinen puoli sisältää suurimmaksi osaksi hydrofobisia kuituja.

15 Kuitukankaan hydrofobinen puoli estää nesteen takaisinvirtausta absorbentista kankaan hydrofiiliselle yläpinnalle.

Tekniseltä toteutukseltaan yksinkertaisempi ja halvempi 20 tapa parantaa kuitukankaan kuivatuntuominaisuuksia on vaikuttaa kankaan nesteenkäsittelyominaisuuksiin muuttamatta kankaan fyysistä rakennetta. Pintakerrosmateriaalin kuivatuntua voidaan parantaa esimerkiksi pienentämällä * * • kuitukankaan hydrofiilisen pinta-alan osuutta viimeiste- ; : 25 lemällä hydrofobinen kuitukangas siten, että viimeistely- , aine kohdistetaan ainoastaan tiettyihin osiin kuitukan-

gasta (EP 0611607 AI, US 4585449). Patenttijulkaisussa US

. ,·. 4585449 esitetään kertakäyttöisen hygieniatuotteen pinta- /;·. kerrosmateriaali, jonka keskelle on kohdistettu esim.

* » * 30 ympyrän tai suorakaiteen muotoisia kostutusainealueita. Tekniikan tason osalta viitataan erityisesti patenttiin '·'**' EP 0611607, jossa kuvataan menetelmä kuitukankaan vii- ' meistelemiseksi kostutusaineella kuvioidulla viimeistely- telalla. Kostutusaine voidaan kohdistaa esim. kuitu-,*··. 35 kankaan keskiosaan, jolloin kankaan reunaosat jäävät hyd rofobisiksi.

* » · * # » 4 109710

Kuitukankaan viimeistelyssä voidaan käyttää myös painokonetta. Patenttijulkaisussa EP 0546580 AI kuvataan syvä-painotekniikkaan perustuva menetelmä kuitukankaan viimeistelemiseksi tasaisesti kostutusaineella. Painoteknii-5 kassa voidaan käyttää konsentroituja kostutusaineliuok-sia, jolloin kuitukangas imee vähemmän nestettä suhteessä muihin viimeistelytekniikoihin. Näin ollen kankaan kui-vausaika lyhenee, ja kuivauksesta aiheutuva kangaslujuu-den menetys pienenee.

10 Tässä keksinnössä esitetään fleksopainotekniikkaan perustuva viimeistelymenetelmä, jolla voidaan viimeistellä kuitukangas siten, että se sisältää kuivatunnultaan hyviä, pysyvästi hydrofiilisiä alueita.

15

Keksinnön yleinen kuvaus Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä hydrofiilisen tai hydrofobisen kuitukankaan pintaan kohdistetaan määrätyille alueille pysyvästi hydrofiilistä viimeistelyainetta 20 siten, että viimeistelyaine ei kulkeudu merkittävissä määrin kuitukankaan viimeistelemättömälle puolelle. Pysyvästi hydrofiilisellä viimeistelyaineella tarkoitetaan pintakemiallisilta ominaisuuksiltaan hydrofiilistä vii-. · meistelyainetta, joka on veteen niukkaliukoinen tai dis- : 25 pergoituva. Tällainen viimeistelyaine ei liukene esim.

. polyolefiinipinnalta merkittävissä määrin veteen, jolloin pinta säilyy hydrofiilisenä myös vesikontaktissa.

·;·. Viimeistelymenetelmää voidaan soveltaa termosidottuihin, 30 kehruusidottuihin (spunbond), sulapuhallettuihin (melt- . blown), vesineulattuihin tai muilla menetelmillä valmis- ;;; tettuihin kuitukankaisiin, joita käytetään kertakäyttöis- ten, absorboivien hygieniatuotteiden pintakerrosmateri-aaleina.

I*'*: 35

Keksinnön mukaisen menetelmän erityispiirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

5 109710

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen, että tavallisen väriainepainotekniikan tasolla hyvin tunnetussa fleksopainomenetelmässä väriaine korvataan pysyvästi hyd-rofiilisellä viimeistelyaineella. Viimeistelyaine kohdis-5 tetaan kuitukankaan pintaan fleksopainokoneella siten, että painetun kuitukankaan pinta sisältää pysyvästi hyd-rofiilisiä viimeistelyainealueita. Alkuperäinen, viimeis-telemätön kuitukangasmateriaali voi olla joko hydrofobinen tai hydrofiilinen.

10

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on erityisesti viimeistellyn, pysyvästi hydrofiilisen kuitukankaan kuiva-tuntuominaisuuksien paraneminen. Lisäksi kostutusaine voidaan kohdistaa tarkoin rajatuille alueille kuitukan- 15 kaan pintaan, jolloin kuitukankaasta hydrofilisoituu pysyvästi ainoastaan alue, jolle pääosa nestekuormituksesta kohdistuu. Menetelmä on myös taloudellinen, sillä pysyvästi hydrofiiliset viimeistelyaineet ovat tyypillisesti huomattavasti kalliimpia kuin tavalliset kostutusaineet.

20 Kohdistamalla pysyvästi hydrofiilinen viimeistelyaine ainoastaan kuitukankaan lopputuotekäytön kannalta tarpeellisille alueille vähennetään viimeistelyaineen kokonaiskulutusta .

25 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus . : Keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin oheisten piirustusten . avulla.

I i » 30 Kuvio 1 esittää keksinnön erään toteutusmuodon mukaan . viimeisteltyä kuitukangasrullaa.

' Kuvio 2 esittää kuvion 1 kuitukangasrullasta valmistettua vaipan pintakerrosta.

C: 35

Kuvio 3 on kaavakuva keksinnössä käytetystä fleksopaino-menetelmästä.

6 109710

Kuvio 4 esittää keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaan viimeisteltyä kuitukangasta, jossa kankaan viimeistelyyn on käytetty useampaa painoyksikköä.

5 Kuvio 5 esittää esimerkin 1 viimeisteltyjen kuitukankaiden läpäisyaika-arvoja mitattuina läpäisykerran funktiona.

Kuvio 6 esittää esimerkin 2 viimeisteltyjen kuitukankai-10 den rewet-arvoja kuormituskertoimen funktiona.

Kuvion l esittämä, keksinnön mukaan viimeistelty kuitu-kangasrulla 1, koostuu polyolefiinikuituja sisältävästä kuitukangasmateriaalista 2, joka on tekniikan tasolla 15 hyvin tunnettu, esimerkiksi termosidottu, kehruusidottu (spunbond), sulapuhallettu (meltblown) tai vesineulattu kuitukangas. Termosidottu tai vesineulattu kuitukangas voi sisältää polyolefiinikuitujen lisäksi myös muita kuituja, kuten viskoosi- tai polyesterikuituja. Kuitukangas-20 materiaali voi olla joko hydrofobinen, hydrofiilinen tai semihydrofobinen, ja sen neliömassa voi olla välillä 10-80 g/m2. Hydrofobinen kuitukangas koostuu kuiduista, joiden rajapinnalla vesi muodostaa yli 90° kontaktikulman i (esim. polyolefiinikuidut). Vastaavasti hydrofiilisen : 25 kuitukankaan kuitujen rajapinnalla vesi muodostaa alle . : : 90° kontaktikulman (esim. viskoosikuidut ja kostutusai- neella viimeistellyt polyolefiinikuidut). Semihydrofobi-. nen kuitukangasmateriaali koostuu sekä hydrofobisista että hydrofiilisistä kuiduista.

30

Kuvion 1 esittämä, keksinnön erään edullisen toteutusmuo-don mukaan viimeistelty kuitukangas, sisältää kuvion 3 \ ’ mukaisella fleksopainomenetelmällä painettuja pysyvästi ·. V. hydrofiilisiä kostutusainealueita 3. Kostutusainealueet 3 t’": 35 ovat edullisesti jakautuneet kuitukankaan painopinnalle siten, että kuitukankaan viimeistelemättömän puolen pinta vastaa hydrofiilisyys/fobisuusominaisuuksiltaan kuitukan- 7 109710 gasmateriaalin 2 pintaa. Viimeistellyn kuitukankaan kui-vatuntuominaisuuksien kannalta kuitukangasmateriaali 2 on edullisimmin hydrofobinen, jolloin kankaan viimeistele-mättömän puolen pinta on kokonaan hydrofobinen ja vii-5 meistellyllä puolella kostutusainealueiden 3 ulkopuolella olevat alueet ovat hydrofobisia.

Kuitukangasmateriaali 1 voi olla myös hydrofiilinen, jolloin painoprosessissa kohdistetaan kuitukangasmateriaalin 10 pintaan pysyvästi hydrofiilistä viimeistelyainetta. Kuitukankaan painamaton puoli sisältää tällöin ainoastaan vesiliukoisia kostutusaineita. Kankaan painamaton puoli muuttuu hydrofobiseksi, kun kostutusaine liukenee kankaan läpäisseeseen nesteeseen. Kuitenkin liukenemisen vaiku-15 tuksesta nesteen pintajännitys laskee, mikä osaltaan johtaa huonompaan kuivatuntuun kuin pysyvästi hydrofiilisek-si viimeistellyllä hydrofobisella kuitukangasmateriaalil-la. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Kuvion 1 esittämästä kuitukangasrullasta 1 voidaan val 2 mistaa kuvion 2 esittämiä vaipan pintakerroskankaita 4.

3

Vaipan pintakerroskangas 4 leikataan kuitukangasrullasta 4 1 siten, että pysyvästi hydrofiilinen alue 3 asettuu 5 : edulliseen kohtaan vaippaa.

6 7 ;: Pysyvästi hydrofiiliset kostutusainealueet painetaan kui- 8 tukankaaseen kuvion 3 mukaisella fleksopainomenetelmällä, 9 i joka on tunnettu menetelmä väriainepainotekniikassa. Kek- 10 ·;·. sinnössä käytettävää fleksopainomenetelmää ei rajoiteta 11 tässä yhteydessä kuvattavaan nk. siirtotelalliseen paino-yksikköön, vaan myös muunlaiset fleksopainoyksikkökon- I t · struktiot, kuten esim. kammiokaavattu painoyksikkö, sopi- i ; ; vat keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen. Kostu-tusaineliuos tai -dispersio 5 siirretään väriaineastiasta i ” : 35 6 rasteroidulle anilox-telalle 8 siirtotelan 7 avulla.

... Anilox-tela kostuttaa painotelaa ympäröivän painolaatan 10. Fotopolymeeristä koostuvaan painolaattaan 10 on valo- 8 109710 tettu kuitukangasmateriaaliin 11 painettavia kostu-tusainealueita vastaava kohokuvio. Painolaatalla 10 päällystetty painotela 9 siirtää kostutusaineen kuitukangas-materiaalin 11 pintaan siten, että siihen muodostuu kos-5 tutusainekuvioita vastaten painolaatan 10 kohokuvien peilikuvaa. Puristustela 12 ja vetotela 13 ohjaavat kuitu-kangasmateriaalin 11 kulkua painokoneessa. Kuitukangasma-teriaaliin 11 painettavan kostutusaineen määrää säädetään kaavaustelan 14 ja siirtotelan 7 välisellä puristuspai-10 neella sekä siirtotelan 7 ja anilox-telan 8 välisen raon 15 suuruudella. Lisäksi painoliuoksen 5 viskositeetti vaikuttaa kuitukankaaseen siirtyvän painoliuoksen määrään.

15 Pysyvästi hydrofiilisinä viimeistelyaineina voidaan käyttää veteen niukkaliukoisia, hydrofiilisiä funktionaalisia ryhmiä sisältäviä yhdisteitä. Tällaisia kemiallisia yhdisteitä ovat esimerkiksi polyalkoksiloidut polydimetyy-lisiloksaanit ja veteen niukkaliukoiset, hydrofiilisiä 20 ryhmiä sisältävät pinta-aktiiviset aineet.

Pysyvästi hydrofiilisten viimeistelyaineiden painamisessa voidaan käyttää liuottimena joko vettä tai orgaanisia • '· liuottimia, kuten esim. isopropanolia, etyyliasetaattia : : 25 tai etanolia. Käytettäessä painoprosessissa liuotinta, joka ei kostuta kuitukangasmateriaalia, saavutetaan pa-; : rempi painojäljen pintaherkkyys, jolloin viimeistelyaine s jää ainoastaan kangasmateriaalin pinnalle. Näin ollen on t j': edullisinta käyttää hydrofobisen kuitukangasmateriaalin 30 painoliuoksena viimeistelyaineen vesidispersiota. Tällöin kuitenkin veteen liukenemattomaan viimeistelyaineeseen i · · !!'. joudutaan seostamaan emulgointiaineita. Liuotinainepoh- i : : \ jäiset painoliuokset ovat edullisia, kun painoprosessissa *·,*·· on tarpeen käyttää nopeasti kuivuvaa liuosta. Lisäksi t* *: 35 kuitukankaan kostuttavilla liuotinaineilla saavutetaan ···, tasaisempi viimeistelyainepinta kuin viimeistelyaineen vesidispersioilla.

9 109710

Pysyvästi hydrofiilisen kuitukankaan kuivatuntuominaisuu-det riippuvat kankaan sisältämän viimeistelyaineen määrästä. Jotta hydrofobisella kuitukankaalla saavutettaisiin riittävän nopea nesteen läpäisykyky, on pysyvästi 5 hydrofiilistä kostutusainetta lisättävä viimeisteltäville alueille kuitukankaan painoyksikköä kohti vähintään n. 0.2-0.5 p—% riippuen kuitukankaan huokosrakenteesta ja hydrofobisuudesta. Usein pintakerrosmateriaalilta vaaditaan, että erityisesti nesteen ensimmäinen läpäisykerta 10 on nopea. Tällöin hydrofobiseen kuitukankaaseen voidaan lisätä viimeistelyssä sekä vesiliukoisen kostutusaineen että pysyvästi hydrofiilisen viimeistelyaineen seosta. Kostutusaineen ansiosta kankaan läpäisykyky on alussa nopea, ja pysyvästi hydrofiilinen viimeistelyaine takaa 15 kuitukankaan säilymisen hydrofiilisenä useita lä- päisykertoja. Hydrofiiliseen kuitukankaaseen, jonka läpäisykyky on jo sinänsä nopea, lisätään tarvittava määrä pysyvästi hydrofiilistä kostutusainetta, jotta saavutetaan riittävä läpäisykyvyn pysyvyys. Tällöin kostutusai-20 neen lisäysmäärä on vähintään n. 0.1 p-%.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa myös siten, että pysyvästi hydrofiiliseen kuitukankaaseen paine- s $ : taan hydrofobisia alueita käyttäen painoliuoksena hydro- 25 foboimisaineen liuotinainepohjäistä liuosta tai vesidis-persiota. Tällöin kuitukankaan painamaton puoli jää hyd-/ rofiiliseksi, ja painettu, hydrofobinen puoli, estää nes- . teen takaisinvirtausta kuitukankaassa. Edullisimmin pai- {': ‘: noprosessissa käytetty hydrofobointiaine on polydimetyy- 30 lisiloksaani.

,·, Organomodifioidut polysiloksaaniviimeistelyaineet (kuten » · » esim. silikoni-etyleenioksidikopolymeerit), jotka ovat /·: nykyisellä tekniikan tasolla edullisimpia pysyvästi hyd- i / 35 rofiilisiä viimeistelyaineita, haittaavat yleensä poly- ;·, olefiinikuitujen termosidontaa ja polyolefiinikuitukan- kaiden saumautuvuutta. Esimerkiksi polysiloksaanyhdis- 10 109710 teillä viimeistellyistä katkokuiduista karstaamalla valmistetut, termosidotut kuitukankaat ovat tyypillisesti lujuudeltaan huonompia kuin muita viimeistelyaineita sisältävät kankaat. Erityisesti katkokuiduista valmiste-5 tuilla kankailla keksinnön mukaisen menetelmän merkittävä etu on se, että kuitukankaat sidotaan ennen viimeistelyä. Lisäksi kuitukankaiden saumautuvuusominaisuudet eivät huonone viimeistelyssä, sillä kankaan saumauskohdat voidaan jättää pysyvästi hydrofiilisten alueiden ulkopuolel-10 le.

Keksintö toteutetaan edullisimmin karstatuilla, ter-mosidotuilla kuitukankailla siten, että kuitukehruu-prosessin yhteydessä kuidut viimeistellään hydrofobisella 15 antistaattiaineella ja veteen dispergoituvalla voiteluaineella, joka laskee kuitujen kineettistä kuitu-kuitu- ja kuitu-metallikitkaa. Viimeistellyt, hydrofobiset katko-kuidut karstataan ja termosidotaan, jonka jälkeen kuitukankaaseen kohdistetaan fleksopainokoneella määrätyille 20 alueille pysyvästi hydrofiiliseksi modifioitua polydime-tyylisiloksaaniviimeistelyainetta.

Fleksopainomenetelmän painolaatat valmistetaan valotta- maila UV-valolla fotopolymeeristä koostuva painolaatta 25 painokuviota vastaavan negatiivin läpi. UV-valolle altis- / tuneet osat painolaatassa kovettuvat, ja muu osa fotopo- ; lymeeristä liuotetaan, jolloin painolaattaan muodostuu ! haluttu kohokuvio. Koska painolaattojen valmistus on yk- ' · · j'·’: sinkertaista, on keksinnön mukaisessa viimeistelymenetel- 30 mässä helppoa vaihdella ja muokata kuitukankaaseen pai-, ,·, nettavia viimeistelyainekuvioita. Lisäksi fleksopainoko-

t > I

neissa on tyypillisesti vähintään neljä painoyksikköä, » » · jolloin samaan kuitukankaaseen voidaan painaa sekä pysy- • > västi hydrofiilisiä alueita että hydrofobisia alueita.

35 Näin ollen menetelmällä on mahdollista kohdistaa hyvin tarkasti kuitukankaaseen hydrofiilisyys/fobisuusominai- t * » suuksiltaan erilaisia alueita.

> * 11 109710

Koska painetut, pysyvästi hydrofiiliset tai hydrofobiset alueet kuitukankaassa ovat värittömiä, on kuitukankaan jatkoprosessointia varten tarpeellista painaa kuitukan-gasrullaan värillisiä kohdistusmerkkejä. Kohdistusmerkki-5 en avulla voidaan kangasta ohjata esim. vaippakoneissa siten, että kankaan painokoneella viimeistellyt alueet tulevat haluttuihin kohtiin vaippaa. Pysyvästi hydrofii-linen viimeistelyaine voidaan painaa yhdellä painoyksiköllä kuitukankaan pintaan ja väriainekohdistusmerkki 10 toisella painoyksiköllä.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön erään edullisen totetus-muodon mukaan viimeistelty kuitukangas, jonka viimeistelyyn on käytetty kolmea painoyksikköä. Hydrofobiseen kui-15 tukangasmateriaaliin 16 on painettu ensimmäisellä paino-yksiköllä hydrofiilinen alue 17. Hydrofiiliseen alueeseen 17 on painettu toisella painoyksiköllä pysyvästi hydro-fiilinen alue 18, johon valtaosa kuitukankaan nestekuor-mituksesta lopputuotekäytössä kohdistuu. Värillisellä 20 kohdistusmerkillä 19, joka on painettu kolmannella paino-yksiköllä, ohjataan kuitukankaan kulkua vaippakoneessa siten, että alueet 17 ja 18 tulevat haluttuihin kohtiin lopputuotetta.

» i I • 25 Keksinnön mukaan viimeistellyt kuitukankaat soveltuvat käytettäviksi esimerkiksi kertakäyttöisten, absorboivien ; : hygieniatuotteiden pintakerrosmateriaaleina. Erityisesti ! vaippojen kuiva tunnun kannalta on edullisinta, että kui- t i i i’·’: tukankaan viimeistelemätön pinta on kosketuksissa vaipan 30 absorbentti- tai välikerrososaan ja pysyvästi hydrofiili-,·. set alueet ovat pinnalla. Pintakerrosmateriaalin nesteen läpäisyaika on sekä viimeistellyltä että viimeistelemät- f * · tömältä pinnalta mitattuna suunnilleen yhtä suuri. Pinta-’·/·· kerrosmateriaalin kuivatuntuominaisuudet ovat kuitenkin I".: 35 selvästi parempia, kun neste läpäisee ensin pintakerros- ···. kuitukankaan viimeistellyn puolen. Tällöin hydrofobinen tai nestekontaktissa hydrofobisoituva hydrofiilinen pin- 12 109710 takerroksen alapinta estää nesteen takaisinvirtausta ab-sorbentista yläpinnalle. Pysyvästi hydrofiiliset alueet pintakerroskuitukankaassa säilyttävät kuitenkin läpäisykykynsä useita nestekuormituskertoja, jolloin pinta-5 kerrosmateriaalin läpäisykyky ei oleellisesti huononnu kuivatuntuominaisuuksien ollessa paremmat kuin tavallisilla, tasaisesti viimeistelyainetta sisältävillä kuitukankailla.

10 Seuraavissa esimerkeissä esitetään keksinnön mukaan viimeisteltyjen kuitukankaiden toimintaa toistetun nesteen läpäisyajan ja kuivatuntuominaisuuksien osalta. Kokeissa käytetyt kuitukankaiden nesteenkäsittelyominaisuuksien testaukset suoritettiin käyttäen seuraavia menetelmiä: 15 1. Toistettu läpäisyaika: Kuitukankaan nesteen läpäisyai-ka (taulukoissa 1-4 käytetään lyhennettä la) mitattiin käyttäen EDANAn (European Disposables and'Nonwovens Asso- 20 ciation) standarditestimenetelmää (Edana Recommended

Test) ERT 150.2-93 (Liquid Strike-Through Time). Kun ensimmäinen läpäisyaika oli mitattu, imupaperikerros vaihdettiin ja läpäisyaika mitattiin uudelleen samasta koh- dasta kuitukangasta. Mittaus suoritettiin viisi kertaa ' 25 peräkkäin, jolloin läpäisyajan kasvu mittauskerran funk- : tiona on kääntäen verrannollinen kuitukankaan hydrofiili- syyden pysyvyyteen. Kuitukankaan hydrofiilisyyden pysy- « vyys on hyvä, mikäli 5. toistettu läpäisyaika on alle 3.5 » * * ii» S · i t * 30 2. Nesteen takaisinkulkeutuminen (Rewet): Testi suoritet- * 1 * * - · tiin ERT 151.0-93 testimenetelmän (Coverstock Wetback) » · mukaisesti käyttäen kuormituskertoimia 3.5-3.8. Testin yhteydessä määritettiin lisäksi kuitukankaan läpäisyaika 35 ERT 150.2-93-menetelmän mukaisesti. Rewet- ja läpäisyai-ka-arvot mitattiin sekä kuitukankaan paino- että alapuo-lelta.

* i 13 109710 3. Viimeistelyainepitoisuus: Kuitukankaista analysoitiin fleksopainoviimeistelyssä lisätty viimeistelyainepitoisuus (g viimeistelyainetta/g kuitukangasta) uuttamalla viimeistelyaine kuitukankaista rikkihiileen ja määrittä- 5 mällä uuttoliuoksen polysiloksaanipitoisuus IR-menetel-mällä Si-0 -sidoksen absorptioaaltoluvulla 1259 cm'1.

4. Hydrostatic head: Viimeistelemättömän kuitukangasmate-riaalin hydrofobisuus määritettiin sulkemalla kuitukan- 10 kaalia kolonni, jonka sisähalkaisija oli 7.5 cm. Kolonniin lisättiin 0.9 p-% NaCl-vesiliuosta siten, että li-uospatsaan hydrostaattinen paine kasvoi 3 cm H20/min kuitukankaassa. Hydrostaattinen paine, jossa kuitukangas ensimmäisen kerran läpäisee liuosta, ilmoitetaan hydros-15 tatic head -arvona.

Läpäisyaika- ja rewet -testit suoritettiin esimerkkien kuitukankaiden viimeistellyn keskiosan kohdalta. Kaikki 20 testitulokset ilmoitetaan jatkossa kolmen rinnakkaismit-tauksen keskiarvona.

Esimerkki 1.

i. * '! Polypropeenikatkokuiduista karstaamalla valmistettun, / 25 termosidottuun, 33 g/m2, 38 cm leveään hydrofobiseen kui- ί tukankaaseen painettiin PAVEMA-fleksopainokoneen (Maschi- nebraus Ludwig Meyer, Diisseldorf) siirtotelallisella pai- • < k noyksiköllä kuitukankaan keskiosaan 32.5 cm leveä, jatku-va pysyvästi hydrofiilinen alue. Viimeistelemättömän kui-30 tukangasmateriaalin läpäisyaika oli yli 200 s ja hydros-. tatic head -arvo 99 mm painopuolelta mitattuina. Painoli- t · · ‘ uoksina käytettiin organomodifioidun polydimetyylisilok- « * ’·’ saanin vesidispersiota aktiiviainepitoisuuksissa 20, 10 ja 5 p-% (kuitukankaat 1.1, 1.2 ja 1.3). Kuitukankaan i"'; 35 painopuolena käytettiin termosidonnassa pistekuvioitua valssia vastaan ollutta puolta (kankaan nukkapuoli) . Kui- i * i tukankaan painopuolelta määritettiin viisi toistettua lä- i t I * 14 109710 päisyaikaa. Rewet-arvot ja tämän yhteydessä määritetyt läpäisyaika-arvot mitattiin sekä painopuolelta että alapuolelta. Taulukossa 1 on esitetty esimerkin 1 kuitukankaiden toistetut läpäisyaika-arvot painopuolelta mitat-5 tuina sekä rewet- ja läpäisyaika-arvot (kuormituskerroin 3.7) kuitukankaiden molemmilta puolilta mitattuina. Kuviossa 5 on esitetty kuitukankaiden 3.1 ja 3.2 toistetut läpäisyaika-arvot painopuolelta mitattuina läpäisykerran funktiona. Lisäksi kuvioon on piirretty vertailuesimerkin 10 3 kuitukankaiden 3.1 ja 3.2 toistetut läpäisyajat.

Kuviosta 5 havaitaan, että kuitukankaiden toistettu lä-päisyaika ei oleellisesti muutu, vaikka viimeistelyaine kohdistetaan ainoastaan pintakerroskuitukankaan yläpinnalle. Taulukon l arvot osoittavat lisäksi, että läpäisy-15 ajoissa ei ole merkittäviä eroja mitattuina kankaan ylä-ja alapinnoilta. Sen sijaan rewet-arvot kuitukankailla, joiden hydrofiilisyyden pysyvyys on hyvä (5. la alle 3.5 s), ovat kertaluokkaa suurempia mitattuina kuitukankaan alapinnalta.

20

Esimerkki 2. Polypropeenikatkokuiduista karstaamalla valmistettuun, termosidottuun, 30 g/m2, 67 cm leveään hydro-:·· fobiseen kuitukankaaseen painettiin PAVEMA-fleksopainoko- [ : neen (Maschinebraus Ludwig Meyer, Diisseldorf) siirtote- , 25 Iällisellä painoyksiköllä kuitukankaan keskiosaan 32.5 cm : leveä, jatkuva pysyvästi hydrofiilinen alue. Viimeistele- . mättömän kuitukangasmateriaalin läpäisyaika oli yli 200 s * · · ·:·. ja hydrostatic head -arvo 91 mm painopuolelta mitattuina.

Painoliuoksina käytettiin organomodifioidun polydimetyy-. 30 lisiloksaanin vesidispersiota aktiiviainepitoisuuksissa i t t 40, 20 ja 10 p-%, joihin oli vastaavasti lisätty ohenti-’·* ' mena 20, 10 ja 5 p-% isopropanolia (kuitukankaat 2.1, 2.2 ja 2.3). Kuitukankaan painopuolena käytettiin termosidon-nassa sileää valssia vasten ollutta pintaa (kankaan sileä 35 puoli). Taulukossa 2 on esitetty esimerkin 2 kuitukankai-‘ den toistetut läpäisyaika-arvot painopuolelta mitattuina ’*··' sekä rewet- ja läpäisyaika-arvot (kuormituskerroin 3.7) 15 109710 kuitukankaiden molemmilta puolilta mitattuina. Kuviossa 6 on esitetty kuitukankaan 2.1 ja vertailuesimerkin kankaan 4.1 rewet-arvot mitattuina kankaan painopuolelta kuormi-tuskertoimen funktiona.

5

Taulukon 2 arvoista havaitaan, että esimerkin 1 tapaan kuitukankaiden alapuolelta mitatut rewet-arvot olivat kertaluokkaa suurempia kuin kuitukankaan painopuolelta mitatut arvot. Kuvio 6 osoittaa, että toispuoleisesti 10 painetun kuitukankaan kuivatuntu on selvästi parempi kuin vertailunäytteen, joka sisältää saman määrän pysyvästi hydrofiilistä viimeistelyainetta tasaisesti kankaaseen j akautuneena.

15 Esimerkki 3 (vertailu)

Esimerkin 1 kuitukangas käsiteltiin esimerkin 1 viimeis-telyaineen vesiemulsioilla siten, että viimeistelty kuitukangas sisälsi 0.6, 0.3 ja 0.15 p-% (kankaat 3.1, 3.2 ja 3.3) viimeistelyainetta tasaisesti kankaaseen jakau-20 tuneena. Kuitukankaan nukkapuolelta tehtiin samat lä- päisyaika- ja rewet-testit kuin esimerkissä l. Taulukossa 3 on esitetty vertailuesimerkin testitulokset.

Esimerkki 4 (vertailu) 25 Esimerkin 2 kuitukangas käsiteltiin esimerkin 2 viimeis-··. telyaineen vesiemulsioilla siten, että viimeistelty kui- '·, tukangas sisälsi 3.5, 0.8 ja 0.3 p-% (kankaat 4.1, 4.2 ja !!! 4.3) Viimeistelyainetta tasaisesti kankaaseen jakautunee na. Kuitukankaiden sileältä puolelta tehtiin samat lä- j 30 päisyaika- ja rewet-testit kuin esimerkissä 2. Taulukossa » · · **··* 4 on esitetty vertailuesimerkin testitulokset.

* · · li": 35 16 109710

Taulukko 1. Esimerkin 1 kuitukankaiden läpäisyaika- ja rewetarvot.

5 Kuitukangas 1.1, 2 0 p-% 1.2, 10 p-% 1.3, 5 p-%

Viimeistelyainepit./p- % 0.64 0.32 0.15 1. la/s 2.8 3.0 3.7 2. la/s 2.3 2.3 2.6 3. la/s 2.4 2.5 2.7 10 4. la/s 2.6 2.6 3.6 5. la/s 2.6 3.1 5.2 la/s (painop.) 2.7 3.1 4.1

Rewet/g (painop.) 0.29 0.16 0.18 la/s (alap.) 2.7 2.7 3.9 15 Rewet/g (alap.) 1.55 0.67 0.13

Taulukko 2. Esimerkin 2 kuitukankaiden läpäisyaika- ja 20 r ewet-arvot.

.·· . Kuitukangas 2.1, 40 p-% 2.2, 20 p-% 2.3, 10 p-% . ’ * Viimeistelyainepit./p-% 3.5 0.83 0.31 1. la/s 2.6 5.9 39.9 !···: 25 2. la/s 2.6 2.8 5.6 i : : 3. la/s 2.6 2.7 4.2 4. la/s 2.6 2.9 4.3 5. la/s 2.9 3.7 5.3 ,·’ ; la/s (painop.) 2.4 7.6 59.0 .'*·. 3 0 Rewet/g (painop.) 0.54 0.18 0.15 la/s (alap.) 2.5 3.0 6.2 .···. Rewet/g (alap.) 1.46 1.44 0.11 109710

Taulukko 3. Vertailuesimerkin 3 kuitukankaiden läpäisyai-ka- ja rewet-arvot.

5 Kuitukangas 3.1 3.2 3.3

ViimeisteIyainepit./p-56 0.6 0.3 0.15 1. la/s 2.4 2.4 3.1 2. la/s 2.4 2.4 2.9 3. la/s 2.4 2.7 3.2 10 4. la/s 2.7 3.7 3.6 5. la/s 2.7 3.5 4.0 la/s 2.1 2.4 3.0

Rewet/g 0.60 0.31 0.10 15

Taulukko 4. Vertailuesimerkin 4 kuitukankaiden läpäisyai-ka- ja rewet-arvot.

20

Kuitukangas 4.1 4.2 4.3 • Viimeistelyainepit./p-% 3.5 0.8 0.3 1. la/s 4.8 2.7 3.7 I! 2. la/s 2.8 2.5 3.2 . 25 3. la/s 2.4 3.1 4.1 4. la/s 2.6 3.5 5.8 5. la/s 2.6 4.2 6.0 la/s 7.2 2.7 3.5 '·[ : Rewet/g 1.08 0.13 0.11 30

Claims (6)

1. Kuitukankaiden viimeistelymenetelmä absorboivien hygieniatuotteiden läpäisykerrosta varten, jossa määrättyi- 5 hin kohtiin hydrofobisen kuitukankaan (16) pintaa kohdistetaan painotekniikalla, erityisesti fleksopainomenetel-mällä, hydrofiilisiä viimeistelyainealueita (17), tunnettu siitä, että ainakin osalle hydrofiilistä viimeistely- ainealuetta (17) kohdistetaan painatus (18) hydrofiili-10 sella mutta veteen niukkaliukoisella tai dispergoituvalla viimeistelyaineella pysyvästi hydrofiilisen alueen aikaansaamiseksi .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että viimeistely ulotetaan kuitukankaan painopuo-·,: Ien pintaan kuitukankaan alapuolen vastatessa alkuperäi- sen kuitukangasmateriaalin pintaa.

*;;* 3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tun- 2. nettu siitä, että viimeistelyalueet merkitään väripaina-!!I tuksella.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu • · siitä, että menetelmässä käytetään polyolefiini-, polyes- *;*' 25 teri- tai viskoosikuiduista tai mainittujen kuitujen ·.·· seoksesta valmistettua kangasta. » · ·

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään termosidonta-, keh- * * 30 ruusidonta-, sulapuhallus-, tai vesineulausprosessilla valmistettua kangasta, jonka neliömassa on välillä 10-80 g/rn2. 1 Kertakäyttöinen, absorboiva hygieniatuote, joka si-35 sältää nestettä läpäisemättömän taustakalvon ja 109710 absorbenttikerroksen, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vähintään yhden kerroksen patenttivaatimusten 1-5 mukaisella menetelmällä viimeisteltyä kuitukangasta. 5