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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
Wischtücher,
die für
eine Reihe von Anwendungen geeignet sind, beispielsweise als industrielle
Reinigungs-Wischtücher,
als Wischtücher
für die
Gastronomie und als Wischtücher für Säuglinge.
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Industrielle Wischtücher werden
in der Regel mit Reinigungslösungen
gesättigt
oder imprägniert,
welche die Entfernung von Ölen,
Anstrichfarben (Lacken) und dgl. unterstützen. Die Reinigungslösungen,
die in Wischtüchern
verwendet werden, können
"wasserfrei" sein, d. h. Wasser ist nicht notwendig zum Abwaschen der
behandelten Fläche,
nachdem das Wischtuch verwendet worden ist. Wischtücher für Säuglinge
(oder allgemeiner Personen-Wischtücher) können ebenfalls mit Reinigungslösungen gesättigt sein.
Jeder Wischtuch-Typ kann auch Duftstoffe, Parfüms und Öle oder andere Chemikalien
enthalten, die dazu bestimmt sind, die Pflege der Haut zu verbessern,
Bakterien oder Viren zu bekämpfen
und dgl. Wischtücher
für die
Gastronomie müssen
im allgemeinen absorptionsfähig
und etwas abschleifend (steuernd) wirken, um Oberflächen zu reinigen.
Wischtücher
für die
Gastronomie sollten auch in der Lage sein, Oberflächen zu
reinigen unter Zurücklassung
einer streifenfreien Oberfläche
und ohne die Oberfläche
zu beschädigen.
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Hintergrund der Erfindung
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Es gibt bereits eine Reihe von Patenten
auf dem Gebiet der Wischtücher,
beispielsweise die US-Patente 4 906 513, 4 775 582, 4 659 609, 4
853 281, 4 833 003, 4 436 780, 4 298 649 und 4 778 048. Diese Patente
betreffen verschiedene Eigenschaften, die bei unterschiedlichen
Typen von Wischtüchern,
wie oben erwähnt,
erforderlich sind.
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Es besteht jedoch weiterhin ein Bedarf
für ein
Wischtuch, das absorptionsfähig
ist und schwach abschleifend (steuernd) wirkt und eine gute Nasstextur
aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die Ziele dieser Erfindung werden
erreicht mit einem Wischtuch, das aus einer Bahn hergestellt ist,
die ein Muster aus einer punktförmigen
Nicht-Bindung aufweist. Das Wischtuch kann aus Nonwoven-Geweben bzw.
Vliesstoffen hergestellt sein, die ihrerseits aus einer Reihe von
thermoplastischen Materialien mit verschiedenen Konfigurationen,
wie z. B. Konjugat- und Bikonstituenten-Materialien, hergestellt
sind. Das Wischtuch kann aus thermoplastischen Polymer-Nonwoven-Fasern
durch Anwendung von Meltblowing-, Spunbonding-Carding-Bonding- oder
Airlaying-Verfahren hergestellt sein. Die Bahn kann Zellstoff oder
andere Materialien mit einem Coform-Aufbau aufweisen. Die Bahn kann
außerdem
ein Laminat sein, wobei die Schichten des Laminats unter Anwendung
des Musters mit punktförmiger
Nicht-Bindung vorläufig
miteinander verbunden sind oder dessen Schichten miteinander verbunden
sind unter Bildung des Laminats unter Anwendung eines Musters mit
einer punktförmigen
Nicht-Bindung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Aufriss-Draufsicht auf das erfindungsgemäße Nonwoven-Gewebe (Vliesstoff) mit einem Nicht-Bindungs-Muster;
und
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2 zeigt
eine seitliche Schnittansicht des Nonwoven-Gewebes (Vliesstoff)
mit einem Nicht-Bindungs-Muster gemäß 1
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Definitionen
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Der Ausdruck "Spunbond-Fasern" bezieht
sich auf Fasern mit kleinem Durchmesser, die hergestellt werden
durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials
in Form von Filamenten aus einer Vielzahl von feinen, in der Regel
kreisförmigen
Kapillaren, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann
schnell vermindert wird, wie beispielsweise beschrieben in dem US-Patent
4 340 563 (Appel et al.) und in dem US-Patent 3 692 618 (Dorschner
et al.), in dem US-Patent 3 802 817 (Matsuki et al.), in den US-Patenten
3 338 992 und 3 341 394 (beide Kinney), in dem US-Patent 3 502 763
(Hartman) und in dem US-Patent 3 542 615 (Dobo et al.). Spunbond-Fasern sind im allgemeinen
nicht-klebrig, wenn sie auf einer Sammeloberfläche abgelagert werden. Spunbond-Fasern
sind im allgemeinen endlos (kontinuierlich) und haben durchschnittliche
Durchmesser (aus mindestens 10 Proben) von mehr als 7 μm, insbesondere
solche zwischen etwa 10 und 50 μm.
Die Fasern können
auch solche Formen haben, wie sie in dem US-Patent 5 277 976 (Hogle
et al.), in dem US-Patent 5 466 410 (Hills) und in den US-Patenten
5 069 970 und 5 057 368 (Largman et al.) beschrieben sind, in denen
Fasern mit unkonventionellen Formen beschrieben werden.
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Der Ausdruck "Meltblown-Fasern" steht
für Fasern,
die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials
durch eine Vielzahl von feinen, in der Regel kreisförmigen Düsenkapillaren
in Form von geschmolzenen Fäden
oder Filamenten extrudiert werden in konvergierende, in der Regel
heiße
Hochgeschwindigkeits-Gas(z. B. Luft)ströme, welche die Filamente aus
dem geschmolzenen thermoplastischen Material dünner machen zur Verringerung
ihres Durchmessers, bis zur Erreichung eines Mikrofaser-Durchmessers.
Danach werden die Meltblown-Fasern durch die Hochgeschwindigkeits-Gasströ me mitgenommen
und auf einer Sammeloberfläche
abgelagert unter Ausbildung einer Bahn aus willkürlich verteilten Meltblown-Fasern.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in dem US-Patent 3 849
241 beschrieben. Meltblown-Fasern sind
Mikrofasern, die endlos (kontinuierlich) oder diskontinuierlich
sein können
und sie haben im allgemeinen einen durchschnittlichen Durchmesser
von weniger als 10 μm
und sind im allgemeinen klebrig, wenn sie auf einer Sammeloberfläche abgelagert
werden.
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Der Ausdruck "Konjugat-Fasern" bezieht
sich auf Fasern, die aus mindestens zwei Polymer-Quellen gebildet
worden sind, die aus separaten Extrudern extrudiert wurden, die
jedoch miteinander versponnen sind unter Bildung einer Faser. Konjugatfasern
werden manchmal auch als Multikomponenten- oder Bikomponenten-Fasern
bezeichnet. Die Polymeren sind in der Regel verschieden voneinander,
obgleich Konjugatfasern auch Monokomponenten-Fasern sein können. Die
Polymeren sind im Wesentlichen konstant in getrennten Zonen über den
Querschnitt der Konjugatfasern angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich
entlang der Länge der
Konjugatfasern. Die Konfiguration einer solchen Konjugatfaser kann
beispielsweise eine Hüllen/Kern-Anordnung
sein, bei der ein Polymer von einem anderen umgeben ist, oder sie
kann eine Seite-an-Seite-Anordnung
sein, eine Torten-Anordnung oder eine "Insel-im-Meer"-Anordnung. Konjugatfasern
sind in dem US-Patent 5 108 820 (Kaneko et al.), in dem US-Patent
5 336 552 (Strack et al.) und in dem US-Patent 5 382 400 (Pike et
al.) beschrieben. Zur Herstellung von Zwei-Komponenten-Fasern können die
Polymeren in Verhältnissen
von 75/25, 50/50, 25/75 oder in jedem anderen gewünschten
Verhältnis
vorliegen. Die Fasern können auch
solche Formen haben, wie sie in dem US-Patent 5 277 976 (Hogle et
al.) und in den US-Patenten
5 069 970 und 5 057 368 (beide Largman et al.) beschrieben sind,
auf deren Offenbarung in vollem Umfang hier Bezug genommen wird,
in denen Fasern mit nicht konventionellen Formen beschrieben sind.
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Unter dem Ausdruck "Bikonstituentenfasern"
sind Fasern zu verstehen, die aus mindestens zwei Polymeren hergestellt
sind, die aus dem gleichen Extruder in Form einer Mischung extrudiert
wurden. Der Ausdruck "Mischung" ist weiter unten definiert. Bikonstituentenfasern
weisen keine verschiedenen Polymer-Komponenten auf, die relativ konstant
in getrennten Zonen über
die Querschnittsfläche
der Faser angeordnet sind, und die verschiedenen Polymeren sind
in der Regel nicht kontinuierlich entlang der gesamten Länge der
Faser, statt dessen bilden sie in der Regel Fibrillen oder Protofibrillen,
die an beliebigen Stellen beginnen und enden. Bikonstituentenfasern
werden gelegentlich auch als Multikonstituentenfasern bezeichnet.
Fasern dieses allgemeinen Typs sind beispielsweise in dem US-Patent
5 108 827 (Gessner) beschrieben. Bikomponenten- und Bikonstituentenfasern
sind auch beschrieben in dem Lehrbuch "Polymer Blends and Composites"
von John A. Manson und Leslie H. Sperling, Copyright 1976, Plenum
Press, eine Abteilung der Plenum Publishing Corporation, New York,
IBSN 0-306-30831-2, Seiten 273 bis 277.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Maschinenlaufrichtung" oder "MD" ist die Länge eines Gewebes (Stoffes)
in der Richtung, in der es (er) hergestellt wird, zu verstehen.
Der Ausdruck "quer zur Maschinenlaufrichtung" oder "CD" steht für die Breite
des Gewebes (Stoffes), d. h. für
eine Richtung, die im allgemeinen senkrecht zu der MD verläuft.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Filament-Anordnungen" sind im Wesentlichen parallele Reihen von
Filamenten zu verstehen, die solche sein können, wie sie in den US-Patenten
5 385 775 und 5 366 793 beschrieben sind.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Mehrschichtenlaminat" ist ein Laminat zu verstehen, bei dem einige
der Schichten Spunbond-Schichten und einige Meltblown-Schichten
sein können,
wie z. B. ein Spunbond/Meltblown/Spunbond (SMS)-Laminat und andere,
wie in dem US-Patent 4 041 203 (Brock et al.), in dem US-Patent
5 169 706 (Collier et al.), in dem US-Patent 5 145 727 (Potts et
al.), in dem US-Patent 5 178 931 (Perkins et al.) und in dem US-Patent
5 188 885 (Timmons et al.) beschrieben. Ein solches Laminat kann
hergestellt werden, indem man auf einem sich bewegenden Formgebungsband
nacheinander abscheidet zuerst eine Spunbond-Gewebeschicht, dann
eine Meltblown-Gewebeschicht
und schließlich
eine weitere Spunbond-Schicht, und anschließend das Laminat auf die nachstehend
beschriebene Weise bindet. Alternativ können die Gewebeschichten einzeln
hergestellt werden, in Form von Rollen gesammelt werden und in einer
getrennten Bindungsstufe miteinander kombiniert werden. Solche Gewebe
haben in der Regel ein Flächengewicht
von etwa 6 bis 400 gm2 (0,1–12 osy)
oder insbesondere von etwa 45 bis etwa 100 g/m2 (0,75–3 osy). Mehrschichtenlaminate
können
ebenfalls eine unterschiedliche Anzahl von Meltblown-Schichten oder
mehrere Spunbond-Schichten in vielen unterschiedlichen Konfigurationen
aufweisen und sie können
auch andere Materialien wie Filme (F) oder Coform-Materialien enthalten,
wie z. B. SMMS, SM, SFS und dgl.
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Unter dem Ausdruck "ähnliche
Bahn" ist eine Bahn zu verstehen, in der im Wesentlichen die gleichen Verfahrensbedingungen
und Polymeren wie in der erfindungsgemäßen Bahn angewendet bzw. verwendet werden,
in der jedoch die Zieheinheit nicht gerillt ist. Nach dem Webster's
New Collegiate Dictionary (1980), bedeutet "ähnlich" 1) gemeinsame Eigenschaften
aufweisend; streng vergleichbar, 2) ähnlich in der Substanz oder
in den wesentlichen Teilen; entsprechend. Unter Anwendung dieser
allgemein akzeptierten Bedeutung des Wortes "ähnlich" bedeutet dieser Ausdruck
hier, dass alle anderen Bedingungen im Wesentlichen die gleichen
sind, ausgenommen die oben genannten Bedingungen. Es sei darauf
hingewiesen, dass nicht alle Bedingungen genau identisch sind zwischen
den unterschiedlichen Polymeren, da Änderungen in der Zusammensetzung
selbst Verfahrensänderungen
mit sich bringen, beispielsweise in bezug auf den erforderlichen Druckabfall
oder die erforderlichen Temperaturen.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Coform" ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem mindestens ein
Meltblown-Düsenkopf
in der Nähe
einer Rinne angeordnet ist, durch die andere Materialien der Bahn
während
ihrer Bildung zugesetzt werden. Diese anderen Materialien können sein
Zellstoff, superabsorpti onsfähige Teilchen,
natürliche
Polymere (z. B. Reyon- oder Baumwollfasern) und/oder synthetische
Polymere (z. B. Polypropylen- oder Polyester)-Fasern, beispielsweise
dann, wenn die Fasern solche von Stapellänge sind. Coform-Verfahren werden
in den US-Patenten 4 818 464 (Lau) und 4 100 324 (Anderson et al.)
allgemein beschrieben. Bahnen, die nach dem Coform-Verfahren hergestellt
sind, werden allgemein als "Coform-Materialien" bezeichnet. Der
Ausdruck "Bonded-Carded-Bahn" bezieht sich auf Bahnen, die aus Stapelfasern
hergestellt sind, die durch eine Kämm- oder Cardier-Einheit geführt werden,
welche die Stapelfasern in der Maschinenlaufrichtung aufteilt oder
zerbricht und ausrichtet unter Bildung einer im allgemeinen in Maschinenlaufrichtung
ausgerichteten Faser-Vliesstoffbahn. Diese Fasern werden in der
Regel in Form von Ballen verkauft, die in einem Öffner/Mischer oder Picker angeordnet
werden, der die Fasern vor der Cardier-Einheit voneinander trennt.
Wenn einmal die Bahn gebildet worden ist, wird sie anschließend unter
Anwendung eines oder mehrerer der allgemein bekannten Bindungsverfahren
gebunden. Ein solches Bindungsverfahren ist das Pulver-Binden, bei
dem ein pulverförmiger
Klebstoff auf der Bahn verteilt und dann aktiviert wird, in der
Regel durch Erhitzen der Bahn und des Klebstoffes mittels heißer Luft.
Ein anderes geeignetes Bindungsverfahren ist das Muster-Binden,
bei dem erhitzte Kalander-Walzen oder eine Ultraschall-Bindungsvorrichtung
zum Binden der Fasern verwendet werden, in der Regel in Form eines
lokalisierten Bindungsmusters, obgleich die Bahn auch über ihre
gesamte Oberfläche
gebunden sein kann, wenn dies erwünscht ist. Ein anderes geeignetes
und allgemein bekanntes Bindungsverfahren, insbesondere dann, wenn
Bikomponenten-Stapelfasern verwendet werden, ist das Luftdurchzugs-Binden.
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Der Ausdruck "Airlaying" bezeichnet
ein allgemein bekanntes Verfahren, nach dem eine Faser-Nonwoven-Schicht
gebildet werden kann. Bei dem Airlaying-Verfahren werden Bündel von kleinen Fasern, die
in der Regel Längen
in dem Bereich von etwa 3 bis etwa 19 mm haben, voneinander getrennt
und in einem Luftstrom mitgenommen und dann auf einem Formgebungssieb
abgelagert, in der Regel unter Unterstützung durch eine Vakuumquelle.
Die in willkürlicher Anordnung
abgelagerten Fasern werden dann miteinander verbunden unter Verwendung
beispielsweise von heißer
Luft oder eines Spray-Klebstoffs.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Presswalze" ist eine Gruppe von Walzen oberhalb und unterhalb der
Bahn zu verstehen, welche die Bahn verdichtet bzw. presst als eine
Art der Behandlung einer gerade hergestellten Mikrofaser-, insbesondere
einer Spunbond-Bahn, um ihr eine ausreichende Integrität für die weitere
Verarbeitung zu verleihen, er bezieht sich jedoch nicht auf die
relativ starke Bindung von sekundären Bindungsverfahren wie die
Luftdurchzugs-Bindung,
die thermische Bindung und die Ultraschall-Bindung. Mittels der
Presswalzen wird die Bahn schwach zusammengepresst, um ihre Selbstadhäsion zu
erhöhen
und dadurch ihre Integrität
zu verbessern. Die Presswalzen erfüllen diese Funktion gut, sie
weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Einer dieser Nachteile
besteht darin, dass die Presswalzen tatsächlich die Bahn verdichten
(zusammenpressen), wodurch die Fülligkeit
oder Bauschigkeit der Bahn abnimmt, was für die gewünschte Verwendung unerwünscht sein
kann. Ein zweiter und schwerwiegenderer Nachteil der Presswalzen
besteht darin, dass die Bahn sich manchmal um eine oder beide Walzen
herumwickelt, was zu einer Unterbrechung der Bahnherstellungsanlage
für die
Reinigung der Walzen mit dem sich daraus ergebenden Verlust an Produktion während der
Ausfallzeit führt.
Ein dritter Nachteil der Presswalzen besteht darin, dass dann, wenn
bei der Herstellung der Bahn eine geringfügige Unvollkommenheit (Fehler)
entsteht, beispielsweise ein Polymertropfen in die Bahn eingeformt
wird, die Presswalze den Tropfen in das perforierte Band hineinpressen
kann, auf dem die meisten Bahnen hergestellt werden, was zu einer
Unvollkommenheit (Fehler) in dem Band führt und dieses ruiniert.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Heißluft-Messer"
oder HAK ist ein Verfahren zum Vor- oder Primärbinden einer soeben hergestellten
Mikrofaser-, insbesondere Spunbond-Bahn zu verstehen, das ihr eine
ausreichende Integrität
verleiht, d. h. die Steifheit der Bahn für die weiterere Verarbeitung
erhöht,
dieser Ausdruck bedeutet jedoch nicht die verhältnismäßig starke Bindung von sekundären Bindeverfahren
wie TAB, thermische Bindung und Ultraschall-Bindung. Ein Heißluft-Messer ist eine Vorrichtung,
die einen heißen
Luftstrom mit einer sehr hohen Strömungsgeschwindigkeit, im allgemeinen
von etwa 305 bis etwa 3050 m/min (1000–10000 ft/min (fpm)) oder insbesondere
von etwa 915 bis 1525 m/min (3000–5000 fpm) fokussiert, der auf
die Nonwoven-Bahn (Vliesstoffbahn) unmittelbar nach ihrer Bildung
gerichtet wird. Die Lufttemperatur liegt in der Regel in dem Bereich
des Schmelzpunkts mindestens eines der in der Bahn verwendeten Polymeren, im
allgemeinen zwischen etwa 93 und 290°C (200–550°F) für die thermoplastischen Polymeren,
die üblicherweise
beim Spunbonding verwendet werden. Die Kontrolle der Lufttemperatur,
der Geschwindigkeit, des Druckes, des Volumens und anderer Faktoren
hilft, eine Beschädigung
der Bahn bei der Erhöhung
ihrer Integrität zu
vermeiden. Der fokussierte Luftstrom des HAK ist angeordnet und
wird gelenkt durch mindestens einen Schlitz einer Breite von etwa
3 bis 25 mm (1/8–1
inch), insbesondere von etwa 9,4 mm (3/8 inch), der als Austritt
für die
Heißluft
in Richtung auf die Bahn dient, wobei der Schlitz im Wesentlichen
quer zur Maschinenlaufrichtung über
praktisch die gesamte Breite der Bahn verläuft. Bei anderen Ausführungsformen
kann eine Vielzahl von Schlitzen nahe beieinander oder getrennt
durch einen kleinen Zwischenraum angeordnet sein. Der mindestens
eine Schlitz ist in der Regel, obgleich dies nicht wesentlich ist,
kontinuierlich und er kann bestehen beispielsweise aus nahe beieinander
angeordneten Löchern.
Das HAK weist einen Sammelraum auf zur Verteilung und Aufnahme der
Heißluft
vor ihrem Austritt aus dem Schlitz. Der Druck des Sammelraums des
HAK liegt in der Regel zwischen etwa 2 und 22 mm Hg (1,0–12,0 inches)
Wasser und das HAK ist etwa 6,35 bis 254 mm (0,25–10 inches),
vorzugsweise 19 bis 76 mm (0,75–3,0
inches) oberhalb des Formgebungssiebs angeordnet. Bei einer speziellen
Ausführungsform
beträgt
die Querschnittsfläche
des Sammelraums des HAK für den
Querschnittsstrom (d. h. die Querschnittsfläche des Sammelraums in der
Maschinenlaufrichtung) mindestens das Doppelte der gesamten Schlitzaustrittsfläche. Da
das perforierte Sieb, auf dem das Spunbond-Polymer gebildet wird,
sich im allgemeinen mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, beträgt die Einwirkungsdauer der
aus dem Heißluft-Messer
austre tenden Luft auf irgendeinen speziellen Teil der Bahn weniger
als 1/10 s und im allgemeinen etwa 1/100 s, im Gegensatz zu dem
Luftdurchzugs-Bindungsverfahren,
das eine viel längere
Verweildauer (Kontaktzeit) aufweist. Das HAK-Verfahren weist einen
großen
Bereich der Variabilität
und Kontrollierbarkeit vieler Faktoren, wie z. B. der Lufttemperatur,
der Geschwindigkeit, des Druckes, des Volumens, der Schlitz- oder
Lochanordnung und -größe und des
Abstandes zwischen dem HAK-Sammelraum und der Bahn auf. Das HAK
ist in der US-Patentanmeldung Nr. 08/362 328 (Arnold et al.), eingereicht
am 22 Dezember 1994, näher
beschrieben.
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Der hier verwendete Ausdruck "Luftdurchzugs-Bindung"
oder "TAB" steht für
ein Verfahren zum Binden einer Nonwoven-Bikomponentenfaser-Bahn,
bei dem Luft, die ausreichend heiß ist, um eines der Polymeren,
aus denen die Fasern der Bahn hergestellt sind, zum Schmelzen zu
bringen, durch die Bahn gepresst wird. Die Luftgeschwindigkeit liegt
zwischen 30 und 150 m/min (100– 500
ft/min) und die Verweildauer (Kontaktzeit) kann bis zu 6 s betragen.
Durch Schmelzen und erneutes Verfestigen des Polymers wird eine
Bindung erzielt. die Luftdurchzugs-Bindung weist eine relativ begrenzte
Variabilität
auf und da die Luftdurchzugs-Bindung TAB das Schmelzen mindestens
einer Komponente erfordert, um die Bindung zu bewirken, ist sie
auf Bahnen mit zwei Komponenten wie Konjugat-Fasern oder auf solche,
die einen Klebstoff enthalten, beschränkt. In der Luftdurchzugs-Bindungseinrichtung
wird Luft mit einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur einer
Komponente und unterhalb der Schmelztemperatur einer anderen Komponente
aus einer die Bahn umgebenden Haube durch die Bahn hindurch gepresst
in eine perforierte Walze, welche die Bahn trägt. Alternativ kann die Luftdurchzugs-Bindungseinrichtung
eine ebene Anordnung sein, bei der die Luft vertikal auf die Bahn
nach unten gelenkt wird. Die Betriebsbedingungen der beiden Konfigurationen
sind ähnlich,
wobei der Hauptunterschied die Geometrie der Bahn während der
Bindung ist. Die heiße
Luft bringt die niedriger schmelzende Polymerkomponente zum Schmelzen
und dadurch entstehen Bindungen zwischen den Filamenten, welche
die Bahn integrieren.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Stitchbonded" ist das Nähen
bzw. Heften eines Materials nach dem US-Patent 4 891 957 (Strack
et al.) oder nach dem US-Patent 4 631 933 (Carey, Jr.) zu verstehen.
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Der hier verwendete Ausdruck "Ultraschall-Bindung"
steht für
ein Verfahren, das beispielsweise durchgeführt wird, indem man das Gewebe
zwischen einem Schalltrichter und einer Andrückwalze hindurchführt, wie
in dem US-Patent 4 374 888 (Bornslaeger) beschrieben.
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Der hier verwendete Ausdruck "thermisches
punktförmiges
Binden" umfasst das Hindurchführen
eines Gewebes oder einer Bahn aus Fasern, die miteinander verbunden
werden sollen, zwischen einer erhitzten Kalanderwalze und einer
Andrückwalze.
Die Kalanderwalze ist in der Regel, obgleich nicht immer, auf irgendeine Weise
gemustert, sodass das gesamte Gewebe nicht über seine gesamte Oberfläche gebunden
wird, und die Andrückwalze
ist in der Regel eben. Als Ergebnis wurden verschiedene Muster für Kalanderwalzen
entwickelt sowohl aus funktionellen als auch aus ästhetischen
Gründen.
Ein Beispiel für
ein Muster weist Punkte auf und dabei handelt es sich um das "Hansen-Pennings"- oder "H&P"-Muster, bei
dem etwa 30% der Fläche
gebunden sind mit etwa 200 Bindungen/6,45 cm2 (inch2), wie in dem US-Patent 3 855 046 (Hansen
und Pennings) angegeben. Das H&P-Muster
weist quadratische Punkt- oder Stift-Bindungsflächen auf, wobei jeder Stift
eine Seitendimension von 0,965 mm (0,038 inches), einen Abstand
zwischen den Stiften von 1,778 mm (0,070 inches) und eine Tiefe
der Bindung von 0,584 mm (0,023 inches) aufweist. Das resultierende
Muster weist eine gebundene Fläche
von etwa 29,5% auf. Ein anderes typisches punktförmiges Bindungsmuster ist das
erweiterte Hansen-Pennings- oder "EHP"-Bindungsmuster, das eine
gebundene Fläche
von 15% ergibt mit einem quadratischen Stift mit einer seitlichen
Dimension von 0,94 mm (0,037 inches), einem Abstand zwischen den Stiften
von 2,464 mm (0,097 inches) und einer Bindungstiefe von 0,991 mm
(0,039 inches). Ein anderes typisches punktförmiges Bindungsmuster, das
als "714" bezeichnet wird, weist quadratische Stiftbindungsflächen auf,
wobei jeder Stift eine seitliche Dimension von 0,584 mm (0,023 inches),
einen Abstand zwischen den Stiften von 1,575 mm (0,062 inches) und
eine Bindungstiefe von 0,838 mm (0,033 inches) aufweist. Das resultierende
Muster weist eine gebundene Fläche
von etwa 15% auf. Noch ein anderes gebräuchliches Muster ist das C-Stern-Muster, das
eine gebundene Fläche
von etwa 16,9% aufweist. Das C-Stern-Muster
hat ein querliegendes Stab- oder Corduroy-Design, das durch Sternschnuppen
unterbrochen ist. Andere übliche
Muster umfassen ein Diamant-Muster mit wiederkehrenden und geringfügig gegeneinander
versetzten Diamanten mit einer gebundenen Fläche von 16% und ein Drahtgewebe-Muster, das so aussieht
wie der Name sagt, z. B. wie ein Fenstergitter, mit einer gebundenen
Fläche
von etwa 19%. In der Regel variiert der Prozentsatz der gebundenen
Fläche
von etwa 10 bis etwa 30% der Fläche
der Gewebelaminatbahn. Wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt,
hält die
punktförmige
Bindung die Laminatschichten zusammen und verleiht jeder einzelnen
Schicht Integrität
durch Verbinden der Filamente und/oder der Fasern innerhalb jeder
Schicht.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"Nicht-Bindungs-Muster" oder dem Ausdruck "punktförmig nicht-gebunden"
oder "PUB" ist ein Gewebemuster zu verstehen, das kontinuierlich
gebundene Flächen
aufweist, die eine Vielzahl von diskreten nicht-gebundenen Flächen begrenzen.
Die Fasern oder Filamente innerhalb der diskreten nicht-gebundenen
Flächen
sind dimensionsstabilisiert durch die kontinuierlichen gebundenen
Flächen,
die jede nicht-gebundene Fläche
kreisförmig
oder anderweitig umgeben, sodass kein Träger oder keine Unterlagenschicht
aus einem Film oder Klebstoff erforderlich ist. Die nicht-gebundenen Flächen sind
insbesondere so gestaltet, dass Zwischenräume zwischen den Fasern oder
Filamenten innerhalb der nicht-gebundenen Flächen entstehen. Ein geeignetes
Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen, in Form eines Musters
nicht-gebundenen Nonwoven-Materials umfasst die Bereitstellung eines
Nonwoven-Gewebes oder einer Nonwoven-Bahn (Vliesstoffbahn), die
Bereitstellung von einander gegenüberliegend angeordneten ersten und
zweiten Kalanderwalzen und die Festlegung eines Walzenspalts dazwischen,
wobei mindestens eine der Walzen erhitzt wird und auf ihrer äußersten
Oberfläche
ein Bindungsmuster aufweist, das ein kontinuierliches Muster von
Landflächen
umfasst, die eine Vielzahl von diskreten Öffnungen, Löchern oder Ausnehmungen begrenzen,
und das Hindurchführen
des Nonwoven-Gewebes oder der Vliesstoff-Bahn durch den Walzenspalt,
der durch die Walzen gebildet wird. Jede der Öffnungen in der (den) durch
die kontinuierlichen Landflächen
definierten Walze(n) bildet einen diskreten nicht-gebundenen Bereich
in mindestens einer Oberfläche
des Nonwoven-Gewebes oder der Vliesstoffbahn, in der die Fasern
oder Filamente der Bahn im Wesentlichen oder vollständig nicht
gebunden sind. Dies bedeutet, anderes ausgedrückt, dass das kontinuierliche
Muster von Landflächen
in der Walze oder in den Walzen ein kontinuierliches Muster von
gebundenen Flächen
bildet, die eine Vielzahl von diskreten nicht-gebundenen Flächen auf mindestens einer Oberfläche des Nonwoven-Gewebes oder der
Vliesstoffbahn begrenzen. Alternative Ausführungsformen des oben genannten Verfahrens
umfassen das vorläufige
Binden des Nonwoven-Gewebes oder der Vliesstoffbahn vor dem Hindurchführen des
Gewebes oder der Bahn durch den Walzenspalt, der durch die Kalanderwalzen
gebildet wird, oder die Bereitstellung von mehreren Nonwoven-Bahnen
zur Bildung eines in Form eines Musters nicht gebundenen Laminats.
Bahnen mit Nicht-Bindungs-Mustern
sind in der vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 60/009 459 und der daraus resultierenden
regulären
US-Patentanmeldung Nr. 08/754 419, in der die Priorität der vorläufigen Patentanmeldung
beansprucht wird, beschrieben. Materialien mit einem Nicht-Bindungs-Muster,
die einen Prozentsatz an gebundenen Flächen in dem Bereich von etwa
25 bis etwa 50% und insbesondere von etwa 36 bis etwa 50%, aufweisen,
haben sich als geeignet erwiesen.
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Testverfahren
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Becherzerknüllungstest: Die Weichheit eines
Nonwoven-Gewebes (Vliesstoffes) kann unter Anwendung des so genannten
"Becherzerknüllungstests"
be stimmt werden. Bei dem Becherzerknüllungstest wird die Gewebesteifheit
bewertet durch Messung der Spitzenbelastung (auch als "Becherzerknüllungsbelastung"
oder als "Becherzerknüllung"
bezeichnet), die erforderlich ist, damit ein halbkugelförmig geformter
Fuß mit
einem Durchmesser von 4,5 cm ein 23 cm × 23 cm großes Stück eines Gewebes, das zu einem
umgekehrten Becher mit einem Durchmesser von etwa 6,5 cm und einer
Höhe von
6,5 cm geformt ist, zerknüllt
wird, während
das becherförmige
Gewebes von einem Zylinder mit einem Durchmesser von etwa 6,5 cm
umgeben ist, um eine einheitliche Verformung des becherförmigen Gewebes
aufrechtzuerhalten. Es wird ein Durchschnittswert von 10 Ablesungen
verwendet. Der Fuß und
der Becher sind so aufeinander ausgerichtet, dass ein Kontakt zwischen
den Becherwänden
und dem Fuß vermieden
wird, der die abgelesenen Werte beeinflussen könnte. Die Spitzenbelastung
wird bestimmt, während
der Fuß mit
einer Geschwindigkeit von etwa 380 mm/min (0,25 inches/s) herabfallen
gelassen wird, und er wird gemessen in g (oder Ibs.). Der Becherzerknüllungstest
ergibt auch einen Wert für
die Gesamtenergie, die erforderlich ist, um eine Probe zu zerknüllen (die
"Becherzerknüllungsenergie"),
bei der es sich um die Energie ab Beginn des Tests bis zu dem Spitzenbelastungspunkt,
d. h. um die Fläche
unter der Kurve handelt, die durch die Belastung in g auf einer
Achse und die Strecke des wandernden Fußes in mm auf der anderen Achse
gebildet wird. Die Becherzerknüllungsenergie
wird daher in g × mm
(oder inch × Ibs.)
angegeben. Niedrigere Becherzerknüllungswerte zeigen ein weicheres
Laminat an. Eine geeignete Vorrichtung zur Messung der Becherzerknüllung ist
eine Modell-FTD-G-500-Belastungszelle
(500 g-Bereich), die erhältlich
ist von der Firma Schaevitz Company, Pennsauken, N. J.
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Schmelzflussrate: Die Schmelzflussrate
(MFR) ist ein Maß für die Viskosität eines
Polymers. Die MFR wird ausgedrückt
durch das Gewicht des Materials, das aus einer Kapillaren mit bekannten
Dimensionen unter einer spezifischen Belastung oder einer spezifischen
Scherrate für
eine gemessene Zeitspanne herausfließt und sie wird gemessen in
g/10 min bei einer eingestellten Tempe ratur und einer eingestellten
Belastung beispielsweise nach dem ASTM-Test 1238-90b.
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Grab-Zuafestigkeitstest: Der Grab-Zugfestigkeitstest
ist ein Maß für die Bruchfestigkeit
und Dehnung oder Beanspruchung eines Gewebes, wenn es in einer Richtung
belastet wird. Dieser Test ist allgemein bekannt und entspricht
den Spezifikationen des Verfahrens 5100 des Federal Test Methods
Standard 191A. Die Ergebnisse sind ausgedrückt in kg (Ibs.) bis zum Bruch
und durch den Prozentsatz der Dehnung vor dem Bruch. Höhere Zahlen
zeigen ein festeres, dehnbareres Gewebe an. Der Ausdruck "Belastung"
steht für
die maximale Belastung oder Kraft, ausgedrückt in Gewichtseinheiten, die
erforderlich ist, um die Probe bei einem Zugtest zum Brechen oder
zum Zerreißen
zu bringen. Der Ausdruck "Beanspruchung" oder "Gesamtenergie" steht
für die
Gesamtenergie unterhalb einer Belastungs/Dehnungs-Kurve, ausgedrückt als
Gewichts/Längen-Einheiten.
Der Ausdruck "Dehnung" steht für
die Zunahme der Länge
einer Probe während
eines Zugfestigkeitstests und ist in % angegeben. Die Werte für die Grab-Zugfestigkeit
und die Grab-Dehnung werden erhalten unter Verwendung eines Gewebes
mit angegebener Breite (in der Regel 102 mm (4 inches), der Klammer-Breite
und einer konstanten Dehnungsrate. Die Probe ist breiter als die
Klammer, wobei Ergebnisse erhalten werden, die repräsentativ
sind für
die effektive Zugfestigkeit der Fasern bei der eingespannten Breite
in Kombination mit der zusätzlichen
Zugfestigkeit, die durch die benachbarten Fasern des Gewebes beigetragen wird.
Die Probe wird beispielsweise festgeklammert auf einem Instron-Gerät Modell
TM, erhältlich
von der Firma Instron Corporation, 2500 Washington Street, Canton,
Ma. 02021 oder einem Thwing-Albert-Gerät,
Modell INTELLECT II, erhältlich
von der Firma Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila.,
Pa. 19154, das 76 mm (3 inch) lange parallele Klammern aufweist.
Dadurch werden die Gewebebelastungs-Bedingungen bei der praktischen
Verwendung gut simuliert.
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Materialkaliber (Dicke oder Fülligkeit):
das Kaliber eines Materials ist ein Maß für die Dicke und es wird bestimmt
bei 0,035 kg/cm2 (0,05 psi) mit einer Dicken-Testvorrichtung vom
Starret-Typ in den Einheiten mm.
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Taber-Scheuertest: Bei diesem Test
wird die Anzahl der Zyklen gemessen, die erforderlich ist, bis ein Scheuerrad
das Gewebe vollständig
durchgescheuert hat.
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Detaillierte
Beschreibung
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Zur Herstellung eines Wischtuches
können
verschiedene Textilgewebe und Vliesstoff-Gewebe verwendet werden.
Ein Wischtuch kann hergestellt werden aus einer Bonded-Carded-Bahn
oder einer Airlaid-Bahn, bestehend aus natürlichen und/oder synthetischen
Fasern. Die Bonded-Carded-Bahn kann beispielsweise eine mit einem
Pulver gebundene cardierte Bahn, eine durch infrarote Strahlung
gebundene cardierte Bahn oder eine durch Luftdurchzug gebundene
cardierte Bahn sein. Die Bonded-Carded Bahnen können gegebenenfalls umfassen
eine Mischung oder ein Gemisch aus unterschiedlichen Fasern und
die Faserlängen
innerhalb einer ausgewählten
Bahn können
in dem Bereich von etwa 3 bis etwa 60 mm liegen.
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Wischtücher können auch aus Vliesstoffen
bestehen, die hergestellt sind aus einer Vielzahl von thermoplastischen
Polymeren, wobei der Ausdruck "thermoplastisches Polymer" sich auf
ein langkettiges Polymer bezieht, das weich wird, wenn es Wärme ausgesetzt
wird und wieder in seinen ursprünglichen
Zustand zurückkehrt,
wenn es auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Zu beispielhaften
Thermoplasten gehören,
ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Poly(vinylchlorid(e)),
Polyester, Polyamide, Polyfluorkohlenstoffe, Polyolefine, Polyurethane,
Polystyrole, Poly(vinylalkohol(e)), Caprolactame und Copolymere
der oben genannten Verbindungen sowie elastomere Polymere, z. B.
elastische Polyolefine, Copolyetherester, Polyamid-polyether-Blockcopolymere,
Ethylenvinylacetate (EVA), Blockcopolymere der allgemeinen Formel A-B-A' oder
A-B wie Copoly(styrol/ethylen-butylen), Styrol-poly(ethylen-propylen)-styrol,
Styrol-poly(ethylen-butylen)-styrol, (Polystyrol/poly(ethylen-butylen)/polystyrol,
Poly(styrol/ethylen-butylen/styrol), A-B-A-B-Tetrablock-Copolymere
und dgl.
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Die Fasern oder Filamente, die zur
Herstellung eines in Form eines Musters nicht gebundenen Vliesstoff-Materials
verwendet werden, können
irgendeine geeignete Morphologie aufweisen und sie können hohle oder
massive, gerade oder gekräuselte
Einzelkomponenten-, Konjugat- oder Bikonstituenten-Fasern oder -Filamente
und Mischungen oder Gemische aus solchen Fasern und/oder Filamenten
umfassen, wie auf diesem Gebiet allgemein bekannt. Alle diese Vliesstoffbahnen
können
vorläufig
gebunden werden unter Anwendung bekannter Vliesstoffbahn-Bindungsverfahren,
beispielsweise unter Verwendung eines Heißluft-Messers, unter Verwendung
von Presswalzen, durch Luftdurchzug-Bindung, Ultraschall-Bindung
und Näh-
bzw. Heftungs-Bindung (Stitchbonding) und sie können anschließend unter
Anwendung des erfindungsgemäßen Muster-Nicht-Bindungsverfahrens
und der Muster-Nicht-Bindungsvorrichtung gebunden werden oder alternativ können solche
Vliesstoffbahnen nur unter Anwendung des erfindungsgemäßen Muster-Nicht-Bindungsverfahrens
und der erfindungsgemäßen Muster-Nicht-Bindungsvorrichtung
gebunden werden.
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Für
die Faser-Herstellung stehen viele Polyolefine zur Verfügung, z.
B. sind Polyethylene, wie das lineare Polyethylen mit niedriger
Dichte ASPUN® 6811A
der Firma Dow Chemical, die Polyethylene mit hoher Dichte 2553 LLDPE
und 25355 und 12350 derartige geeignete Polymere. Die Polyethylene
können
jeweils Schmelzflussraten von etwa 26, 40, 25 bzw. 12 aufweisen.
Zu den faserbildenden Polypropylenen gehören das Escorene® PD
3445-Polypropylen der Firma Exxon Chemical Company und die Polypropylene
PF-304 und PF-015
der Firma Montell Chemical Co. Viele andere konventionelle Polyolefine
sind im Handel erhältlich
und dazu gehören
Polybutylene und andere.
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Beispiele für Polyamide und ihre Syntheseverfahren
sind zu finden in "Polymer Resins" von Don E. Floyd (Library of
Congress Katalog Nr. 66-20811, Reinhold Publishing, NY, 1966). Kommerziell
verwendbare Polyamide sind insbesondere Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-11
und Nylon-12. Diese Polyamide sind u. a. erhältlich aus einer Reihe von
Quellen, wie z. B. der Firma Emser Industries, Sumter, South Carolina
(Grilon® & Grilamid® Nylone)
und Atochem Inc., Polymers Division, Glen Rock, New Jersey (Rilsan® Nylone).
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Zu geeigneten elastomeren Harzen
gehören
Blockcopolymere, welche die allgemeine Formel A-B-A' oder A-B haben,
worin A und A' jeweils stehen für
einen thermoplastischen Polymerendblock, der einen Styrolrest enthält, beispielsweise
Poly(vinylaren), und worin B steht für einen elastomeren Polymer-Mittelblock, beispielsweise
ein konjugiertes Dien- oder niederes Alkenpolymer. Blockcopolymere
vom A-B-A'-Typ können unterschiedliche
oder gleiche thermoplastische Blockpolymere für die A- und A'-Blöcke aufweisen
und die erfndungsgemäßen Blockcopolymeren
umfassen lineare, verzweigte und radiale Blockcopolymere. Diesbezüglich können die
radialen Blockcopolymeren dargestellt werden durch die Formel (A-B)m-X, worin X ein polyfunktionelles Atom oder
Molekül
darstellt und jeder der (A-B)m-Strahlen
von X derart ist, dass A einen Endblock darstellt. Bei dem radialen
Blockcopolymer kann X ein organisches oder anorganisches polyfunktionelles
Atom oder Molekül
sein und m steht für
eine ganze Zahl mit dem gleichen Wert wie die ursprünglich in
X vorhandene funktionelle Gruppe. Sie beträgt in der Regel mindestens
3 und häufig
4 oder 5, die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt. Erfindungsgemäß umfasst
somit der Ausdruck "Blockcopolymer" und insbesondere "A-B-A'"- und
"A-B"-Blockcopolymer alle Blockcopolymeren, die derartige kautschukartige
Blöcke
und thermoplastische Blöcke
aufweisen, wie vorstehend beschrieben, die extrudiert werden können (beispielsweise
durch Meltblowing) und ohne Beschränkung hinsichtlich der Anzahl
der Blöcke.
Die elastomere Vliesstoff-Bahn kann beispielsweise hergestellt sein
aus Elastomeren (Polystyrol/Poly(ethylenbutylen)/Polystyrol)-Blockcopolymeren. Kommerzielle
Beispiele für
diese elastomeren Copolymeren sind beispielsweise solche, wie sie
als KRATON®- Materialien bekannt
sind, die erhältlich
sind von der Firma Shell Chemical Company, Houston, Texas. KRATON®-Blockcopolymere
sind in mehreren unterschiedlichen Formulierungen erhältlich,
von denen eine Reihe identifiziert ist in den US-Patenten 4 663
220, 4 323 534, 4 834 738, 5 093 422 und 5 304 599, auf deren Inhalt
hier Bezug genommen wird.
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Polymere, die aus einem Elastomeren
A-B-A-B-Tetrablock-Copolymer bestehen, können für die praktische Durchführung der
Erfindung ebenfalls verwendet werden. Diese Polymeren sind beschrieben
in dem US-Patent 5 332 613 (Taylor et al.). In diesen Polymeren
steht A für
einen thermoplastischen Polymerblock und B steht für eine Isoprenmonomer-Einheit,
die im Wesentlichen hydriert ist zu einer Poly(ethylen-propylen)-Monomereinheit.
Ein Beispiel für
ein solches Tetrablock-Copolymer ist ein Styrol-poly(ethylen-propylen)-styrol-poly(ethylen-propylen)-
oder elastomeres SEPSEP-Blockcopolymer, erhältlich von der Firma Shell Chemical
Company, Houston, Texas, unter dem Handelsnamen KRATON® G-1657.
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Zu anderen beispielhaften elastomeren
Materialien, die verwendet werden können, gehören elastomere Polyurethan-Materialien,
wie z. B. solche, die unter dem Warenzeichen ESTANE® von
der Firma B. F. Goodrich & Co.
oder unter dem Warenzeichen MORTHANE® von
der Firma Morton Thiokol Corp., erhältlich sind, elastomere Polyester-Materialien,
z. B. solche, wie sie unter der Handeslbezeichnung HYTREL® von
der Firma E. I. DuPont De Nemours & Company erhältlich sind, und solche, die
unter der Marke ARNITEL® früher von der Firma Akzo Plastics,
Arnhem, Holland, und heute von der Firma DSM, Sittard, Holland,
erhältlich
sind.
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Ein weiteres geeignetes Material
ist ein Polyester-Blockamid-Copolymer der Formel:
worin n für eine positive
ganze Zahl steht, PA ein Polyamidpolymer-Segment und PE ein Polyetherpolymer-Segment
darstellen. Das Polyether-Blockamid-Copolymer hat insbesondere einen Schmelzpunkt
von etwa 150 bis etwa 170 °C,
gemessen nach ASTM D-789; einen Schmelzindex von etwa 6 bis etwa
25 g/10 min, gemessen nach ASTM D-1238, Bedingung Q (235 C/1 kg
Belastung); einen Elastizitätsmodul
beim Biegen von etwa 20 bis etwa 200 MPa, gemessen nach ASTM D-790;
eine Zugfestigkeit beim Bruch von etwa 29 bis etwa 33 MPa, gemessen
nach ASTM D-638, und eine maximale Dehnung beim Bruch von etwa 500
bis etwa 700%, gemessen nach ASTM D-638. Eine spezielle Ausführungsform
des Polyether-Blockamid-Copolymers hat einen Schmelzpunkt von etwa
152°C, gemessen
nach ASTM D-789; einen Schmelzindex von etwa 7 g/10 min, gemessen
nach ASTM D-1238, Bedingung Q (235 C/1 kg Belastung); einen Elastizitätsmodul
beim Biegen von etwa 29,50 MPa, gemessen nach ASTM D-790; eine Zugfestigkeit
beim Bruch von etwa 29 MPa, gemessen nach ASTM D-639, und eine Dehnung
beim Bruch von etwa 650%, gemessen nach ASTM D-638. Diese Materialien
sind in verschiedenen Qualitäten
unter den Handelsbezeichnungen PEBAX
® von
der Firma ELF Atochem Inc., Glen Rock, New Jersey, erhältlich.
Beispiele für
die Verwendung dieser Polymeren sind zu finden in den US-Patenten
4 724 184, 4 820 572 und 4 923 742 (alle Killian et al. und abgetreten
an den Anmelder der vorliegenden Erfindung), auf deren Inhalt hier
Bezug genommen wird. Zu elastomeren Polymeren gehören auch
Copolymere von Ethylen und mindestens einem Vinylmonomer, wie z.
B. Vinylacetate, ungesättigte
aliphatische Monocarbonsäuren
und Ester dieser Monocarbonsäuren.
Die elastomeren Copolymeren und die Herstellung von elastomeren
Vliesstoff-Bahnen aus diesen elastomeren Copolymeren sind beispielsweise in
dem US-Patent 4 803 117 beschrieben.
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Die thermoplastischen Copolyesterelastomeren
umfassen Copolyetherester der allgemeinen Formel:
worin "G" ausgewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus Poly(oxyethylen)-α,ω-diol, Poly(oxypropylen)-α,ω-diol, Poly(oxytetramethylen)-α,ω-diol, und
"a" und "b" stehen für
positive ganze Zahlen, die umfassen 2, 4 und 6, "m" und "n" stehen
für positive
ganze Zahlen, die umfassen 1 bis 20. Diese Materialien haben im allgemeinen
eine Dehnung beim Bruch von etwa 600 bis 750%, gemessen nach ASTM
D-638, und einen Schmelzpunkt von etwa 176 bis etwa 205°C (350–400°F), gemessen
nach ASTM D-2117.
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Kommerzielle Beispiele für solche
Copolyestermaterialien sind z. B. diejenigen, die unter dem Warenzeichen
ARNITEL® früher von
der Firma Akzo Plastics, Arnhem, Holland, heute von der Firma DSM,
Sittard, Holland, erhältlich
sind, oder diejenigen, die unter dem Warenzeichen HYTREL® von
der Firma E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware, erhältlich sind.
Die Herstellung einer elastomeren Vliesstoffbahn aus elastomeren
Polyester-Materialien ist beispielsweise in dem US-Patent 4 741
949 (Morman et al.) und in dem US-Patent 4 707 398 (Boggs) beschrieben,
auf deren Inhalt hier Bezug genommen wird.
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Elastomere Olefinpolymere sind erhältlich von
der Firma Exxon Chemical Company, Baytown, Texas, unter dem Handelsnamen
ACHIEVE® für Polymere
auf Polypropylen-Basis und unter den Warenzeichen EXACT® und
EXCEED® für Polymere
auf Polyethylen-Basis. Von der Firma Dow Chemical Company, Midland, Michigan,
sind Polymere im Handel erhältlich
unter der Bezeichnung ENGAGE®. Es wird angenommen,
dass diese Materialien hergestellt werden unter Verwendung von nicht-stereoselektiven
Metallocen-Katalysatoren. Exxon weist allgemein auf seine Metallocen-Katalysatortechnologie
als "Einzelzentren"-Katalysatoren hin, während Dow auf seine Katalysatoren
mit "eingeschränkter
Geomtrie" unter der Bezeichnung INSIGHT® hinweist,
um sie von den traditionellen Ziegler-Natta-Katalysatoren zu unterscheiden,
die mehrere Reaktionszentren aufweisen. Andere Hersteller, wie z.
B. Fina Oil, BASF, Amoco, Hoechst und Mobil, sind aktiv auf diesem Gebiet
und es wird angenommen, dass die Verfügbarkeit von Polymeren, die
nach dieser Technologie hergestellt sind, in dem nächsten Jahrzehnt
wesentlich zunimmt.
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Wischtücher können bestehen aus einem im
Wesentlichen hydrophoben Material und das hydrophobe Material kann
gegebenenfalls mit einem Tensid behandelt oder anderweitig bearbeitet
werden, um den gewünschten
Grad von Benetzbarkeit und Hydrophilie zu verleihen. Wischtücher können allgemein
eine gleichförmige
Dicke und Querschnittsfläche
haben. Es ist auch möglich,
dass andere Materialien mit den verwendeten Thermoplasten gemischt
werden zur Herstellung eines Vliesstoffs, wie z. B. Fluorkohlenstoff
Chemikalien, um die chemischen Abstoßungseigenschaften zu verbessern,
die beispielsweise solche sein können,
wie sie in dem US-Patent 5 178 931 beschrieben sind, flammwidrig
machende Agentien zur Erzielung einer erhöhten Feuerbeständigkeit
und/oder Pigmente, um jeder Schicht die gleiche oder unterschiedliche
Farben zu verleihen. Feuerbeständig
machende Mittel und Pigmente für
thermoplastische Spunbond- und Meltblown-Polymere sind allgemein
bekannt und stellen interne Zusätze
dar. Ein Pigment liegt, wenn es verwendet wird, im allgemeinen in
einer Menge von weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
Bahn, vor, während
andere Materialien in einer kumulativen Menge von weniger als 25
Gew.-% vorliegen können.
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Die erfindungsgemäßen Bahnen können auch
topischen Behandlungen unterzogen werden, um ihnen mehr spezialisierte
Funktionen zu verleihen. Diese topischen Behandlungen und ihre Anwendungsverfahren sind
allgemein bekannt und umfassen beispielsweise Alkoholabstoßungs-Behandlungen,
antistatische Behandlungen und dgl., die durch Aufsprühen, Eintauchen
und dgl. angewendet werden. Ein Beispiel für eine solche topische Behandlung
ist das Aufbringen von Zelec®-Antistat (erhältlich von
der Firma E. I. DuPont, Wilmington, Delaware).
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Ein Wischtuch kann beispielsweise
eine Bahn aus Polypropylen/Polyethylen-Konjugatfasern mit Seite-an-Seite-Anordnung
mit einem feinen Titer (5 bis 10 Denier) sein. Eine solche Bahn
kann auflaminiert werden auf eine Polypropylen-Bahn aus feinen Fasern
(1 bis 10 μm)
unter Anwendung des punktförmig
nicht gebundenen (PUB-)Musters, wobei die Bahn aus feinen Fasern
ein hohes Flüssigkeitsaufnahmevermögen aufweisen
kann. Ein laminiertes Wischtuch, das auf diese Weise hergestellt
wird, hat, wie sich gezeigt hat, ein Alkoholaufnahmevermögen von
500 bis 600 Gew.-%.
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Ein anderes Beispiel für ein Wischtuch
ist ein solches, das aus Zellstoff (oder einem anderen Material) und
einem thermoplastischen Polymer nach dem vorstehend definierten
Coform-Verfahren unter Anwendung des punktförmigen Nicht-Bindungsmusters
hergestellt ist. Ein solches Wischtuch wurde hergestellt aus 65 Gew.-%
Weyerhaeuser CF405-Zellstoff und 35 Gew.-% Meltblown-Polypropylen (Montell
Chemical Corporation, PF-015), wobei das Wischtuch ein Flächengewicht
von etwa 72 g/m2 und eine gebundene Fläche von
36% aufwies. Das Wischtuch hatte eine Trockendicke (Dicke oder Kaliber)
von etwa 0,89 cm, eine Nassdicke von etwa 0,60 cm, eine Becherzerknüllungsbelastung
von etwa 1348,38 kg (2970 Ibs.), einen Taber-Scheuerwert von 22,
eine MD-Spitzenbelastung
von 0,94 kg (2,08 Ibs.), eine MD-Dehnung von 20,7%, eine MD-Energie
von 1,10 cm × kg
(0,95 inch-pounds), eine CD-Spitzenbelastung von 0,43 kg (0,94 Ibs.),
eine CD-Dehnung von 24,5% und eine CD-Energie von 0,59 cm × kg (0,51
inch × Ibs.).
Eine ähnliche
Coform-Bahn wurde hergestellt ohne jegliche Bindung (über diejenige
aus der Wechselwirkung der Fasern untereinander hinaus) oder ohne jegliche
Prägung
mit einem Flächengewicht
von etwa 72 g/m2, und es wurde gefunden,
dass sie eine Trockendicke von etwa 1,44 cm, eine Nassdicke von
etwa 0,74 cm, eine Becherzerknüllungsbelastung
von etwa 1112,3 kg (2450 Ibs.), einen Taber-Scheuerwert von 14,
eine MD-Spitzenbelastung von 0,83 kg (1,82 Ibs.), eine MD-Dehnung
von 18,8%, eine MD-Energie von 0,85 cm × kg (0,74 inch-Ibs.), eine
CD-Spitzenbelastung von 0,35 kg (0,78 Ibs.), eine CD-Dehnung von
34,5% und eine CD-Energie
von 0,70 cm × kg
(0,61 inch × Ibs.) hatte.
Ein wesentlicher Punkt in diesem Beispiel besteht darin, dass die
Oberflächenstruktur
nach dem Auswaschen in der PUB-Bahn nicht verloren ging.
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Ein Wischtuch, in dem ein punktförmiges Nicht-Bindungsmuster
angewendet wird, behält
seine Oberflächenstruktur
nach dem Benetzen bei, was ein Vorteil ist in bezug auf seine Fähigkeit,
beispielsweise BM von der Haut eines Säuglings zu entfernen. Außerdem stellen
die tiefen Stellen, die von der Struktur bereitgestellt werden,
einen Ort für
die Anreicherung von BM zur Verfügung,
während
es weggewischt wird.
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Wenn gefunden wurde, dass ein Coform-PUB-Wischtuch
zu schwach war für
das wirksame Festhalten und Konsolidieren der Zellstofffasern ohne
die Notwendigkeit der Verwendung von Klebstoffen oder anderen Bindemitteln,
kann eine weitere Schicht als Trägerschicht
verwendet werden. Zu Trägerschichten
gehören
beispielsweise Spunlace- oder Spunbond-Gewebe, z. B. Scrim-Materialien oder
irgendeine andere Schicht, die einen akzeptablen Träger für das Coform-Gewebe
darstellt. Eine Trägerschicht
kann eine zentrale Schicht sein, die auf jeder Seite von Coform-PUB-Schichten
umgeben ist. Die Bahnen können
nach irgendeinem allgemein bekannten Verfahren aufeinanderlaminiert
werden.
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Obgleich nur einige wenige beispielhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorstehend im Detail beschrieben worden
sind, ist es für
den Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich, dass viele
Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen möglich sind,
ohne dass von den neuen Lehren und Vorteilen der Erfindung wesentlich
abgewichen wird. Daher fallen alle diese Modifikationen in den Bereich der
vorliegenden Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert
ist. In den Patentansprüchen
sollen die Einrichtungs- plus Funktions-Ansprüche die darin beschriebenen
Strukturen abdecken, welche die genannte Funktion erfüllen und
nicht nur die Strukturäquivalente,
sondern auch die äquivalenten Strukturen.
Obgleich ein Nagel und eine Schraube möglicherweise keine Strukturäquivalente
sind insofern, als ein Nagel eine zylindrische Oberfläche hat,
um Holzteile aneinander zu befestigen, während eine Schraube eine helixförmige Oberfläche auf weist,
können
im Bereich der Befestigung von Holzteilen aneinander ein Nagel und
eine Schraube äquivalente
Strukturen sein.