DE69721816T3

DE69721816T3 - Wischtücher aus punktungebundenen vliessroffen

Info

Publication number: DE69721816T3
Application number: DE69721816T
Authority: DE
Inventors: David Bryan HAYNES; Elizabeth Laura KECK; Allen Charles SMITH; Jackson Ty STOKES; Craige David STRACK
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: AU5607098A; KR100494285B1; US5962112A; DE69721816D1; DE69721816T2; EP0946805B1; WO1998027257A2; EP0946805A2; BR9713595A; KR20000069555A; AU732897B2; CA2273795A1; EP0946805B2; WO1998027257A3

Description

Gebiet der Erfindung
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.
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 (scheuernd) 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.
Hintergrund der Erfindung
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.
Es besteht jedoch weiterhin ein Bedarf für ein Wischtuch, das absorptionsfähig ist und schwach abschleifend (scheuernd) wirkt und eine gute Nasstextur aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Aufriss-Draufsicht auf das erfindungsgemäße Nonwoven-Gewebe (Vliesstoff) mit einem Nicht-Bindungs-Muster; und
2 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Nonwoven-Gewebes (Vliesstoff) mit einem Nicht-Eindungs-Muster gemäß 1
Definitionen
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.
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. Luftströme, 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-Gasströme mitgenommen und auf einer Sammeloberfläche abgelagert unter Ausbildung einer Bahn aus willkürlich verteilten Meltblown-Fasern. Ein solches Ver fahren 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.
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 Seitean-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.
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 Quer schnittsfläche 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 Elends 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.
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.
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.
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.
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.
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, superabsorptionsfähige 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.
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.
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.
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 (1000–10 000 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 austretenden 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.
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.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Stitchbonded" ist das Nähen bzw. Heftet eines Materials nach dem US-Patent 4 891 957 (Strack et al.) oder nach dem US-Patent 4 631 933 (Carey, Jr.) zu verstehen.
Der hier verwendete Ausdruck "Ultraschall-Bindung" steht für ein Verfahren, das beispielsweise durchgeführt wird, indem man das Gewebe zwischen ei fern Schalltrichter und einer Andrückwalze hindurchfährt, wie in dem US-Patent 4 374 888 (Bornslaeger) beschrieben.
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.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Nicht-Eindungs-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-Eindungs-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.
Testverfahren
Becherzerknüllungstest: Die Weichheit eines Nonwoven-Gewebes (Vliesstoffes) kann unter Anwendung des so genannten "Becherzerknüllungstests" bestimmt 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 lbs.). 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 × lbs.) 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.
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 Temperatur und einer eingestellten Belastung beispielsweise nach dem ASTM-Test 1238-90b.
Grab-Zugfestigkeitstest: 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 (lbs.) 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.
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.
Taber-Scheuertest: Bei diesem Test wird die Anzahl der Zyklen gemessen, die erforderlich ist, bis ein Scheuerrad das Gewebe vollständig durchgescheuert hat.
Detaillierte Beschreibung
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 infra rote 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.
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, Polystyrol/ethylen-butylen/styrol), A-B-A-B-Tetrablock-Copolymere und dgl.
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.
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.
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).
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 Aikenpolymer. Blockcopolymere vom A-B-A'-Typ können unterschiedliche oder gleiche thermoplastische Blockpolymere für die A- und A'-Blöcke aufweisen und die erfindungsgemäßen Blockcopolymeren umfassen lineare, verzweigte und radiale Blockcopolymere. Diesbezüglich können die radialen Blockcopolymeren dar gestellt 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 häu4 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(ethylen-butylen)/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.
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)-styrolpoly(ethylen-propylen)- oder elastomeres SEPSEP-Blockcopolymer, erhältlich von der Firma Shell Chemical Company, Houston, Texas, unter dem Handelsnamen KRATON^® G-1657.
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.
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.
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.
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.
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 EX-CEED^® 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.
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 all gemeinen 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.
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).
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.-%.
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 lbs.), einen Taber-Scheuerwert von 22, eine MD-Spitzenbelastung von 0,94 kg (2,08 lbs.), 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 lbs.), eine CD-Dehnung von 24,5% und eine CD-Energie von 0,59 cm × kg (0,51 inch × lbs.). 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 lbs.), einen Taber-Scheuerwert von 14, eine MD-Spitzenbelastung von 0,83 kg (1,82 lbs.), eine MD-Dehnung von 18,8%, eine MD-Energie von 0,85 cm × kg (0,74 inch-lbs.), eine CD-Spitzenbelastung von 0,35 kg (0,78 lbs.), eine CD-Dehnung von 34,5% und eine CD-Energie von 0,70 cm × kg (0,61 inch × lbs.) hatte. Ein wesentlicher Punkt in diesem Beispiel besteht darin, dass die Oberflächenstruktur nach dem Auswaschen in der PUB-Bahn nicht verloren ging.
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.
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.
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 aufweist, können im Bereich der Befestigung von Holzteilen aneinander ein Nagel und eine Schraube äquivalente Strukturen sein.

Claims

Wischtuch, das eine erste Bahn aus Fasern mit einem Durchmesser von höchstens 50 μm umfasst, die in Form eines Musters mit punktförmiger Nicht-Bindung gebunden ist und eine Bindungsfläche zwischen etwa 25 und 50% aufweist, wobei das Wischtuch thermoplastische polymere Nonwoven-Fasern umfasst, die nach einem Meltblowing-Verfahren hergestellt sind, wobei die Bahn außerdem einen Zellstoff mit Coform-Aufbau umfasst.
Wischtuch nach Anspruch 1, das außerdem eine Trägerschicht umfasst, die an die Bahn gebunden ist.
Wischtuch nach Anspruch 2, in dem die Trägerschicht eine Spunbond-Faserschicht ist.
Wischtuch nach Anspruch 2, das außerdem auf der Seite der Trägerschicht, die der ersten Bahn gegenüberliegt, eine zweite Bahn umfasst.
Wischtuch nach Anspruch 4, worin die zweite Bahn eine Coform-Bahn aus Zellstoff und Polypropylen ist.
Wischtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem das thermoplastische Polymer elastisch ist.
Wischtuch nach Anspruch 6, in dem das elastische thermoplastische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus elastischen Polyolefinen, Copolyetherestern, Polyamid/Polyether-Block-Copolymeren, Ethylen/Vinylacetaten (EVA), Block-Copolymeren der allgemeinen Formel A-B-A' oder A-B wie Copoly(styrol/ethylen-butylen), Styrol-Polyethylen-propylen)-Styrol, Styrol-Polyethylen-butylen)-Styrol, Polystyrol/Poly(ethylenbutylen)/Polystyrol, Polystyrol/ethylen-butylen/styrol) und A-B-A-B-Tetrablock-Copolymeren.
Wischtuch nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem es sich um ein Wischtuch für Säuglinge handelt.
Wischtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem es sich um ein Wischtuch für die Gastronomie handelt.
Wischtuch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem es sich um ein Reinigungswischtuch für die Industrie handelt.
Wischtuch für Säuglinge, das eine Coform-Bahn aus Zellstoff und thermoplastischen Polymerfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 10 μm umfasst, die in Form eines Musters mit punktförmiger Nicht-Bindung gebunden ist.
Wischtuch nach Anspruch 11, das außerdem eine Trägerschicht umfasst.