DE60103753T2

DE60103753T2 - Fusselfreier dicker und weicher vliesstoff

Info

Publication number: DE60103753T2
Application number: DE60103753T
Authority: DE
Inventors: Paul Jonathan BRENNAN
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: AU2001251477A1; WO2001079599A3; ATE268687T1; US7358204B2; EP1280659A2; US20080176474A1; CA2404423A1; JP2003531306A; EP1280659B1; US20010036787A1; DE60103753D1; WO2001079599A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Nonwoven-Materialien. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf weiche, dicke und lintfreie Nonwoven-Materialien, die zur Verwendung als ein Substrat für vorgefeuchtete Wischtücher geeignet sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Nowoven-Stoffe sind wünschenswert für die Verwendung in einer Vielfalt von Produkten, wie Verbandmaterialien, Wäsche, Einwegwindeln und anderen persönlichen Hygieneprodukten, einschließlich vorgefeuchtete Wischtücher. Vorgefeuchtete Wischtücher sind häufig als einzelne Wischtücher in einem Stapel in einem Feuchthaltebehälter verpackt und werden häufig als Feuchttücher bezeichnet. Feuchttücher werden im Allgemeinen als Baby-Wischtücher für das Reinigen der Haut eines Babys während des Windelwechselns verwendet.
Nowoven-Stoffe mit hohen Graden an Festigkeit, Dicke, Fallfähigkeit und Weichheit sind wünschenswert für körperberührende Artikel, wie Auskleidungen von Einwegwindeln und Feuchttüchern. Jedoch ist ein Optimieren aller der gewünschten Eigenschaften häufig nicht möglich. Zum Beispiel führt häufig eine Ausgewogenheit der Eigenschaften zu geringeren als den gewünschten Weichheit- oder Festigkeitsgraden. Feuchttücher, die als Babywindeln verwendet werden, sollten zum Beispiel stark genug sein, wenn sie nass sind, um bei der Benutzung eine Integrität beizubehalten, aber weich genug, um dem/den Benutzer(n) eine angenehme und komfortable taktile Empfindung zu geben. Zudem sollten sie Fluid-Retentionseigenschaften haben, derart, dass sie während der Lagerung feucht bleiben und eine ausreichende Dicke und Porosität haben, dass sie beim Reinigen der verschmutzten Haut eines Benutzers wirksam sind.
Die Festigkeit in einem Nonwoven-Stoff kann durch eine Vielfalt von bekannten Verfahren erzeugt werden. Falls thermoplastische Fasern verwendet werden, kann die Festigkeit durch ein Schmelzen verliehen werden, entweder durch eine Durchluftbindung oder durch eine Heißrollen-Kalandrierung. Ein Hydroverheddern von Fasern in einem Spunlace-Vorgang und eine Haftmittelbindung werden auch üblicherweise verwendet, um Fasern zu verbinden, um die Festigkeit des Nonwoven zu erhöhen. Diese Verfahren führen aber, während sie die Festigkeit des Vliesstoffes erhöhen, im Allgemeinen weg von anderen wünschenswerten Eigenschaften. Zum Beispiel ist ein Wärmebinden wirksam zum Beibehalten der Dicke (Fülligkeit) des Nonwoven, das Beibehalten eines relativ weichen Produkts, das für Feuchttücher geeignet ist, erfordert aber die Verwendung relativ teurer zugeordneter Fasern in der Nonwoven-Bahn. Die Verwendung von zugeordneten in den Nonwoven kann auch die Fallfähigkeit des resultierenden Materials negativ beeinflussen.
Das Hydroverheddern einer faserigen Struktur erzeugt Festigkeit, verringert aber typischerweise die Dicke des Materials. Eine solche Reduktion in der Dicke ist unerwünscht in der Anwendung eines Feuchttüches. Aufgrund der Natur der Reinigungsaufgaben, für welche Feuchttücher verwendet werden, bevorzugten Verbraucher ein Wischtuch, welches einen minimalen Betrag von sichtbarer Fülle oder Dicke hat, die mit diesem verbunden ist. Um die Flächenmasse des Ausgabematerials zu erhöhen, derart, dass nach dem Hydroverheddern das Material eine ausreichende Dicke zurück behält, um als Baby-Wischtuch verwendet werden zu können, würde verboten teuer werden.
Eine Haftbindung kann verwendet werden, um eine ausreichende Festigkeit zu erzeugen, insbesondere in einer kardierten Bahn. Ein Haftmittel summiert sich jedoch zu den Kosten für die resultierende Bahn, das nämlich häufig mehr kostet als die Fasern der Basisbahn, auf welches es aufgebracht wird. Zudem kann das Vorhandensein eines Haftmittels die Duft- und Konservierungsstoffe in einem Feuchttuch negativ beeinflussen. Haftmittel-Auftragungssysteme summieren zudem zu dem Nonwoven-Herstellungsverfahren Kosten und Komplexität hinzu und erzeugen Hygieneprobleme in der Auftragungsanlage und anderen Anlagen in der Nähe. Schließlich kann ein Haftmittel zur Steifigkeit des fertigen Nonwoven beitragen, was die Fallfähigkeit und Wahrung der Weichheit des Materials senkt.
Zusätzlich zu den Attributen relativ hoher Festigkeit, Fallfähigkeit und Weichheit ist eine weitere Eigenschaft, die in einem Nonwoven wünschenswert ist, das für ein Feuchttuch geeignet ist, ein relativ geringes Flusen. Eine Flusenbildung oder Knötchenbildung tritt auf, wenn Fasern oder kleine Bündel von Fasern von der Oberfläche des Nonwoven-Substrats des Feuchttuches abgezogen oder in anderer Weise gelöst werden. Ein Flusen führt dazu, dass Fasern auf der Haut des Benutzers zurück bleiben, was ein höchst unerwünschter Zustand für Feuchttuch-Benutzer ist. Das Flusen kann weitestgehend auf die gleiche Weise kontrolliert werden, wie Festigkeit verliehen, das heißt, in dem Maße, in welchem Fasern des Nonwoven miteinander verbunden oder verheddert sind, können die Flusungsgrade kontrolliert werden. Deshalb kann durch Erhöhen des Anteils eines Haftmittels in einer kardierten Bahn zum Beispiel die Flusung vermindert werden. Jedoch trägt, wie oben erwähnt, der erhöhte Grad eines Haftmittels zu einer größeren Steifigkeit bei und vermindert den Grad an Weichheit.
In der WO-A-0166345 beschreiben Brennen et al. eine absorbierende, nicht flusende Nonwoven-Bahn. Die Bahn ist eine Mehrlagenstruktur (3 Lagen), die aus luftgelegten Tissues gebildet wird.
Es wäre wünschenswert, eine weiche, dicke Nonwoven-Bahn zu haben, die für die Verwendung als Feuchttuch geeignet ist und eine geeignete Festigkeit aufweist, um während der Benutzung eine strukturelle Integrität beizubehalten.
Zudem wäre es wünschenswert, eine weiche, dicke Nonwoven-Bahn zu haben, die für die Verwendung als Feuchttuch zum effektiven Reinigen einer beschmutzten Haut geeignet ist.
Zudem wäre es wünschenswert, eine dicke und weiche Nonwoven-Bahn zu haben, die für die Verwendung als Feuchttuch geeignet ist und relativ geringe Grade an Flusenbildung zeigt, ohne steifigkeitserhöhende Haftmittel zu verwenden, wie die Hinzufügung von Haftmitteln.
Zudem wäre es wünschenswert, eine Vliesstoffbahn zu haben, die für ein Feuchttuch geeignet ist, welches eine relativ hohe Retention von Fluiden, wie wässrigen Fluiden, und eine relativ hohe Festigkeit zeigt, aber an der Haut weich bleibt, mit ausreichender Dicke, Textur und Porosität zur effektiven Reinigung beschmutzter Haut.
Schließlich wäre es wünschenswert, eine Nonwoven-Bahn zu haben, die für ein Feuchttuch geeignet ist, welches mit einer relativ hohen Festigkeit, Dicke und Weichheit hergestellt werden kann, ohne Flusenbildung, und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung ist eine geschichtete Struktur, die den Vorteil der günstigen Eigenschaften unterschiedlicher Typen von Fasern, die in jeder Schicht vorteilhaft verteilt sind, nutzt. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung eine mehrschichtige Nonwoven-Bahn, die für die Verwendung als Feuchttuch geeignet ist, wobei die Bahn eine erste faserige, kardierte äußere Lage aufweist, die von 10% bis 60% konjugierte Fasern, von 20% bis 65% Zellulosefasern, eine faserige, kardierte innere Schicht, die an diskreten Bindungsstellen mit der ersten äußeren Schicht in einer seitenweisen Beziehung verbunden ist, mit von 10% bis 60% konjugierten Fasern und 10% bis 90% Zellulosefasern, aufweist. Eine zweite faserige, kardierte äußere Schicht, welche die gleiche Zusammensetzung haben kann wie die erste äußere Schicht, ist an diskreten Bindungsstellen mit der inneren Schicht in einer seitenweisen Beziehung verbunden in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform hat jede Schicht auch einen bestimmten Prozentanteil von Multikomponentfasern oder konjugierten Fasern, wie Bikomponentfasern.
Ein Verfahren zum Bilden der Bahn der vorliegenden Erfindung ist auch offenbart.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Nonwoven-Bahn der vorliegenden Erfindung, die als Feuchttuch verwendet wird und nur einen Bereich der geprägten Fläche zeigt.
2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer Nonwoven-Bahn der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung ist eine geschichtete Struktur, welche den Vorteil der günstigen Eigenschaften unterschiedlicher Typen von Fasern, die vorteilhaft in jeder Schicht verteilt sind, nutzt. Insbesondere ist in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, die Nonwoven-Bahn der vorliegenden Erfindung wenigstens eine dreilagige Struktur mit wenigstens einer zentralen Lage 12 mit relativ hoher Flächenmasse, die zwischen zwei äußeren Lagen 14 und 16 mit relativ geringer Flächenmasse angeordnet ist. Mit "Lagen", wie hier verwendet, ist ein Bereich einer Bahn gemeint, der als eine diskrete Bahn getrennt von anderen Bahnen gebildet wird, zum Beispiel durch ihre eigene Karde in einem Kardierungsvorgang, und zwar bevor sie mit angrenzenden Lagen verbunden wird, um eine einheitliche Bahn zu bilden. Eine Lage wird als eine relativ homogene Bahn hergestellt, das heißt, die Bestandteilsfasern sind relativ gleichmäßig innerhalb der Lage verteilt. Sofern es nicht anders angegeben ist, sind alle Prozentangaben, die hier gegeben werden, Gewichtsprozente.
Wenn die Vliesstoffbahn 10 durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird, zeigt sie ein gutes Gleichgewicht von Festigkeit, Dehnbarkeit, Dicke, Fallfähigkeit und Weichheit, die für körperberührende Artikel, wie Auskleidungen von Einwegwindeln und Feuchttücher wünschenswert sind. Die Bahn 10 zeigt auch sehr geringe Grade an Flusenbildung und regulierte Stretcheigenschaften, welche diese besonders nützlich machen als ein Substrat für vorgefeuchtete Wischtücher, die ansonsten als Feuchttücher bekannt sind. Es ist jedoch klar, dass die Nonwoven-Bahn 10 für andere nützliche und günstige Verwendungen auch eingesetzt werden kann. Deshalb ist ein Feuchttuch hier nur als eine bevorzugte, nicht beschränkende Verwendungsform für die Nonwoven-Bahn 10 beschrieben.
Die äußeren Bestandteilslagen der Nonwoven-Bahn 10 werden durch Kardieren gebildet. Das Kardieren ist ein mechanischer Prozess, durch welchen Klumpen von Stapelfasern in einzelne Fasern separiert werden und gleichzeitig in eine kohärente Bahn umgeformt werden. Das Kardieren wird typischerweise auf einer Maschine durchgeführt, welche sich entgegen gesetzt bewegende Aufnahmen oder Oberflächen von feinen, winkeligen, in engem Abstand zueinander liegenden Zähnen oder Drähten oder dergleichen nutzt, um die Klumpen auseinander zu ziehen und zu reißen. Die Zähne der zwei gegenüber liegenden Oberflächen sind typischerweise in entgegen gesetzten Richtungen geneigt und bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten relativ zueinander.
Die innere Bestandteilslage der Nonwoven-Bahn 10 wird durch einen luftlegenden Vorgang gebildet. Die Luftlegung ist ein Verfahren, bei welchem Luft verwendet wird, um Fasern von einer Formungshöhe zu separieren, zu bewegen und zufällig abzulagern, sodass ein kohärente und weitestgehend isotrope Bahn gebildet wird. Die Luftlege-Einrichtung und -Verfahren sind im Stand der Technik bekannt und enthalten Vorrichtungen von Kroyer oder Dan Web (geeignet zum Beispiel für die Luftlegung von Holzzellstoff) und Rando-Webber-Einrichtungen (zum Beispiel geeignet für die Luftlegung von Stapelfasern).
Die Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren zum Herstellen werden unten in Bezug auf die 1 bzw. 2 beschrieben.
DIE NONWOVEN-BAHN
In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform sind die zwei äußeren Lagen 14 und 16 der Nonwoven-Bahn 10 identisch, und es wird jede hier im Detail mit Bezug auf die äußere Lage 14 beschrieben. Es ist jedoch klar, dass die zwei äußeren Lagen keine identischen Zusammensetzungen, Flächenmassen oder andere Materialeigenschaften haben müssen.
Die Erfindung wird unten als eine Dreilagenbahn beschrieben, die eine einzelne luftgelegte innere Lage und zwei kardierte äußere Lagen aufweist. Es ist jedoch klar, dass es mehr als eine innere Lage geben kann. Zum Beispiel können anstatt eines luftlegenden Formungskopfes, der die innere Lage herstellt, zwei oder mehrere Köpfe zwei oder mehrere innere Lagen herstellen. Die unten angegebenen Prozentangaben für die verschiedenen Eigenschaften der inneren Lage können auf die inneren Lagen als Ganzes angewendet werden, falls mehr als eine innere Lagen zwischen den äußeren Lagen verwendet wird.
In der hier beschriebenen gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform wird die Nonwoven-Bahn 10 ohne die Verwendung eines Haftmittels gebildet. Das heißt, die Bahn wird durch ein Verfahren gebildet, das die nicht die Aufbringung eines Haftmittels beinhaltet, und deshalb ist die fertige geschichtete einheitliche Bahn gekennzeichnet durch das Nichtvorhandensein eines Haftmittels oder einer Haftmittel-Komponente. Obwohl in weniger bevorzugten Ausführungsformen ein Haftmittel verwendet werden kann, werden in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform die Lagen so zusammengehalten, dass eine einheitliche Bahn nur durch thermische Bindungen von Faser-An-Faser gebildet wird. 1 zeigt einen Bereich einer geprägten Fläche 18, welcher eine thermisch gebundene Stelle sein kann.
In jeder Lage der Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination aus Fasertypen verwendet, um die günstigen Eigenschaften jeder zu optimieren. Zum Beispiel können die äußeren Lagen einen bestimmten Prozentanteil von Zellulosefasern haben, um der Bahn eine weiche, textilartige Anfühlung zu verleihen; obwohl die innere Lage unterschiedliche Prozentanteile oder ähnlichen Zellulosefasern haben können, um eine verbesserte Absorptionsfähigkeit und Dicke bereit zu stellen. Jede Lage hat auch einen bestimmten Prozentanteil einer Mehrkomponentfaser oder konjugierten Faser, wie beispielsweise einer Bikomponentfaser, um für eine thermische Bindung und Weichheit zu sorgen. Weitere Fasern, zum Beispiel Polypropylen-, Polyester-, Polypropylen-Polyester-Einheiten und Polyester-Polyester-Einheiten von Fasern können in jeder Lage hinzu gefügt sein, um zusätzliche Eigenschaften zu erhalten, wie Dicke, Weichheit und Fallfähigkeit. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfasst die Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung die oben erwähnten Zellulose- und Verbundfasern in vorbestimmten Proportionen, wie unten vollständiger beschrieben wird.
Die äußeren Lagen 14 und 16 können jeweils von 10% bis 40% der gesamten Flächenmasse einer Nonwoven-Bahn 10 ausmachen. In einer bevorzugten Ausführungsform hat jede äußere Lage 10% bis 30% der gesamten Flächenmasse der Nonwoven-Bahn 10 und in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform sind die zwei äußeren Lagen 14 und 16 identisch und umfassen jeweils 18% der gesamten Flächenmasse der Nonwoven-Bahn 10.
Die innere Lage 12 kann von 33% bis 80% der gesamten Flächenmasse der Nonwoven-Bahn 10 ausmachen. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfasst die innere Lage 12 62% der gesamten Flächenmasse der Nonwoven-Bahn 10.
Die äußeren Lagen 14 und 16 sollten eine ausreichende Quantität von Verbundfasern haben, um eine adäquate Faser-An-Faser-Bindung innerhalb der Lagen und eine Faser-An-Faser-Bindung mit Fasern in der zentralen Lage 12 zu erlauben. Eine adäquate Faser-An-Faser-Bindung wird erreicht, wenn lose Oberflächenfasern derart "nach unten gebunden" werden, dass sie nicht ohne Weiteres aus der Nonwoven-Bahn in Form von Flusen gelöst werden können. Deshalb kann jede äußere Lage von 10% bis 60% Verbundfasern aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform hat jede äußere Faser 25% bis 60% konjugierte Fasern. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass 25% der konjugierten Fasern die minimale Menge ist, die notwendig ist, um lose Oberflächenfasern adäquat nach unten zu binden, zum Zwecke vom Verbraucher akzeptierter gering flusender Feuchttuch-Anwendungen. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfassen die zwei äußeren Lagen 14 und 16 jeweils etwa 50% konjugierte Fasern.
Die innere Lage 12 sollte auch eine ausreichende Menge von konjugierten Fasern haben, um ein adäquates Faser-An-Faser-Binden zu erlauben, insbesondere ein Binden mit Fasern der äußeren Schichten. Obwohl eine Struktur von separaten Lagen bevorzugte Verteilung von Fasertypen erlaubt, bleibt es besonders wichtig, dass die Bestandteilslagen als einheitliche Bahn wirken, wenn sie als Feuchttuch verwendet werden, insbesondere in einer Anwendung als Baby-Wischtuch. Eine Delamination der Lagen während der Benutzung entfernt von den Verbrauchervorteilen, die von einem solchen Feuchttuch geliefert werden. Deshalb kann die innere Lage, um eine Delamination der Lagen zu vermeiden, von 10% bis 60% konjugierte Fasern aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die innere Lage 15% bis 50% konjugierte Fasern und in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfasst die innere Lage 12 20% konjugierte Fasern, was, ohne durch Theorie gebunden zu sein, als die minimale Menge angesehen wird, die notwendig ist, um die strukturelle Integrität beizubehalten und um eine Delamination in vom Verbraucher akzeptierten Feuchttuch-Anwendungen zu verhindern.
Die äußeren Lagen 14 und 16 sollten eine ausreichende Menge von Zellulosefasern haben, um der Nonwoven-Bahn 10 eine weiche, textilartige Anfühlung zu verleihen. Jede äußere Lage kann von 30% bis 65% Zellulosefasern haben. In einer Ausführungsform hat jede äußere Lage 25% bis 70% Zellulosefasern. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass 25% Zellulosefasern die minimale Menge ist, die verwendet werden kann und noch eine bevorzugte textilartige Anfühlung in verbraucherakzeptierten Feuchttuch-Anwendungen liefert. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfassen die zwei äußeren Lagen 14 und 16 jeweils 50% Zellulosefasern.
Die innere Lage 12 kann eine Menge von Zellulosefasern haben, die ausreicht, um der Nonwoven-Bahn 10 eine adäquate Absorptionsfähigkeit zu verleihen. Insbesondere dann, wenn es als Feuchttuch verwendet wird, sollte jedes Wischtuch eine ausreichende Absorptionsfähigkeit zeigen, um wässrige Fluide oder Lotionen vor der Benutzung zu absorbieren und zu halten. Zudem sollte ein Fluid, wie beispielsweise Urin, ausreichend absorbiert werden, um das Wischtuch bei mit Baby-Wischtüchern verbundenen Reinigungsaufgaben effektiv zu machen. Die innere Lage kann von 10% bis 100% Zellulosefasern haben. Die innere Lage kann 25% bis 90% Zellulosefasern haben, und in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfasst die innere Lage 12 80% Zellulosefasern. Insbesondere ergibt die Verwendung von 80% Zelluloseinhalt in der inneren Schicht 12 zusammen mit den bevorzugten Prozentangaben, die oben für die äußeren Lagen gezeigt wurden, einen Gesamtsubstratgehalt von 68% Zellulose, was sich für Anwendungen als Babywischtuch günstig erwiesen hat. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird ein Gehalt von 40% Zellulosefaser als die minimale Menge angesehen, die für eine adäquate Absorptionsfähigkeit in vom Verbraucher akzeptierten Feuchttuchanwendungen notwendig ist. In einer Ausführungsform kann der Zellulosegehalt eine Kombination von Rayonfasern mit geringem Denier und Flocken-Zellstofffasern sein. Eine bevorzugte Zellstofffaser ist Foley Fluff, erhältlich von Buckeye Technologies, Memphis, TN.
Für jede der Lagen können die konjugierten Fasern eine Kern/Mantel-Ausbildung haben und umfassen vorzugsweise ein Polypropylen (als Kern) und ein Polyethylen (als Mantel). In einer bevorzugten Ausführungsform für die äußeren Lagen können die konjugierten Fasern von 20 mm bis 60 mm lang sein, und in einer bevorzugten Ausführungsform sind sie 40 mm lang. Eine bevorzugte konjugierte Faser ist eine Faser von 1,7 dtex, 40 mm, erhältlich als ES-C PHIL von ES-FiberVisions, Covington, GA. In einer bevorzugten Ausführungsform für die inneren Lagen können die konjugierten von 3 mm bis 12 nun lang sein und sind in einer bevorzugten Ausführungsform etwa 6 nun lang. Eine bevorzugte konjugierte Faser ist eine Faser von 1,7 dtex, 6 mm, erhältlich als AL-Adhesion C von EX-FiberVisions, Covington, GA.
Für die äußeren Lagen können die Zellulosefasern Rayon sein, und in einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern Rayonfasern mit geringem Denier mit einer Länge von zwischen etwa 20 mm und etwa 60 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rayon eine Faser mit 1,5 Denier, das eine mittlere Länge von etwa 40 mm aufweist. Eine bevorzugte Rayonfaser ist erhältlich als Typ 18453, erhältlich von Acordis Cellulosic Fibers, Axis, AL.
HERSTELLUNGSVERFAHREN
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für die Verwendung in einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen der Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt ist, ist das Verfahren eine Kombination eines Kardier- und Luftlegeverfahrens, mit einer nachfolgenden Durchluft-Bindung und einer Kalandrierung des Mehrlagen-Substrates. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Schrittfolge in dem hier beschriebenen Verfahren mit Bezug auf 2 wichtig ist, um die günstigen Bahneigenschaften zu erhalten, wie sie unten beschrieben werden.
Eine Vorrichtung, allgemein bei 20 angegeben, umfasst eine Kadiervorrichtung mit wenigstens zwei Karden, die mit 22 und 26 bezeichnet sind, und mit einem Luftlege-Formungskopf 24. Jede Komponente bildet eine diskrete Bahn. Jede dieser diskreten Bahnen könnte auch als vorgebundene Nonwoven-Rollenware geliefert werden. Die erste Karde 22 bildet eine kardierte Bahn entsprechend der Lage 16, wie sie in 1 gezeigt ist. Nachfolgend bildet der Luftlege-Formungskopf eine Bahn, die Lage 12, auf der Oberseite der Lage 16. Schließlich bildet die Karde 26 eine kardierte Bahn, die Lage 14, welche auf die Oberseite der Lage 12 übertragen wird.
Jede kardierte Bahn kann durch im Stand der Technik bekannte Kardierverfahren gebildet werden und durch bekannte Verfahren abgeschieden werden, wie beispielsweise durch Abstreifen auf ein Formungsband oder -sieb 28. Jede luftgelegte Bahn kann durch im Stand der Technik bekannte Luftlegeverfahren gebildet werden und durch bekannte Verfahren auf ein Formungsband oder -sieb 28 abgelagert werden. Wenn alle drei Lagen auf einem Formungssieb 28 geformt worden sind, wird das Formungssieb 28 durch Rollen 29 in der Maschinenrichtung MD bewegt. Auf diese Weise die Nonwoven-Bahn 10 in einem kontinuierlichen Verfahren geformt werden. Die Richtung der Formgebung wird als die Maschinenrichtung MD bezeichnet, während die Breite der Bahn in der Quermaschinenrichtung CD gemessen wird.
Die Faserzusammensetzung der Faserzuführung jeder Karde und des Luftlege-Formungskopfes kann durch bekannte Verfahren im Stand der Technik zum Zuführen von gemischten Faserkarden und luftlegenden Köpfen vorbestimmt, formuliert und/oder eingestellt werden. In einem bevorzugten Verfahren, und um eine Bahn mit Eigenschaften zu produzieren, die für die Verwendung als Feuchttuch optimal geeignet sind, können die Faserzusammensetzungen wie folgt präpariert werden. Für beide Karden 22 und 26 beträgt die bevorzugte Faserzusammensetzung 50% Typ 18453 Rayon und 50% ES-C PHIL PP/PE konjugierte Faser, von denen jede oben beschrieben wurde. Für den Luftlege-Formungskopf 24 beträgt die bevorzugte Faserzusammensetzung 80% Foley Fluff und 20% AL Adhesion C konjugierte Faser, von denen jede oben beschrieben wurde.
Nachdem alle drei Lagen der kardierten Nonwoven-Bahn in einer geschichteten Beziehung abgeschieden worden sind, werden die abgeschiedenen Fasern durch das Formungssieb 28 zu einer Wärme-Behandlungsvorrichtung 30 bewegt. Die Wärme-Behandlungsvorrichtung 30 kann irgendwelche bekannten Verfahren beinhalten, die geschichtete Bahn so ausreichend erhöhten Temperaturen auszusetzen, dass ein thermoplastisches Schmelzen der Polyethylenkomponente der konjugierten Bestandteilsfasern bewirkt wird. Beim Abkühlen leiden Bereiche der konjugierten Fasern an Bereichen der benachbarten konjugierten Fasern schmelzgebunden, wodurch die drei Lagen in einer einheitlichen Bahn gebildet werden, welche im Wesentlichen eine gleichförmige Verteilung der lagenweisen Bindungsstellen haben.
Die Faser-An-Faser-Wärmebindungen werden vorzugsweise durch einen Durchlufttrockner mit einer Durchluft-Trocknungstrommel 32 hergestellt, auf welche die kardierte Bahn für eine vorbestimmte Verweilzeit übertragen wird. Der Vorteil der Verwendung eines Durchlufttrockners besteht darin, dass die Bahn mit wenig oder keiner Kompression ausreichend erhitzt wird. Auf diese Weise können die Bestandteilslagen der Bahn daran gebunden werden, und zwar aufgrund der Bindung von konjugierter Faser-An-Konjugierter-Faser ohne zum Beispiel einer unnötigen Kompression on Kalanderwalzen. Ohne durch Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass der Durchluft-Bindungsschritt dazu führt, dass der Loft des Nonwoven "fixiert" wird, indem eine Bindung ohne eine unnötige Kompression bewirkt wird. Diese "Loft-Fixierung" erzeugt eine flülligeres Flächengebilde mit einer besseren Dicke im Endprodukt. Durch Verwenden oben beschriebenen Zusammensetzungs-Prozentanteile soll die Dicke des fertigen Produkts vom Verbraucher, der die Bahn als Feuchttuch benutzt, bevorzugt werden.
Das Durchluft-Wärmebindungsverfahren kann durch Verfahren des Standes der Technik für mit Durchluft trocknenden Bahnen, einschließlich Papierbahnen, ausgeführt werden. Im Allgemeinen wird die Nonwoven-Bahn geführt und von dem Sieb 28 entfernt und in Kontakt mit einer sich drehenden, perforierten Trocknungstrommel 32 angeordnet. Heißluft von ausreichender Temperatur wird aus der Trocknungstrommel 32 und durch die Nonwoven-Bahn hindurch gedrückt, die thermisch behandelt wird. Die Lufttemperatur, das Luftvolumen und Maschinenrichtung-Liniengeschwindigkeit der Produktionsanlage kann so eingestellt werden, dass eine ausreichende Verweilzeit für eine adäquate Faser-An-Faser-Bindung gewährleistet ist. Die tatsächliche Zeit, Temperatur und Liniengeschwindigkeit kann in geeigneter Weise variiert erden und wird nicht als kritisch angesehen.
Nachdem die geschichtete, gebundene Bahn thermisch gebunden worden ist, wird sie zu weiteren Verarbeitungsschritten geführt, nämlich zu einer Kalandriervorrichtung 40. Die Kalandriervorrichtung 40 umfasst vorzugsweise Wärme-Prägemittel, um ein Prägemuster von komprimierten Regionen auf der geschichteten, gebundenen Bahn einzudrücken. Das Prägemittel kann Standard-Prägemuster enthalten und eine Anlage, wie sie im Stand der Technik bekannt ist.
Durch Prägen der geschichteten, gebundenen Nonwoven-Bahn, kann die Nonwoven-Bahn bessere ästhetische Merkmale erlangen, insbesondere für die Verwendung als Feuchttuch. Jedoch neben den besseren ästhetischen Merkmalen werden der Nonwoven-Bahn weitere günstige physikalische Eigenschaften durch Kalandrieren verliehen. Zum Beispiel wird durch ein Kalandrieren der Bahn bei ausreichend erhöhten Temperaturen eine zusätzliche Wärmebindung in den komprimierten Regionen erreicht, wodurch eine bessere Oberflächenfaserbindung erzeugt wird. Diese Oberflächenfaserbindung "bindet" lose Fasern "nach unten", was zu einer reduzierten Lintbildung der fertigen Bahn führt. Zusätzlich erhöht die Wärmebindung des Kalandriervorgangs die Festigkeit der Nonwoven-Bahn 10, insbesondere dann, wenn sie in einer Feuchttuch-Anwendung benutzt wird. Das zusätzliche Prägen erzeugt auch eine Bahn mit einer Topographie, die eine ausreichende Textur und Porosität für eine effektive Hautschmutzreinigung zeigt. Schließlich trägt die Wärmeprägung dazu bei, den verfügbaren Stretch in Querrichtung CD der fertigen Bahn zu reduzieren. Ein übermäßiger CD-Stretch ist häufig eine Eigenschaft kardierter Bahnen und ist allgemein in einem Feuchttuch unerwünscht. Durch Reduzieren des CD-Stretches werden die Stretcheigenschaften der Bahn gleichförmiger und für die Verwendung als Feuchttuch besser geeignet.
Die Wärmeprägung kann durch geeignete Verfahren ausgeführt werden, die im Stand der Technik bekannt sind. In einer Ausführungsform wurden zufriedenstellende Ergebnisse durch das Einstellen der Kalandriervorrichtung 40 auf Temperaturen bei 145 Grad Celsius auf der Prägewalze 42 und auf der Ambosswalze 44 erreicht.
Ein Spaltdruck von 264 Pfund pro linearem Inch erzeugt zufriedenstellende Ergebnisse für die oben beschriebene bevorzugte Bahn mit drei Lagen und einer gesamten Flächenmasse von 64 Gramm pro Quadratmeter (g).
Die geschichtete, gebundene und kalandrierte Bahn kann dann als Rollenvorrat auf einer Mutterrolle 50 zur Lagerung oder zur weiteren Verarbeitung aufgewickelt werden.

Claims

Mehrlagige Nonwoven-Bahn, die zum Gebrauch als Feuchttuch geeignet ist, wobei die Bahn umfasst: (a) eine erste faserige Außenlage mit 10 Prozent bis 60 Prozent konjugierter Faser, 20 Prozent bis 65 Prozent Zellulosefasern; (b) eine faserige Innenlage mit 10 Prozent bis 60 Prozent konjugierter Faser, 10 Prozent bis 90 Prozent Zellulosefasern, wobei die Innenlage an diskreten Bindungsstellen mit der ersten Außenlage in einer gegenüberliegenden Beziehung gebunden ist; und (c) eine zweite faserige Außenlage mit 10 Prozent bis 60 Prozent konjugierter Faser, 20 Prozent bis 65 Prozent Zellulosefasern, wobei die zweite faserige Außenlage an diskreten Bindungsstellen mit der Innenlage in einer gegenüberliegenden Beziehung gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenlage kardiert ist und dass die Innenlage luftgelegt ist und dass die zweite Außenlage kardiert ist.
Nonwoven-Bahn nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Außenlage identische Faser-Zusammensetzungen aufweisen.
Nonwowen-Bahn nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Außenlagen zusammen 20 Prozent bis 80 Prozent der Gesamt-Flächenmasse der Bahn aufweisen.
Nonwoven-Bahn nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Außenlagen jeweils 20 Prozent bis 60 Prozent der Gesamt-Flächenmasse der Bahn aufweisen.
Nonwoven-Bahn nach Anspruch 1, wobei die Innenlage 33 Prozent bis 80 Prozent der Gesamt-Flächenmasse der Bahn aufweist.
Nonwoven-Bahn nach Anspruch 1, wobei die Bahn in Abwesenheit von Klebemittel gebildet ist.
Verfahren zur Bildung einer mehrlagigen Nonwoven-Bahn, die zur Verwendung als Feuchttuch geeignet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer kardierten Bahn, einer luftgelegten Bahn und einer weiteren kardierten Bahn, wobei jede Bahn eine vorbestimmte Menge konjugierter Fasern aufweist; (b) Bereitstellen einer Wärmebehandlungs-Vorrichtung; (c) Bereitstellen einer Kalandrier-Präge-Vorrichtung; (d) Positionieren einer kardierten Bahn, einer luftgelegten Bahn und einer weiteren kardierten Bahn in einer geschichteten gegenüberliegenden Beziehung; (e) Überführen der geschichteten kardierten Bahn, luftgelegten Bahn und kardierten Bahn zu der Wärmebehandlungs-Vorrichtung; (f) Halten der geschichteten kardierten Bahn, luftgelegten Bahn und kardierten Bahn während einer ausreichenden Verweilzeit, um eine Bindung zwischen einer Vielzahl der konjugierten Fasern zu bewirken, um eine gebundene einstückige Bahn zu bilden; (g) Überführen der einstückigen Bahn zu der Kalandrier-Präge-Vorrichtung; und (h) Prägen der einstückigen Bahn.