DE69727495T2

DE69727495T2 - Einteiliger verbundschichtstoff

Info

Publication number: DE69727495T2
Application number: DE69727495T
Authority: DE
Inventors: Peter A. Graef; Colin Elston; T. Daniel BUNKER; B. Fred HOWARD; D. Jeffrey MATHEWS; A. Shahrokh NAIENI; E. Charles MILLER
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: National Institute For Strategic Technology Acquis
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2017-12-06
Also published as: US20060206071A1; US20030167045A1; JP2001505830A; EP0941157A1; EP0941157B1; ES2216184T3; US6518479B1; KR20000069333A; US6521812B1; US6525240B1; US20030130633A1; US7125470B2; US20030171727A1; US6673983B1; KR100518389B1; AU5690798A; DE69727495D1; US7465373B2; US6670522B1; WO1998024621A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absorbens-Verbundmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung und insbesondere ein einheitlich geschichtetes Verbundmaterial mit einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht, die vollständig durch eine Übergangszone miteinander verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
Aus Holzpulpe erhaltene Cellulosefasern wurden in verschiedenen Absorbens-Artikeln verwendet, beispielsweise in Windeln, Inkontinenzprodukten und Produkten für die weibliche Hygiene. Absorbens-Artikel sollen eine hohe Absorptionskapazität für Flüssigkeiten haben, sowie gute Trocken- und Naßfestigkeits-Charakteristika, um sie dauerhaft für die Anwendung und effektiv für die Flüssigkeitsregulierung zu machen. Zusätzlich zur Absorptionskapazität ist ein günstiges Charakteristikum eines Absorbens-Artikels die Fähigkeit, rasch Flüssigkeit zu absorbieren. Beispielsweise haben Windeln und andere Hygieneprodukte, die keine ausgesprochene Komponente zur Aufnahme von Flüssigkeit aufweisen, den Nachteil, dass Flüssigkeit austritt und eine Rückfeuchtung erfolgt (d. h. Feuchtigkeitsgefühl bei der Berührung nach der Verwendung). Hygieneprodukte, die nur eine stark speicherfähige ungewebte Aufnahmeschicht aufweisen, weisen den Nachteil der Fähigkeit einer raschen temporären Flüssigkeitsspeicherung und des Flüssigkeitsaustritts auf. Hygieneprodukte, die Aufnahmeschichten auf Cellulosebasis enthalten, weisen den Nachteil auf, dass sie durch die temporäre Speicherkapazität der Cellulosefasern rückfeuchten und keine komplette Flüssigkeitsabfuhr erfolgt. Darüber hinaus weisen Aufnahmematerialien auf Cellulosebasis eine schlechte Feuchtigkeits- und Trocken-Integrität auf.
Eine Lösung des Problems der Bereitstellung von Absorbens-Artikeln, die die vorteilhaften Eigenschaften einer hohen Absorptionskapazität, einer raschen Flüssigkeitsaufnahme, einer reduzierten Flüssigkeitsabgabe und einer überlegenen Rückfeuchtungs-Leistungsfähigkeit aufweisen, war die Herstellung von Absorbens-Materialien, die mehre re Schichten enthalten. Beispielsweise führt die Kombination einer Schicht mit raschen Flüssigkeitsaufnahme-Charakteristika mit einer anderen Schicht mit einer hohen Absorptionskapazität zu einem Produkt, das die Vorteile beider Schichten aufweist. Einige Verbesserungen der Leistungsfähigkeit von Produkten, die mehrere Schichten aufweisen, richteten sich auf die Integration der Schichten. Versuche, zu einer verbesserten Integration umfassen typischenrweise Methoden zur Bindung einer Schicht an die nächste. Ein erhöhtes Vermischen von beispielsweise einer Schicht zur Flüssigkeitsaufnahme und einer Schicht zur Flüssigkeitsspeicherung kann die Flüssigkeitskommunikation und -geschwindigkeit sowie die Trocknungswirksamkeit verbessern, bei der die Aufnahmeschicht Flüssigkeit an die Speicherschicht abgibt, wodurch die Gesamtaufnahmefähigkeit des Produkts verbessert wird.
Trotz der Vorteile von mehrschichtigen Absorbens-Materialien bestehen Probleme bezüglich der wirksamen Schicht zur Flüssigkeitskommunikation von Schichten verschiedener Materialien und bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Herstellungskosten, der Handhabung und der Bindung der einzelnen Schichtkomponenten.
Daher besteht ein Bedürfnis nach einem integrierten Absorbens-Material, welches ein trockenes Gefühl vermittelt und Flüssigkeit rasch aufnimmt, aus einem stark speichernden Vliesmaterial mit einer raschen temporären Speicherkapazität und einer raschen Flüssigkeitsaufnahme aus Cellulosefasern, wie einem vernetzten Cellulosekissen. Durch die vorliegende Erfindung soll dieses Bedürfnis befriedigt und weitere Vorteile erzielt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorstehenden Aspekte und zahlreiche Vorteile der Erfindung werden deutlicher unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren, die folgendes darstellen:
1 ist eine schematische Ansicht eines repräsentativen einheitlichen Schichtverbundmaterials, das erfindungsgemäß hergestellt wurde;
2 stellt eine schematische Ansicht eines Absorbens-Materials dar, das ein einheitliches Schichtverbundmaterial enthält, das erfindungsgemäß hergestellt wurde,
3 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Absorbens-Materials, das ein einheitliches Schichtverbundmaterial, hergestellt gemäß der Erfindung, enthält;
4 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Absorbens-Materials, das ein einheitliches Schichtverbundmaterial, hergestellt gemäß der Erfindung, enthält;
5 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Absorbens-Materials, das ein einheitliches Schichtverbundmaterial, hergestellt gemäß der Erfindung, enthält;
6 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Absorbens-Materials, das ein einheitliches Schichtverbundmaterial, hergestellt gemäß der Erfindung, enthält;
7 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Absorbens-Materials, das ein einheitliches Schichtverbundmaterial, hergestellt gemäß der Erfindung, enthält;
8 ist eine grafische Darstellung, die die Wirkung einer ersten Schichtfaser Denier-Zahl und der Porengröße auf die Aufnahmezeit und die Rückfeuchtung von Windeln zeigt, die ein repräsentatives einheitliches Schichtverbundmaterial, hergestellt gemäß der Erfindung, enthalten;
9 ist eine grafische Darstellung, die die Wirkung des Bindemittelsystems auf die Aufnahmezeit und die Rückfeuchtung von Windeln darstellt, die repräsentative einheitliche Schichtverbundmaterialien, hergestellt gemäß der Erfindung, enthalten;
10 ist eine grafische Darstellung, die die Wirkung des Bindemittelsystems auf die Aufnahmezeit und die Rückfeuchtung von Windeln darstellt, die repräsentative einheitliche Schichtverbundmaterialien, hergestellt gemäß der Erfindung, enthalten;
11 ist eine Fotomikrographie (15,0 × Vergrößerung) eines Teils eines repräsentativen einheitlichen Schichtverbundmaterials, hergestellt durch eine Luftlegemethode gemäß der Erfindung;
12 ist eine Fotomikrographie (100 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, dargestellt in der 11;
13 ist eine Fotomikrographie (15 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, hergestellt nach einer Nasslegemethode gemäß der Erfindung;
14 ist eine Fotomikrographie (100 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, dargestellt in 13;
15 ist eine Fotomikrographie (15 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, hergestellt durch einer Schäumungsmethode gemäß der Erfindung;
16 ist eine Fotomikrographie (100 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, darstellt in 15;
17 ist eine Fotomikrographie (15 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, hergestellt durch eine Schäumungsmethode gemäß der Erfindung;
18 ist eine Fotomikrographie (100 × Vergrößerung) eines Teils des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, dargestellt in 17;
19 ist eine Fotomikrographie (12 × Vergrößerung) einer Übergangszone eines repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, hergestellt durch eine Schäumungsmethode gemäß der Erfindung; und
20 ist eine Fotomikrographie (40 × Vergrößerung) der Übergangszone des repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials, dargestellt in 19.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Gemäß einem Merkmal betrifft die vorliegende Erfindung ein Absorbens-Verbundmaterial wie in Anspruch 1 definiert.
Das Verbundmaterial weist einen Schichtaufbau auf, bei dem es Strata oder Schichten umfasst, und es ist einheitlich, da die Schichten integral durch eine Übergangszone verbunden sind unter Bereitstellung von zwei Schichten in inniger Flüssigkeitsübertragung. Im Allgemeinen besteht das absorbierende Verbundmaterial aus einer ersten Schicht, die ein hydrophobes Fasermaterial umfasst, das keine Körperflüssigkeiten absorbiert und das eine offene und massige Schicht bildet, die ein relativ geringes Basisgewicht aufweist, und aus einer zweiten Schicht, die ein hydrophiles Fasermaterial umfasst, wie vernetzte Cellulosefasern und ein Basisgewicht aufweist, das größer ist als das der ersten Schicht. Beide Schichten umfassen auch ein Bindemittel, um eine Bindung zwischen den Fasern der ersten Schicht, zwischen den Fasern der zweiten Schicht und zwischen den Fasern auf der Oberseite und der zweiten Schicht des einheitlich geschichteten Verbundmaterials zu bewirken. Das erfindungsgemäße einheitlich geschichtete Verbundmaterial kann in zahlreiche Absorbens-Produkte und -Gegenstände eingearbeitet werden, um eine rasche temporäre Speicherkapazität zu bewirken, die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsaufnahme zu erhöhen, das Austreten von Flüssigkeit zu verringern und die Wiederbenetzung und das Trockengefühl des absorbierenden Gegenstandes zu verbessern.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren, wie in Anspruch 25 definiert, zur Herstellung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials bereitgestellt. Die erfindungsgemäßen Verfahrensweisen umfassen eine Nassschichtung, Trockenschichtung und ein Schäumungsverfahren.
Gemäß einem weiteren Merkmal wird ein bevorzugter absorbierender Gegenstand, zum Beispiel ein Hygieneprodukt, wie in Anspruch 16 definiert, bereitgestellt, der das einheitlich geschichtete Verbundmaterial der Erfindung enthält.
Unter Bezugnahme auf die 1 umfasst das einheitlich geschichtete Verbundmaterial der Erfindung, das allgemein durch die Bezifferung 10 bezeichnet wird, eine erste Schicht 12 und eine zweite Schicht 14. Die erste Schicht des einheitlich geschichteten Verbundmaterials dient in erster Linie als eine Aufnahmeschicht, die rasch Flüssigkeit an dem Punkt des Insults aufnehmen kann und anschließend die Flüssigkeit rasch in die zweite Schicht passieren lässt. Die erste Schicht dient auch als eine Schicht zur Anti-Rückbenetzung mit einer größeren Porengröße und einer geringeren Hydrophilie als die zweite Schicht. Die zweite Schicht dient dazu, rasch Flüssigkeit aus der ersten Schicht abzuziehen und dient auch als temporäres Reservoir für den Flüssigkeitsstrom, der durch die Freisetzung von Körperflüssigkeiten bewirkt wird. Repräsentative Verbundmaterialien der Erfindung, die erfindungsgemäß hergestellt werden, sind in den 11–20 dargestellt. Die im Wesentlichen homogenen einzelnen Faserschichten treten deutlich in den 11, 13, 15 und 17 zu Tage.
Die Übergangszone des Verbundmaterials, die die erste und die zweite Schicht integral verbindet und eine innige Strömungsverbindung ergibt, umfasst Fasern aus einer Schicht, die sich in die andere erstreckt. Die Übergangszone kann hydrophobe Fasern enthalten, die sich von der ersten Schicht in die zweite Schicht erstrecken, sowie hydrophile Fasern, die sich von der zweiten Schicht in die erste Schicht erstrecken. Die erste Schicht kann im Wesentlichen flächengleich mit der zweiten Schicht sein und die Übergangszone ist im Wesentlichen flächengleich mit mindestens einer der Schichten des Verbundmaterials. Die Übergangszone des einheitlich geschichteten Verbundmaterials wird in den 11–20 dargestellt, die Beispiele für Verbundmaterialien zeigen, die erfindungsgemäß gebildet wurden. Unter Bezugnahme auf diese Figuren liegt die Übergangszone in dem Verbundmaterial im Allgemeinen zwischen den im Wesentlichen homogenen Gebieten der einzelnen Schichten und wird als Gebiet des Verbundmaterials definiert, in dem die Fasern von einer Schicht mit Fasern der anderen Schicht vermischt sind. Die Übergangszone wird klar in den 19 und 20 veranschaulicht, die die sich vermischenden Fasern zeigen, die sich von einer Schicht in die andere bei Beispielen für Verbundmaterialien erstrecken, die durch Luftlegen, Nasslegen und Schaumbildungsmethoden hergestellt wurden. Bezugnehmend auf die 19 und 20 ist die Übergangszone des Verbundmaterials gekennzeichnet durch die Vermischung von relativ glatten, röhrenförmigen hydrophoben Fasern (d. h. Polyethylenterephthalatfasern) der ersten Schicht mit den relativ knotigen, bandförmigen hydrophilen Fasern (d. h. vernetzten Cellulosefasern) der zweiten Schicht.
Die erste Schicht des absorbierenden Verbundmaterials ist im Allgemeinen eine hydrophobe Schicht, die ein hydrophobes Fasermaterial enthält (d. h. eine oder mehrere hydrophobe Faser(n)). Andere Fasern, wie hydrophile Fasern, können in die erste Schicht einbezogen sein, sofern die gesamte erste Schicht relativ weniger hydrophil bleibt als die zweite Schicht. Die zweite Schicht kann aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern bestehen, die Körperflüssigkeiten nicht wesentlich absorbieren und die eine offene (d. h. poröse) und massige Schicht oder Gewebe bzw. Vlies bilden. Die Porengröße der ersten Schicht ist vorzugsweise größer als die der zweiten Schicht und ermöglicht eine wirksame Flüssigkeitsübertragung und Drainage zur zweiten Schicht. Geeignete synthetische Fasern umfassen beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Latex, Rayon. Die synthetischen Fasern liegen in einer Menge bis zu etwa 90 Gew.-% der ersten Schicht vor. Geeignete natürliche Fasern umfassen beispielsweise Baumwolle, Wolle, Holzpulpe, Stroh, Kenaf und andere Cellulosefasern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ceilulosefasern vernetzte Cellulosefasern in einer Menge bis zu etwa 90 Gew.-%. Die vorstehend genannten Fasern können gegebenenfalls ein oder mehrere Additive) enthalten, wie Mittel zur Verbesserung der Feuchtkeitsfestigkeit, Leimungsmittel und oberflächenaktive Mittel. Die vorstehend genannten Fasern sind handelsüblich bei einer Reihe von Lieferanten wie HoechstCelanese, DuPont, Eastman Chemical, Hercules, Danaklon, Inc., und Weyerhaeuser. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Schicht eine synthetische Faser und bevorzugter umfasst die erste Schicht Polyethylenterephthalat.
Im Allgemeinen wird die größte Geschwindigkeit der Flüssigkeitsaufnahme mit Verbundmaterialien erzielt, die eine relativ geringe Dichte aufweisen. Die Bildung von Verbundmaterialien mit niedriger Dichte kann erzielt werden durch Variieren der Einzelbestandteile des Verbundmaterials. Die Leistungsfähigkeit des einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich der Länge, Denier (g/m), der Kräuselung (Kräuseln pro cm bzw. inch), der Art der Faserbehandlung und der physikalischen und chemischen Natur der Fasern der ersten Schicht. Geeignete Fasern, die zum Aufbau der ersten Schicht geeignet sind, weisen eine Länge von bis zu etwa 10,2 cm (etwa 4 inch) auf und haben vorzugsweise eine Länge zwischen 0,6 und 3,8 cm (0,25 bis 1,5 inch). Geeignete Fasern umfassen Fasern mit einer Denier-Zahl bis zu etwa 44 dtex (40 Denier) und vorzugsweise zwischen 5,6 und 22 dtex (5 bis 20 Denier). Gerade Fasern können vorteilhaft für die Bildung der ersten Schicht verwendet werden, jedoch umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die erste Schicht etwa 50 bis etwa 100 Gew.-% von total gekräuselten Fasern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform haben die Fasern bis zu etwa 12 Kräuselungen pro cm (etwa 30 Kräuselungen pro inch) und bevorzugter von etwa 0,4 bis etwa 7,9 Kräuselungen pro cm (etwa 1 bis etwa 20 Kräuselungen pro inch). Gemäß einer bevorzugtesten Ausführungsform umfasst die erste Schicht 100 % gekräuselte Fasern, bezogen auf das Gewicht der gesamten Fasern, mit etwa 2 bis etwa 6 Kräuselungen pro cm (etwa 5 bis etwa 15 Kräuselungen pro inch). So umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die erste Schicht Polyethylenterephthalatfasern mit einer relativ hohen Denier-Zahl, großen Länge und einem niedrigen Kräuselungsausmaß.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die synthetischen Fasern Polyesterfasern mit Morphologien, die sich von konventionellen homogenen festen Fasern, wie sie vorstehend genannt wurden, unterscheiden. Erfindungsgemäße Verbundmaterialien, die hohle, tief gerillte und kabelförmige bzw. lobale Polyesterfasern enthalten, weisen vorteilhafte Flüssigkeitsaufnahme-Charakteristika auf. Beispielsweise ergeben tief gerillte Fasern Verbundmaterialien mit einer geringen Rückfeuchtungsmöglichkeit, teilweise dank der verbesserten kapillaren Dochtwirkung in den Rillen und der rascheren Flüssigkeitsverdampfung. Hohle Fasern ergeben ein Verbundmaterial mit verbesserter Speichenwirkung im Vergleich mit Verbundmaterialien, die homogene feste Fasern enthalten. Lobale Fasern (d. h. Fasern mit einer lobalen Querschnittsform) ergeben Verbundmaterialien mit einer größeren Beständigkeit gegen das Kollabieren in der Nässe im Vergleich mit festen Fasern mit rundem Querschnitt. Beispielsweise sind lobale Polyesterfasern von HoechstCelanese im Handel erhältlich.
Wie vorstehend erwähnt enthält die erste Schicht ein Bindemittel. Geeignete Bindemittel umfassen, ohne eine Beschränkung darzustellen, Cellulosefasermaterialien und synthetische Fasermaterialien, Bindemittel, lösliche Bindemedien und Nassfestigkeitsmittel, wie nachstehend beschrieben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bindemittel zweikomponente bindende Fasern, wie Celbond^® (HoechstCelanese) und D-271 P^® (DuPont). Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bindemittel ein lösliches Bindemedium, bevorzugter Celiuloseacetat, verwendet in Kombination mit dem Lösungsmittel Triacetin und/oder Triethylcitrat. Für Ausführungsformen der ersten Schicht, die ein Bindemittel enthalten, ist das Bindemittel in der Schicht in einer Menge von etwa 10 % bis etwa 50 Gew.-% der Komponenten der ersten Schicht enthalten. Vorzugsweise ist das Bindemittel integral in oder auf das Fasergewebe bzw. Faservlies gearbeitet, das bei der Herstellung des einheitlich geschichteten Verbundmaterials gebildet wird. Das Bindemittel kann zu den Fasern vor der Vliesbildung durch Auftrag des Bindemittels auf das luftgelegte, nassgelegte oder schaumgelegte Vlies oder nach der Vliesbildung, nach dem Trocknen oder durch eine Kombination davon zugefügt werden.
Im Allgemeinen hat die erste Schicht des einheitlich geschichteten Verbundmaterials ein Basisgewicht von 10 bis 100 g/m2. Die Dichte der ersten Schicht kann im Bereich von 0,01 bis 0,3 g/cm³ und vorzugsweise von etwa 0,01 bis etwa 0,08 g/cm³ liegen.
Die zweite Schicht des erfindungsgemäßen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials kann im Vergleich mit der ersten Schicht eine hydrophile Schicht sein und ein hydrophiles Fasermaterial enthalten (d. h. eine oder mehrere hydrophile Fasern). Die zweite Schicht kann auch andere Fasern enthalten, wie hydrophobe Fasern (z. B. synthetische Fasern, wie Polyesterfasern einschließlich Polyethylenterephthalatfasern) und diese Fasern können in die zweite Schicht in einer Menge bis zu etwa 90 Gew.-% der Schicht eingearbeitet sein, vorausgesetzt, dass die Gesamtschicht relativ hydrophob im Vergleich mit der ersten Schicht bleibt. Die zweite Schicht kann auch Gemische von hydrophilen und synthetischen Fasern enthalten. Darüber hinaus weist die zweite Schicht kleinere Poren auf als die erste Schicht, wodurch die Flüssigkeitsübertragung zwischen den Schichten und die Drainage von der ersten Schicht erleichtert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die hydrophilen Fasern Cellulosefasern in einer Menge bis zu etwa 90 Gew.-% der Schicht und besonders bevorzugt vernetzte Cellulosefasern in einer Menge bis zu etwa 90 Gew.-% der Schicht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die Cellulosefasern chemithermomechanische Pulpefasern. Geeignete und bevorzugte Cellulosefasern werden nachstehend beschrieben.
Alternativ enthält gemäß einer weiteren Ausführungsform die zweite Schicht keine Cellulosefasern. Bei dieser Ausführungsform enthält die Schicht synthetische Fasern in einer Menge bis zu etwa 95 Gew.-% und Bindemittel in einer Menge von etwa 5 bis etwa 50 Gew.-%.
Um die Speicherkapazität des absorbierenden Verbundmaterials zu verbessern, enthält gemäß einer weiteren Ausführungsform die zweite Schicht ein superabsorbierendes polymeres Material.
Zusätzlich zu den hydrophilen Fasern enthält die zweite Schicht ebenfalls ein Bindemittel. Geeignete Bindemittel für die Fasern der zweiten Schicht enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein, solche, die vorstehend genannt und nachstehend detaillierter beschrieben werden. Das Bindemittel ist vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 % bis etwa 50 Gew.-% der Komponenten der zweiten Schicht vorhanden.
Die zweite Schicht hat im Allgemeinen ein Basisgewicht von 10 bis 500 g/m². Die zweite Schicht hat eine Dicke von 0,03 bis 0,5 g/cm³ und vorzugsweise von 0,03 bis 0,1 g/cm³.
Im Allgemeinen ist die zweite Schicht dadurch gekennzeichnet, dass sie eine geringere Porengröße und eine verstärkte Hydrophilie, verglichen mit der ersten Schicht, aufweist. Somit fließt die aufgenommene Flüssigkeit von der ersten Schicht weg zu der hydrophileren zweiten Schicht mit kleineren Poren. Da darüber hinaus die Porengröße der zweiten Schicht geringer ist als die Porengröße der ersten Schicht, wird ein Porengrößengradient gebildet, der eine Flüssigkeitsdrainage weg von der ersten Schicht ergibt. Vergleiche beispielsweise die 11–18. Das innige Vermischen der Fasern der ersten und der zweiten Schicht des einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung, das durch die Übergangszone gebildet wird, ermöglicht eine wirksame Drainage der ersten Schicht und eine Flüssigkeitsübertragung zwischen den beiden Schichten im Vergleich mit anderen absorbierenden Produkten, die aus separaten und getrennten Aufnahme- und Lagerschichten bestehen.
Die zweite Schicht des einheitlich geschichteten Verbundmaterials dient in erster Linie dazu, Flüssigkeit rasch aus der ersten Schicht abzuziehen. Die zweite Schicht wirkt auch als temporärer Speicher für Flüssigkeit, die durch das absorbierende Verbundmaterial aufgenommen wurde und zur Verhinderung des Rückflusses zu und zwischen der ersten Schicht. Je nach der Natur des Aufbaus des Absorbens kann ein absorbierender Gegenstand, der das einheitlich geschichtete Verbundmaterial enthält, eine oder mehrere zusätzliche Schichten) enthalten, wie eine permanente Lagerungsschicht (siehe beispielsweise 2). Bei einer derartigen Konstruktion hat zusätzlich zu der raschen Absorption der auf der ersten Schicht aufgenommenen Flüssigkeit die zweite Schicht eine ausreichende Absorptionskapazität, um die aufgenommene Flüssigkeit temporär zu halten und daher der Kernschicht ausreichend Zeit zu ermöglichen, die Flüssigkeit aus dem absorbierenden Verbundmaterial permanent zu absorbieren.
Das einheitlich geschichtete Verbundmaterial wird hergestellt durch Bilden einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht, die jeweils wie vorstehend genannt formuliert sind. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das gesamte absorbierende Verbundmaterial ein hydrophiles Fasermaterial (d. h. eine oder mehrere hydrophile Faser(n)), die in dem absorbierenden Verbundmaterial in einer Menge von etwa 40% bis etwa 90 Gew.-% des gesamten Verbundmaterials vorhanden sind, ein hydrophobes Fasermaterial (d. h. eine oder mehrere hydrophobe Faser(n)), die in dem Verbundmaterial in einer Menge von etwa 1% bis etwa 60 Gew.-% des gesamten Verbundmaterials vorhanden sind, und ein Bindemittel in dem Verbundmaterial in einer Menge von etwa 5% bis etwa 30 Gew.-% des gesamten Verbundmaterials. Vorzugsweise sind die hydrophilen Fasern in dem Verbundmaterial in einer Menge von 60% bis etwa 80 Gew.-% des gesamten Verbundmaterials vorhanden, die hydrophoben Fasern in dem Verbundmaterial in einer Menge von etwa 5% bis etwa 20 Gew.-% des gesamten Verbundmaterials vorhanden, und ein Bindemittel in dem Verbundmaterial in einer Menge von etwa 10% bis etwa 20 Gew.-% des gesamten Verbundmaterials vorhanden.
Das einheitlich geschichtete Verbundmaterial hat im Allgemeinen ein Basisgewicht von etwa 20 bis etwa 600 g/m² und vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 360 g/m².
Im Allgemeinen hat das absorbierende Verbundmaterial eine Dichte von etwa 0,01 bis etwa 0,4 g/cm³ und vorzugsweise von etwa 0,03 bis etwa 0,15 g/cm³. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das einheitlich geschichtete Verbundmaterial ein verdichtetes Verbundmaterial. Verdichtungsmethoden, die geeignet sind zur Herstellung von verdichteten Verbundmaterialien gemäß der Erfindung, sind dem Fachmann bekannt. Verdichtete, einheitlich geschichtete Verbundmaterialien gemäß der Erfindung haben im Allgemeinen eine Dichte von etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/cm³ und vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 0,25 g/m³.
Vorzugsweise ist das einheitlich geschichtete Verbundmaterial der Erfindung ein nicht verdichtetes Verbundmaterial. Dem entsprechend umfassen die Herstellungsmethoden, die in Verbindung mit dem absorbierenden Verbundmaterial verwendet werden, vorzugsweise kein Unterziehen des zu absorbierenden Verbundmaterials oder der absorbierenden Gegenstände, die das absorbierende Verbundmaterial enthalten, einer Verdichtungsbehandlung. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Windeln, die das erfindungsgemäße Verbundmaterial enthalten, das absorbierende Verbundmaterial vorzugsweise in die Windel eingearbeitet, nachdem die Windel einer Druckanwendung unterzogen wurde, beispielsweise durch Durchlaufen einer Kalandrierwalze.
Das einheitlich geschichtete Verbundmaterial kann in zahlreichen Formen hergestellt werden, einschließlich Bahnen, Rollen, Schachteln und Patronen mit einer Vielzahl von Dicken.
Wie vorstehend erwähnt sind Cellulosefasern die bevorzugte Basiskomponente der zweiten Schicht des einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung. Obwohl von anderen Quellen erhältlich, stammen die Celluloserfasern in erster Linie von Holzpulpe. Geeignete Holzpulpefasern zur erfindungsgemäßen Verwendung können nach bekannten chemischen Verfahren erhalten werden, wie durch das Kraft- und Sulfitverfahren, entweder gebleicht oder ungebleicht. Die Pulpefasern können auch durch thermomechanische, chemithermomechanische Methoden oder Kombinationen davon verarbeitet werden. Die bevorzugte Pulpefaser wird durch chemische Methoden erzeugt. Vermahlene Holzfasern, recyclisierte und sekundäre Holzpulpefasern und gebleichte und ungebleichte Pulpefasern können verwendet werden. Das bevorzugte Ausgangsmaterial wird hergestellt aus langen Fasern von Koniferenhölzern, wie Southern Pine, Douglas-Tanne, Fichte und Hemlock-Tanne. Details zur Herstellung von Holzpulpefasern sind dem Fachmann geläufig. Diese Fasern sind handelsüblich von einer Anzahl von Firmen, einschließlich Weyerhaeuser Company, dem Anmelder der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise sind geeignete Cellulosefasern, hergestellt aus Southern Pine, die erfindungsgemäß verwendbar sind, erhältlich von Weyerhaeuser Company unter den Bezeichnungen CF416, NF405, NB416, PL416 und FR516.
Die erfindungsgemäß geeigneten Holzpulpefasern können auch vor der erfindungsgemäßen Verwendung vorbehandelt werden. Die Vorbehandlung kann eine physikalische Behandlung umfassen, wie eine Dampfbehandlung der Fasern, ein Verdrehen oder Kräuseln und/oder eine chemische Behandlung, beispielsweise eine Vernetzung der Cellulosefasern unter Verwendung zahlreicher üblicher Vernetzungsmittel, wie Dimethyldihydroxyethylenharnstoff. Speziell wird durch das Vernetzen von Holzpulpefasern deren Rückfederungskraft verstärkt und dadurch kann ihre Absorptionsfähigkeit verbessert werden. Vernetzte Cellulosefasern und Verfahren zu deren Herstellung sind im Stand der Technik bekannt und beispielsweise beschrieben in US-Patent Nr. 5 225 047 vom 6. Juli 1993 mit dem Titel "Crosslinked Cellulose Products and Method For Their Preparation", die ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung einbezogen wird. Geeignete vernetzte Cellulosefasern, die aus Southern Pine hergestellt wurden, sind von der Weyerhaeuser Company unter der Bezeichnung NHB416 erhältlich.
Obwohl dies keine Beschränkung darstellen soll, umfassen andere Beispiele für die Vorbehandlung von Fasern die Anwendung von flammverzögernden Mitteln auf die Fasern oder die Behandlung mit oberflächenaktiven Mitteln oder anderen Flüssigkeiten wie Wasser oder Lösungsmittel, die die Oberfläche der Fasern modifizieren. Vergleiche beispielsweise US-Patentanmeldung S. N. 08/669 406, angemeldet am 3. Juli 1996 mit dem Titel "Fibrous Web Having Improved Strength and Method of Making the Same". Weitere Vorbehandlungen umfassen das Aussetzen gegen oder die Einarbeitung von antimikrobiellen Mitteln, Pigmenten und Verdichtungs- oder Erweichungsmitteln. Mit anderen Chemikalien behandelte Fasern, wie thermoplastische und wärmehärtbare Harze, können ebenfalls verwendet werden. Es kann auch eine Kombination von Vorbehandlungen verwendet werden. Absorbierende Vliese können auch in gleicher Weise nach der Vliesbildung behandelt werden.
Jegliche der vorstehend genannten Cellulosefasern oder Cellulosefasern vorbehandelt mit teilchenförmigen Bindemitteln und/oder Verdichtungs-/Erweichungsmitteln, die im Stand der Technik bekannt sind, können ebenfalls erfindungsgemäß verwendet werden. Die teilchenförmigen Bindemittel dienen zur Befestigung anderer Materialien, wie superabsorbierender Polymerer an die Cellulosefasern. Cellulosefasern, die mit geeigneten teilchenförmigen Bindemitteln und/oder Verdichtungs-/Erweichungsmitteln behandelt wurden, und das Verfahren zu ihrer Kombination mit Cellulosefasern werden in den folgenden US-Patenten und -Patentanmeldungen beschrieben: (1) Patent Nr. 5 543 215 mit dem Titel "Polymeric Binders for Bindung Particles to Fibers"; (2) Patent Nr. 5 538 783 mit dem Titel "Non-Polymeric Organic Binders for Binding Particles to Fibers"; (3) Patent Nr. 5 300 192 mit dem Titel "Wet Laid Fiber Sheet Manufacturing With Reactivatable Binders for Binding Particles to Binders"; (4) Patent Nr. 5 352 480 mit dem Titel "Method for Binding Particle to Fibers Using Reactivatable Binders"; (5) Patent Nr. 5 308 896 mit dem Titel "Particle Binders for High-Bulk Fibers"; (6) Anmelde-Nr (S. N.) 07/931 279, eingereicht am 17. August 1992, mit dem Titel "Particle Binders that Enhance Fiber Densification"; (7) Anmelde-Nr. 08/107 469, eingereicht am 17. August 1993, mit dem Titel "Particle Binders"; (8) Anmelde-Nr. 08/108 219, eingereicht am 17. August 1993, mit dem Titel "Particle Binding to Fibers"; (9) Anmelde-Nr. 08/107 467, eingereicht am 17. August 1993, mit dem Titel "Binders for Binding Water Soluble Particles to Fibers"; (10) Patent Nr. 5 547 745 mit dem Titel "Particle Binders"; (11) Anmelde-Nr. 08/108 218, eingereicht am 17. August 1993, mit dem Titel "Particle Binding to Fibers"; und (12) Patent Nr. 5 308 896 mit dem Titel "Particle Binders for High-Bulk Fibers". Ein Beispiel für eine geeignete Verdichtungs-/Erweichungshilfe ist ein Gemisch von 70% Sorbit und 30% Glyzerin. Das Absorbens wird mit Sorbit und Glyzerin durch Besprühen des Absorbens mit dem Gemisch oder durch Durchleiten des Absorbens durch einen Vorhangsbeschichter oder andere Einrichtungen zum Zusatz einer Flüssigkeit zu einem absorbierenden Bahnmaterial, die dem Fachmann geläufig sind, behandelt.
Materialien, die die Absorptionskapazität erhöhen, wie superabsorbierende Polymere, können ebenfalls mit dem einheitlich geschichteten Verbundmaterial der Erfindung kombiniert werden. Ein superabsorbierendes Polymeres, das hier verwendet werden kann, ist ein polymeres Material, das geeignet ist, große Mengen an Flüssigkeit durch Quellen und Bilden eines hydratisierten Gels (Hydrogel) zu absorbieren. Die superabsorbierenden Polymeren können auch beträchtliche Wassermengen unter mäßigen Drücken beibehalten. Superabsorbierende Polymere fallen im Allgemeinen in drei Klasse, nämlich Stärkepfropfcopolymere, vernetzte Carboxymethylcellulosederivate und modifizierte hydrophile Polyacrylate. Beispiele für derartige absorbierende Polymere sind hydrolysiertes Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymer, ein neutralisiertes Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymer, ein verseiftes Acrylsäureester-Vinylacetat-Copolymer, ein hydrolysiertes Acrylnitrilcopolymer oder Acrylamidcopolymer, ein modifizierter vernetzter Polyvinylalkohol, eine neutralisierte selbstvernetzende Polyacrylsäure, ein vernetztes Polyacrylatsalz, carboxylierte Cellulose und ein neutralisiertes vernetztes Isobutylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymer. Die superabsorbierenden Polymeren können mit den Cellulosefasern in Mengen von bis zu 70 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht von Fasern und Polymer, kombiniert werden.
Superabsorbierende Polymere sind im Handel üblich, beispielsweise Stärke-Pfropfpolyacrylat-Hydrogel-Feinstoffe von HoechstCelanese in Portsmouth, Virginia. Diese superabsorbierenden Polymeren erhält man in zahlreichen Größen, Morphologien und mit zahlreichen Absorptionseigenschaften. Diese sind erhältlich von HoechstCelanese unter Handelsbezeichnungen wie IM 1000 und IM 3500. Andere superabsorbierende Partikel werden unter den Marken SANWET (von der Sanyo Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha), SUMIKA Gel (von der Sumitomo Kagaku Kabushiki Kaisha), wobei es sich um eine Suspension von polymerisierten und sphärischen Teilchen im Gegensatz zu einer Lösung von polymeren vermahlenen Teilchen handelt, FAVOR (von Stockhausen of Greensboro, North Carolina) und NORSOCRYL (von Atochem) vermarktet. Andere superabsorbierende Polymere werden beschrieben in dem US-Patent Nr. 4 160 059; US-Patent Nr. 4 676 784; US-Patent Nr. 4 673 402; US-Patent Nr. 5 002 814; US-Patent Nr. 5 057 166; US-Patent Nr. 4 102 340; und US-Patent Nr. 4 818 598. Produkte, wie Windeln, die superabsorbierende Polymere enthalten, werden dargestellt im US-Patent Nr. 3 669 103 und im US-Patent Nr. 3 670 731.
Eine verbesserte Nass- und Trockenfestigkeit des einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung kann mit einem Bindemittel erzielt werden. Der hier verwendete Ausdruck "Bindemittel" bezieht sich auf ein System, das wirksam ist zur Bindung der Materialien innerhalb der ersten Schicht, der Materialien innerhalb der zweiten Schicht und der ersten Schicht an die zweite Schicht. Erfindungsgemäß umfassen beide Schichten ein Bindemittel. Geeignete Bindemittel können, ohne eine Einschränkung darzustellen, umfassen Bindemittel wie thermoplastische und wärmehärtbare Materialien, lösliche bindende Medien, die in Kombination mit Lösungsmitteln verwendet werden, und Nassfestigkeitsmittel. Alternativ kann ein integrales Vermischen und ein inniger Kontakt zwischen den Schichten des Verbundmaterials erzielt werden durch mechanische Verarbeitung einschließlich beispielsweise Hydroverwicklung, Prägen, Klopfen und Nadelungsverfahren, usw.
Bindemittel, die zum Binden erfindungsgemäß geeignet sind, sind solche Materialien, die (a) geeignet sind, mit einem Faservlies kombiniert und durch dieses dispergiert zu werden, (b) bei Aktivieren geeignet sind, die Fasern zu beschichten oder auf andere Weise an die Fasern gebunden zu werden, oder zur Bildung einer bindenden Matrix, und (c) bei der Deaktivierung geeignet sind, mindestens einige der Fasern miteinander zu verbinden. Die Verwendung von Bindemitteln mit Cellulosefaservliesen wird beschrieben in der US-Patentanmeldung S. N. 08/337 642, eingereicht am 10. November 1994, mit dem Titel "Densified Cellulose Fiber Pads and Methods of Making the Same".
Geeignete Bindemittel umfassen thermoplastische Materialien, die durch Schmelzen bei Temperaturen über Raumtemperatur aktiviert werden. Wenn diese Materialien geschmolzen werden, beschichten sie zumindest Teile der Cellulosefasern, mit denen sie kombiniert sind. Wenn die thermoplastischen Bindemittel durch Kühlen auf eine Temperatur unter ihren Schmelzpunkt und vorzugsweise nicht unter Raumtemperatur deaktiviert werden, wird das Bindemittel aus dem geschmolzenen Zustand verfestigt und bewirkt eine Bindung der Cellulosefasern in einer Matrix.
Thermoplastische Materialien sind die bevorzugten Bindemittel und können mit den Fasern in der Form von Teilchen, Emulsionen oder als Fasern kombiniert werden. Geeignete Fasern können solche umfassen, die aus thermoplastischen Polymeren, Cellulosefasern oder andere Fasern, beschichtet mit thermoplastischen Polymeren und Multikomponenten-Fasern, in denen mindestens eine der Komponenten der Faser ein thermoplastisches Polymer enthält, hergestellt sein. Einzelne und Multikomponenten-Fasern werden hergestellt aus Polyester, Polyethylen, Polypropylen und anderen üblichen thermoplastischen Fasermaterialien. Die gleichen thermoplastischen Materialien können in Teilchen- oder Emulsionsform eingesetzt werden. Zahlreiche einzelne Faserkomponenten sind leicht im Handel erhältlich. Geeignete Multikomponentenfasern umfassen Celbond^®-Fasern, erhältlich von der HoechstCelanese Company. Eine bevorzugte gekräuselte Bindemittelfaser auf Polymerbasis ist die HoechstCelanese Copolyolefin-Zweikompo nentenfaser, handelsüblich unter der Marke CELBOND^® von der HoechstCelanese Corporation, Typ 255, Lot 33865A, mit einer dtex-Zahl von etwa 3,3, einer Denier-Zahl von etwa 3,0 und einer Faserlänge von etwa 6,4 mm. Geeignete beschichtete Fasern können Cellulosefasern umfassen, die mit Latex oder anderen thermoplastischen Materialien beschichtet sind, wie beschrieben im US-Patent Nr. 5 230 959 vom 27. Juli 1993 von Young et al., und im US-Patent Nr. 5 064 689 vom 12. November 1991 von Young et al. Die thermoplastischen Fasern werden vorzugsweise mit den Cellulosefasern vor oder während des Formungsverfahrens kombiniert. Bei Verwendung in Teilchen- oder Emulsionsform können die thermoplastischen Materialien mit den Cellulosefasern vor, während oder nach dem Formungsverfahren kombiniert werden.
Andere geeignete thermoplastische Bindemittel umfassen Ethylenvinylalkohol, Polyvinylacetat, acrylische Materialien, Polyvinylacetatacrylat, Polyvinyldichlorid, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylchlorid, Polyvinylchlorid, Styrol, Styrolacrylat, Styrolbutadien, Styrolacrylnitril, Butadienacrylnitril, Acrylnitrilbutadienstyrol, Ethylenacrylsäure, Urethane, Polycarbonat, Polyphenylenoxid und Polyimide.
Wärmehärtende Materialien dienen ebenfalls als ausgezeichnete Bindemittel für die vorliegende Erfindung. Typische wärmehärtende Materialien werden durch Erwärmen auf erhöhte Temperaturen aktiviert, bei denen eine Vernetzung erfolgt. Alternativ kann ein Harz aktiviert werden durch Kombination mit einem geeigneten Vernetzungskatalysator vor oder nach dem es auf die Cellulosefaser angewendet wurde. Wärmehärtende Harze können deaktiviert werden, wenn man das Vernetzungsverfahren vollständig ablaufen lässt oder durch Kühlen auf Raumtemperatur, bei der die Vernetzung aufhört. Es wird angenommen, dass beim Vernetzen die wärmehärtbaren Materialien eine Matrix zur Bindung der Cellulosefasern bilden. Es wird in Betracht gezogen, dass andere Arten von bindenden Mitteln ebenfalls verwendet werden, beispielsweise solche, die aktiviert werden durch Kontakt mit Dampf, Feuchtigkeit, Mikrowellenenergie und anderen üblichen Aktivierungsmitteln.
Wärmehärtende Bindemittel, die für die Erfindung geeignet sind, umfassen phenolische Harze, Polyvinylacetate, Harnstoffformaldehyd, Melaminformaldehyd und Acrylmaterialien. Die wärmehärtenden Bindemittel umfassen Epoxy, Phenole, Bismaleiimid, Polyimid, Melaminformaldehyd, Polyester, Urethane und Harnstoff.
Diese Bindemittel werden normalerweise mit den Fasern in Form einer wässrigen Emulsion kombiniert. Sie können mit den Fasern während des Auflegeverfahrens kombiniert werden. Alternativ können sie auf ein loses Vlies nach seiner Formung gesprüht werden.
Wie vorstehend erwähnt kann das erfindungsgemäß verwendete Bindemittel auch ein lösliches bindendes Medium sein, das in die Cellulosefaserpulpe eingearbeitet werden kann, entweder in Faserform oder als Teilchen oder Granulate. Falls gewünscht kann das bindende Medium auch auf durch in Lösungsmitteln unlösliche Fasern aufgeschichtet werden, wie Cellulosefasern, die dann durch die Matrix der Fasern verteilt werden können, die jede der Schichten der Erfindung bilden. Gegenwärtig ist es bevorzugt, wenn das bindende Medium eine Faser umfasst und mit den Komponenten jeder Schicht vor der Bildung des Absorbens vermischt wird. Die Verwendung von löslichen bindenden Medien mit Cellulosefaservliesen wird beschrieben in der US-Patentanmeldung S. N. 08/669 406, eingereicht am 3. Juli 1996, mit dem Titel "Fibrous Web Having Improved Strength and Method of Making the Same".
Die erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittel müssen selbstverständlich dazu geeignet sein, das bindende Medium, wie vorstehend beschrieben, teilweise zu lösen. Die Lösungsmittel müssen geeignet sein, sich von der Oberfläche des bindenden Mediums zu verteilen oder zu wandern, um es möglich zu machen, dass das bindende Medium nach einer partiellen Stabilisierung wieder fest wird. Nicht-flüchtige Lösungsmittel können meistens durch Absorption in das bindende Medium eindringen. Vorzugsweise weist das Lösungsmittel eine begrenzte Flüchtigkeit auf, so dass nur wenig oder kein Lösungsmittel in die Atmosphäre verloren geht. Unter begrenzter Flüchtigkeit ist zu verstehen, dass das Lösungsmittel einen Dampfdruck von 29 kPa oder weniger bei 25°C aufweist. Bei Verwendung eines Lösungsmittels mit verringerter Flüchtigkeit können Vorsichtsmaßnahmen, die im Allgemeinen zur Kontrolle von flüchtigen Stoffen nötig sind, gemildert werden und die Menge an Lösungsmittel, die erforderlich ist, das bindende Medium teilweise zu solubilisieren, wird verringert. Außerdem kann die Verwendung von Lösungsmitteln mit begrenzter Flüchtigkeit die Verfahrensprobleme ausräumen, die mit flüchtigen Lösungsmitteln einhergehen, von denen viele entflammbar sind und sorgfältig gehandhabt werden müssen. Die Verwendung von Lösungsmitteln mit verringerter Flüchtigkeit kann auch Umweltprobleme verringern. Darüber hinaus ist es günstig, Lösungsmittel zu verwenden, die nicht toxisch sind und geeignet sind, von der Oberfläche des bindenden Medium zu verschwinden, ohne die Gesamtfestigkeit des bindenden Mediums zu beeinträchtigen.
Bevorzugte bindende Medien und Lösungsmittel mit begrenzter Flüchtigkeit sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
Von den verschiedenen aufgeführten bindenden Medien ist Celluloseacetat am bevorzugtesten. Bei der Herstellung der Celluloseacetatfasern wird gewöhnlich ein Finish auf die Fasern aufgebracht. Häufig ist dieses Finish ein Öl. Die Anwesenheit des Finish verschlechtert manchmal die Leistungsfähigkeit als Bindungsmedium. Die Anwesenheit eines Finish kann die Entwicklung sowie die Festigkeit der Bindungen nachteilig beeinflus sen. Es wurde gefunden, dass, falls die bindenden Fasern so gerade wie möglich sind, im Gegensatz zu geknickten oder gekräuselten Fasern, sie mit den Cellulosefasern mehrere Kontaktpunkte ergeben und somit das endgültige Vlies eine bessere Festigkeit entwickelt. In gleicher Weise wird die Festigkeit des fertigen Vlieses verbessert, wenn die bindenden Fasern so lang wie dies vernünftigerweise möglich ist, sind. Zusätzlich zu dem vorstehenden können Celluloseether oder andere Celluloseester auch als bindende Medien verwendet werden. Acetylierte Pulpefasern können auch als Bindungsmedium eingesetzt werden und können mit jeglicher Zahl von Acetylgruppen substituiert sein. Ein bevorzugter Substitutionsgrad (D. S.) ist 2 bis 3, besonders bevorzugt ist der D. S. 2,4.
Die Lösungsmittel, die in Kombination mit dem Bindungsmedium verwendet werden, können in verschiedenen Mengen zugesetzt werden. Die Festigkeit wird beeinträchtigt, wenn zu wenig oder zu viel Lösungsmittel zugesetzt wird. Bei einem Celluloseacetat/Pulpe-Gewichtsverhältnis von 10 : 90 hat es sich gezeigt, dass die Lösungsmittel, und insbesondere Triacetin, eine gute Festigkeit ergeben, wenn sie in Mengen im Bereich von 6% bis 17% und besonders bevorzugt im Bereich von 9% bis 14%, basierend auf dem Gewicht der vorhandenen Pulpefasern, eingesetzt werden.
Die bevorzugten Formen der Lösungsmittel Propandioldiacetat, Dipropionat und Dibutyrat sind die 1,2- und 1,3-Formen. Andere geeignete Lösungsmittel, die erfindungsgemäß einsetzbar sind, sind Butylphthalylbutylglykolat, N-Cyclohexyl-p-toluolsulfonamid, Diamylphthalat, Dibutylphthalat, Dibutylsuccinat, Dibutyltartrat, Diethylenglykoldipropionat, Di-(2-ethoxyethyl)-adipat, Di-(2-ethoxyethyl)-phthalat, Diethyladipat, Diethylphthalat, Diethylsuccinat, Diethyltartrat, Di-(2-methoxyethyl)-adipat, Di-(2-methoxyethyl)-phthalat, Dimethylphthalat, Dipropylphthalat, Ethyl-o-benzoylbenzoat, Ethylphthalylethylglykolat, Ethylenglykoldiacetat, Ethylenglykoldibutyrat, Ethylenglykoldipropionat, Methyl-obenzoylbenzoat, Methylphthalylethylglykolat, N-o- und -p-Tolylethylsulfonamid, o-Tolyl-ptoluolsulfonat, Tributylcitrat, Tributylphosphat, Tributyrin, Triethylenglykoldiacetat, Triethylenglykoldibutyrat, Triethylenglykoldipropionat und Tripropionin.
Die in dem erfindungsgemäßen Absorbens geeigneten Bindemittel können auch polymere Mittel umfassen, die Cellulosefasern beschichten oder imprägnieren können. Derartige geeignete Mittel umfassen kationisch modifizierte Stärke mit Stickstoff enthaltenden Gruppen (z. B. Aminogruppen), wie solche, die erhältlich sind von der National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ; Latex; Nassfestigkeitsmittel wie Polyamid- Epichlorhydrin-Harz (z. B. Kymene^TM 557N, Hercules, Inc., Wilmington, DE), Polyacrylamidharz (beschrieben beispielsweise im US-Patent Nr. 3 556 932 vom 19. Januar 1971 für Coscia et al., auch beispielsweise das handelsübliche Polyacrylamid der American Cyanamid Co., Stanford, CT, mit der Handelsbezeichnung Parez^TM 631 NC); Harnstoffformaldehyd- und Melaminformaldehydharze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Diskussion der Nassfestigkeitsmittel, die auf dem Papiergebiet verwendet werden, und erfindungsgemäß allgemein anwendbar sind, findet sich in der Monografieserie TAPPI Nr. 29, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965). Andere Bindemittel können auch die Verwendung von gekräuselten bzw. grob gewebten und/oder kontinuierlichen Faserfilamenten umfassen. Für Ausführungsformen des einheitlich geschichteten Verbundmaterials, die ein Nassfestigkeitsmittel als Bindemittel enthalten, liegt das Nassfestigkeitsmittel in dem Verbundmaterial in einer Menge von etwa 0,1% bis etwa 0,2%, vorzugsweise von etwa 0,5% bis etwa 1,0%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Verbundmaterials, vor.
Additive können ebenfalls in ein einheitlich geschichtetes Verbundmaterial, das erfindungsgemäß hergestellt wurde, während der Bildung des Absorbens eingearbeitet werden. Der Vorteil des Einarbeitens der Zusätze während der Bildung des Absorbens liegt darin, dass sie ebenfalls an die Absorbens-Matrix durch bestimmte Lösungsmittel befestigt und in die Matrix durch das Bindungsmedium gebunden werden. Dies führt zu einem beträchtlichen Vorteil, da die Additive, falls gewünscht, über die ganze Matrix dispergiert und darin festgehalten werden können. Beispielsweise können die Additive gleichmäßig durch die Matrix dispergiert und festgehalten werden. Additive, die in die Matrix eingearbeitet werden können, umfassen Materialien, die die Absorptionskapazität verbessern, wie superabsorbierende Polymere, Adsorbentien wie Tonerden, Zeolithe und Aktivkohle, Aufheller wie Titanoxid und Geruch absorbierende Mittel wie Natriumbicarbonat. Lösungsmittel können ebenfalls die Staubbildung verhindern, die durch die Additive oder die Pulpe selbst bewirkt wird, da eine größere Anzahl der Feinstoffe befestigt und an die Matrix durch das bindende Medium gebunden wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal werden durch die Erfindung Methoden zur Herstellung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials bereitgestellt. Im Allgemeinen wird das einheitlich geschichtete Verbundmaterial dadurch gebildet, dass zuerst eine erste Schicht (wie vorstehend beschrieben) auf einer zweiten Schicht (wie vorstehend beschrieben), oder umgekehrt, ausgebildet wird. Eine innige Verbindung der ersten Schicht mit der zweiten Schicht und die Bildung einer Übergangszone erfolgt, wenn zwei Schichten, wie nachstehend beschrieben, abgelegt werden. Das erfindungsgemäße, einheitlich geschichtete Verbundmaterial kann durch ein Luftlegeverfahren, ein Nasslegeverfahren oder ein Schäumungsverfahren gebildet werden. Ein einheitlich geschichtetes Verbundmaterial kann erfindungsgemäß nach verschiedenen Methoden hergestellt werden, beispielsweise durch Vliesbildungstechniken, durch Luftlegen oder Nasslegen, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Verarbeitung von Pulpe geläufig sind. Repräsentative Beispiele für Luftlege- und Nasslegeverfahren sind solche, die beschrieben werden in den US-Patentanmeldungen: S. N. 08/337 642, eingereicht am 10. November 1994, mit dem Titel "Densified Cellulose Fiber Pads and Methods of Making the Same", und S. N. 08/669 406, eingereicht am 3. Juli 1996, mit dem Titel "Fibrous Web Having Improved Strength and Method of Making the Same". Das Absorbens kann auch nach Schäumungsverfahren des Stands der Technik hergestellt werden. Vergleiche beispielsweise die US-Patente Nr. 3 716 449; 3 839 142; 3 871 952; 3 937 273; 3 938 782; 3 947 315; 4 166 090; 4 257 754; und 5 215 627, von Wiggings Teape, die sich auf die Herstellung von Fasermaterialien aus geschäumten wässrigen Fasersuspensionen beziehen. Im Allgemeinen umfassen die Verfahren zur Herstellung des einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung die sequentielle oder simultane Ablage einer ersten Schicht (z. B. der Komponenten der zweiten Schicht), gefolgt von der Ablage einer zweiten Schicht (z. B. der Komponenten der ersten Schicht) auf der ersten abgelegten Schicht. Die Schichten können auch in umgekehrter Reihenfolge gelegt werden. Die gebildeten Schichten werden dann ausreichenden Bedingungen (d. h. Lufttrocknung und Erwärmen) unterzogen, um eine Bindung zwischen und innerhalb der Schichten zu ergeben, um das erfindungsgemäße, einheitlich geschichtete Verbundmaterial zu bilden. Das verarbeitete Vlies kann in Rollenform, aufgespulter Form oder in anderer Weise abgegeben werden. Vorzugsweise umfasst dieses Verfahren die Hängetrocknung (festooning) als Endstufe.
Im Allgemeinen umfasst das Verfahren zur Bildung des einheitlich geschichteten Verbundmaterials die Kombination der Komponenten der ersten Schicht, hydrophober Fasern und Bindemittel, das Kombinieren der Komponenten der zweiten Schicht, hydrophile Fasern und Bindemittel, und die Ablage des jeweiligen Fasergemischs auf einen kleine Öffnungen aufweisenden Träger (z. B. ein Schäumungsgitter), entweder gleichzeitig oder sequentiell, derart, dass ein inniges Vermischen zwischen den Fasern der Schichten erzielt und die Übergangszone gebildet wird. Die kombinierten abgelegten Schichten werden anschließend ausreichenden Bedingungen unterzogen, um eine Interfaserbindung zu bewirken (z. B. Erwärmen, um eine thermische Bindung zu erzielen), um das einheitlich geschichtete Verbundmaterial der Erfindung zu ergeben.
Für Nasslege- und Schäumungsmethoden sind die Faser/Bindemittel-Gemische wässrige oder schaumartige Faseraufschlämmungen. Bei diesen Methoden bilden die abgelegten Aufschlämmungen ein Wasser oder Schaum enthaltendes Verbundmaterial. Dem entsprechend umfassen diese Methoden darüber hinaus die Stufe der Entfernung von mindestens einem Teil des Wassers oder Schaums aus dem nassen Verbundmaterial auf dem kleine Öffnungen aufweisenden Träger. Das resultierende nasse geschichtete Verbundmaterial wird anschließend Bedingungen unterzogen, beispielsweise Erwärmen, um eine Trocknung und thermische Bindung der Fasern und die Bildung des einheitlich geschichteten Verbundmaterials zu bewirken. Für Schäumungsverfahren enthält die wässrige oder schaumartige Aufschlämmung darüber hinaus ein oberflächenaktives Mittel.
Bei den Methoden zur Bildung des Verbundmaterials resultiert eine innige Vermischung der Schichten und die Übergangszone aus der Ablage der Komponenten einer Schicht auf die Komponenten der anderen. Das Ablageverfahren umfasst das Ablegen von Faserströmen, die der ersten und zweiten Schicht entsprechen, auf einen kleine Öffnungen aufweisenden Träger. Eine Turbulenz begleitet die Ablage der Ströme und das Vermischen der Komponenten der Ströme tritt ein. Das Vermischen der Komponenten führt schließlich zur Bildung der Übergangszone des Verbundmaterials. Für Nasslege- und Schäumungsverfahren wird die Turbulenz und das Vermischen der Faserkomponente erhöht durch Anwendung eines Vakuums auf den Träger mit kleinen Öffnungen, was dazu dient, Wasser aus den abgelegten wässrigen oder schaumartigen Faseraufschlämmungen zu entfernen. Das Anlegen von Vakuum auf die abgelegten Schichten während des Trocknungsverfahrens erhöht darüber hinaus das Vermischen der Schichten und verbessert die Übergangszone.
Die faserartigen Aufschlämmungen können auf den kleine Öffnungen aufweisenden Träger durch Verwendung eines unterteilten Stoffauflaufkastens (headbox), beispielsweise eines Stoffauflaufkastens mit doppeltem Auflaufspalt (twin slice headbox) abgelegt werden, der die Aufschlämmungen auf den Träger auflegt. Das Vermischen der beiden faserartigen Aufschlämmungen ist am stärksten, wenn die Komponenten der einzelnen Schichten gleichzeitig aufgelegt werden. Alternativ können die Faseraufschlämmungen auf den Träger sequentiell durch Anwendung von Offset-Stoffauflaufkästen gelegt wer den. Die Methoden unter Verwendung von Offset-Stoffauflaufkästen führen zu einer gewissen Absetzung der Komponenten der ersten gelegten Schicht, die auf dem Träger abgelegt wird, bevor die Ablage der Komponenten der zweiten Schicht erfolgt.
Vorzugsweise wird das einheitlich geschichtete Verbundmaterial der Erfindung durch ein Nasslege- oder Schaumlegeverfahren hergestellt. Zur Herstellung wird das einheitlich geschichtete Verbundmaterial vorzugsweise durch ein Schäumungsverfahren gebildet, vorzugsweise durch ein Verfahren der Ahlstrom Company (Helsinki, Finnland). Dieses Verfahren führt zu günstigen Leistungsfähigkeiten, wobei ein Produkt mit günstigen Gebrauchs-Charakteristika erzielt wird. Die Bildung eines repräsentativen einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung durch Nasslege-, Luftlege-, Schäumungsverfahren und übliche Verfahren werden in den Beispielen 1 bis 4 jeweils beschrieben. Die Leistungsfähigkeits-Charakteristika der jeweiligen einheitlich geschichteten Verbundmaterialien, die nach diesen Methoden erhalten wurden, werden in den Beispielen 6 bis 8 beschrieben.
Wie vorstehend erwähnt, umfasst das einheitlich geschichtete Verbundmaterial 10 der vorliegenden Erfindung eine erste Schicht 12 und eine zweite Schicht 14, wie schematisch in der 1 dargestellt. Das Absorbens-Verbundmaterial kann in einen absorbierenden Gegenstand als Absorbens-Schicht eingearbeitet werden. Das Absorbens kann allein verwendet werden, oder wie in 2 dargestellt, kann es in Kombination mit einer oder mehreren sekundären Schichten) verwendet werden. In der 2 wird das Absorbens-Verbundmaterial als eine obere Aufnahme/Verteiler-Schicht in Kombination mit einer Lagerschicht 20 verwendet, die beispielsweise aus einem Faservlies zusammengesetzt ist. Die Lagerschicht 20 kann, falls gewünscht, auch eine verdichtete Schicht aus gebundenen Cellulosefasern umfassen. Wie in der 3 dargestellt, kann auch eine dritte Schicht 30 (z. B. eine Kern- oder Rückhalteschicht) verwendet werden, falls dies gewünscht wird, zusammen mit einer Lagerschicht 20 und einem Absorbens 10. Falls gewünscht, kann die Rückhalteschicht 30 auch aus einem Faservlies bestehen, wie beispielsweise verdichteten gebundenen Cellulosefasern. Alternativ kann eine Verteilerschicht 40 zwischen das Absorbens 10 und die Lagerschicht 20 gelegt werden, wie in der 4 dargestellt. Die Verteilerschicht 40 ist im Allgemeinen ein hydrophiles Fasermaterial, das beispielsweise hydrophile Fasern, wie Cellulosefasern, vorzugsweise vernetzte Cellulosefasern und ein Bindemittel enthält. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern vernetzte Eukalyptusfasern. Die Verteilerschicht 40 kann gegebenenfalls ein superabsorbierendes polymeres Material enthalten.
Aus dem einheitlich geschichteten Verbundmaterial können zahlreiche geeignete Konstruktionen aufgebaut werden. Die häufigsten umfassen absorptionsfähige Gebrauchsgegenstände wie Windeln, Produkte für die weibliche Hygiene wie Damenbinden, und Produkte für die Inkontinenz von Erwachsenen. Unter Bezugnahme auf die 5 umfasst ein absorbierender Gegenstand 50 beispielsweise das Absorbens-Verbundmaterial 10 und eine darunter liegende Speicherschicht 20. Eine flüssigkeitsdurchlässige obere Folie 16 liegt auf dem absorbierenden Verbundmaterial 10 und eine flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht 18 liegt unter der Speicherschicht 20. Das einheitlich geschichtete Verbundmaterial führt zu einer vorteilhaften Flüssigkeitsaufnahme bei der Anwendung, beispielsweise bei Windeln. Die kapillare Struktur des Absorbens trägt zu dem Flüssigkeitstransport bei mehrfacher Benässung bei. Im Allgemeinen enthält die Lagerschicht 20 ein Faservlies, beispielsweise ein gefestigtes Vlies aus Cellulosefasern, und kann auch Zusätze enthalten, wie superabsorbierende Polymere, um die Absorptionskapazität der Lagerschicht 20 beträchtlich zu erhöhen.
Der Gegenstand der 5 kann so angeordnet sein, dass das Absorbens-Verbundmaterial 10 in Kontakt mit der Speicherschicht 20 gebracht wird, während das Bindemittel der letzteren noch aktiv ist. Eine derartige Verfahrensweise erlaubt die Bindung der Lagerschicht an mindestens die untere Oberfläche des Absorbens 10, wodurch es nicht notwendig wird, heißschmelzende Klebstoffe zur Bindung benachbarter Schichten zu verwenden.
Eine stärkere Bindung zwischen dem Absorbens 10 und der Speicherschicht 20 kann erzielt werden durch Kontakt des Absorbens mit der Speicherschicht, während das Bindemittel des Absorbens noch aktiv ist. In gleicher Weise führt das Auflegen der Speicherschicht 20 auf die rückseitige Folie 18, während das Bindemittel der Speicherschicht noch aktiv ist, zur Bindung der Schicht 20 an die rückseitige Folie 18. in gleicher Weise kann das Absorbens 10 an die obere Folie 16 gebunden werden durch Auflegen der oberen Folie 16 auf das Absorbens 10, während das Bindemittel darin noch aktiv ist. Die Zwischenbindung zwischen den Schichten kann den Flüssigkeitstransport über die Schichtzwischenfläche erhöhen und weiter erleichtern.
Der Aufbau der 5 wird gezeigt, um einen typischen Absorbens-Gegenstand, wie eine Windel oder Damenbinde, als Beispiel darzustellen. Dem Fachmann wird es möglich, verschiedene Absorbens-Aufbauten unter Verwendung des hier gezeigten Konzepts zu erstellen. Beispielsweise wird ein typischer Aufbau für eine Absorbens-Struktur für die Inkontinenz von Erwachsenen in der 6 dargestellt. Der Gegenstand 60 umfasst eine obere Folie 16, ein Absorbens-Verbundmaterial 10, eine Speicherschicht 20 und eine rückseitige Folie 18. Die obere Folie 16 ist durchlässig für Flüssigkeit, wohingegen die rückseitige Folie 18 flüssigkeitsundurchlässig ist. Bei diesem Aufbau wird ein flüssigkeitsdurchlässiges Gewebe 22, bestehend aus einem polaren Fasermaterial, zwischen das Absorbens 10 und die Speicherschicht 20 gelegt.
Gemäß 7 umfasst ein weiterer Absorbens-Gegenstand 70 eine rückseitige Folie 18, eine Speicherschicht 20, eine Zwischenschicht 24, ein Absorbens-Verbundmaterial 10 und eine obere Folie 16. Die Zwischenschicht 24 enthält beispielsweise ein verdichtetes Fasermaterial, wie eine Kombination von Celluloseacetat und Triacetin, die unmittelbar vor der Bildung des Gegenstands kombiniert werden. Die Zwischenschicht 24 kann so sowohl an das Absorbens-Verbundmaterial 10 als auch an die Speicherschicht 20 gebunden werden unter Bildung eines absorbierenden Gegenstands, der eine größere Integrität aufweist als einer, in dem das Absorbens-Verbundmaterial und die Speicherschicht nicht miteinander verbunden sind. Die hydrophile Natur der Schicht 24 kann derart eingestellt werden, dass ein Hydrophilie-Gradient zwischen den Schichten 10, 24 und 20 gebildet wird. Es versteht sich, dass eine unabhängige Zwischenschicht nicht erforderlich ist, um eine Bindung von Schicht zu Schicht zu bilden. Wenn eine von zwei benachbarten Schichten oder beide Schichten ein Bindemittel enthalten, wird, wenn die beiden Schichten zusammengebracht werden, und das bindende Medium noch aktiv ist, eine Bindung zwischen zwei Schichten auftreten und zu einem festeren Verbundmaterial führen, im Vergleich mit einem Verbundmaterial, das keine Bindung aufweist. Alternativ kann die Zwischenschicht 24 eine Verteilerschicht sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf den Aufbau der 4 beschrieben.
Das einheitlich geschichtete Verbundmaterial der Erfindung verbessert die Oberflächen-Trockenheit und Wiederbenetzungsmöglichkeit sowie die Aufnahmegeschwindigkeit von Absorbens-Produkten und Gegenständen, die das Absorbens-Verbundmaterial enthalten. Das absorbierende Verbundmaterial führt auch zu einer verbesserten Integrität des Kissens zu einem verbesserten Aussehen und zu einer Verminderung des Feuchtigkeits durchbruchs während der Verwendung eines Absorbens-Produkts, das das Absorbens enthält. Da darüber hinaus das einheitlich geschichtete Verbundmaterial in Vliesform hergestellt und geliefert werden kann, werden Herstellungsverfahren für absorbierende Produkte, die das Absorbens-Verbundmaterial enthalten, vereinfacht im Vergleich mit Herstellungsverfahren, die die Handhabung von Ballen von vernetzten Fasern oder Fluff-Pulpe benötigen. So bietet zusätzlich zu der verbesserten Leistungsfähigkeit von Produkten, die das erfindungsgemäße Absorbens-Verbundmaterial enthalten, das Absorbens-Verbundmaterial wirtschaftliche Vorteile im Vergleich mit der Kombination von separaten Schichten von Vliesen und vernetzter Cellulose mit hoher Speicherfähigkeit.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1
Bildung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials: Nasslegemethode
Dieses Beispiel veranschaulicht eine Nasslegemethode zur Bildung eines repräsentativen einheitlich geschichteten Verbundmaterials gemäß der Erfindung. Bei diesem Beispiel weist das Absorbens-Verbundmaterial eine erste Schicht auf, die aus 90% Polyethylenterephthalat (Faserlänge 1,3 cm (0,5 inches), (16,7 detex (15 Denier), gekräuselt) (HoechstCelanese Co.) und 10% Celbond^® T-105 (Hoechst Celanese Co.) besteht, und eine zweite Schicht auf, die aus 90% vernetzter Cellulosefaser (Weyerhaeuser Co.) und 10% Celbond^® T-105 besteht.
Herstellung der Faser
Ein Waring-Blender in Laborgröße wurde mit 4 l Wasser gefüllt und Celbond^® T-105 (für die erste Schicht) wurde zugesetzt. Das Gemisch wurde kurzfristig vermischt, um die synthetischen Fasern zu "öffnen". Die Polyethylenterephthalat (PET)-fasern wurden anschließend zu dem Celbond^® T-105/Wasser-Gemisch gefügt und während mindestens 1 Minute vermischt, um die PET-Fasern zu "öffnen" und das Vermischen der beiden synthetischen Fasern zu bewirken. Das resultierende wässrige Fasergemisch enthielt etwa 0,02 bis 0,5% Feststoffe. Nach dem Vermischen wurde das wässrige Fasergemisch in einen zweiten Behälter überführt.
Ein Warner-Blender im Labormaßstab wurde mit 4 l Wasser gefüllt und Celbond^® T-105 (für die zweite Schicht) wurde zugesetzt. Das Gemisch wurde kurzfristig vermischt, um die synthetischen Fasern zu "öffnen". Die vernetzten Cellulosefasern wurden anschließend zu dem Celbond^® T-105/Wasser-Gemisch gefügt und während mindestens 1 Minute vermischt, um die vernetzten Cellulosefasern zu "öffnen", um das Vermischen der beiden Fasern zu bewirken. Das resultierende wässrige Fasergemisch enthielt etwa 0,07 bis 1,0% Feststoffe. Nach dem Vermischen wurde das wässrige Fasergemisch in einen zweiten Behälter überführt.
Schichtbildung
Eine Schicht wurde unter Verwendung einer Form für geschichtete Folien hergestellt. Zu der mit Wasser gefüllten Form wurde das Gemisch aus vernetzter Cellulosefaser-Celbond^® T-105, das wie vorstehend beschrieben hergestellt wurde, gefügt. Nach sorgfältigem Vermischen in der Form wurde die Form auf ihre Umlenkbleche drainiert. Die Umlenkbleche der Form wurden anschließend geschlossen und die Form wurde erneut mit Wasser gefüllt. Die Umlenkbleche wurden erneut geöffnet und die Form wurde erneut halb-drainiert. Die Umlenkbleche wurden dann geschlossen und die Form wurde erneut mit Wasser gefüllt. Ein Anteil des PET-Celbond^® T-105-Gemisches wurde, wie vorstehend beschrieben, in die obere Hälfte der Form gefügt. Der Inhalt der oberen Hälfte der Form wurde vermischt und anschließend wurde die Form auf die Umlenkbleche drainiert. Die Umlenkbleche wurden dann geschlossen und die obere Hälfte der Form wurde erneut mit Wasser gefüllt. Ein weiterer Anteil des PET-Celbond^® T-105-Gemisches wurde anschließend in die Form gefügt und gemischt. Die Umlenkbleche wurden erneut geöffnet, um die obere Hälfte der Form zu drainieren, erneut mit Wasser gefüllt und ein weiterer Anteil des PET-Celbond^® T-105-Gemischs wurde unter Vermischen zugefügt. Diese Verfahrensweise wurde wiederholt, bis das gesamte hergestellte Gemisch von PET-Celbond^® T-105 zur Form gefügt war. Nach beendeter Zugabe wurde die Form endgültig drainiert und die resultierende nasse Schicht wurde sorgfältig entnommen.
Ein Beispiel für ein einheitlich geschichtetes Verbundmaterial wurde hergestellt durch Einbringen der nassen Schicht in einen Durchlufttrockner, um zu trocknen und die Bindung zu bewirken.
Beispiel 2
Herstellung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials: Luftlegemethode
Dieses Beispiel veranschaulicht eine Luftlegemethode zur Bildung eines Beispiels für ein einheitliches Verbundmaterial gemäß der Erfindung. In diesem Beispiel weist das Absorbens-Verbundmaterial eine erste Schicht aus 90% Polyethylenterephthalat (Faserlänge 1,3 cm (0,5 inches), 16,7 dtex (15 Denier), gekräuselt) (Hoechst Celanese) und 10% Celbond^®T-105 (Hoechst Celanese), und eine zweite Schicht aus 90% vernetzter Cellulosefaser (Weyerhaeuser Co.) und 10% Celbond^® T-105 auf.
Herstellung der Faser
PET-Fasern und Celbond^®T-105 für die erste Schicht wurden in einen Kunststoffbeutel eingefüllt und sorgfältig mit einem Luftstrom vermischt. Vernetzte Cellulosefasern und Celbond^® T-105 für die Bodenschicht wurden in einen zweiten Kunststoffbeutel eingebracht und sorgfältig mit einem Luftstrom vermischt.
Schichtbildung
Eine Pinmühle wurde zum "Öffnen" der Fasern verwendet. Die resultierenden Fasern wurden dann gleichmäßig auf einem Gewebe verteilt, wobei zuerst das Gemisch aus vernetzter Cellulosefaser-Celbond^® T-105 langsam in dem Luftformer bemessen wurde, gefolgt von einem langsamen Bemessen des Gemischs aus PET-Fasern-Celbond^®T-105 in dem Luftformer auf der Oberseite der Schicht, die die vernetzten Fasern enthielt.
Das Beispiel für den einheitlich geschichteten Verbundstoff wurde hergestellt durch Einbringen der resultierenden Luftschicht in einen Durchlufttrockner, um die Bindung zu bewirken.
Beispiel 3
Herstellung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials: Laboratoriums-Schäumungsverfahren
Dieses Beispiel veranschaulicht eine Laboratoriums-Schäumungsmethode zur Bildung eines repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials gemäß der Erfindung.
Das Absorbens-Verbundmaterial weist eine erste Schicht aus 90% Polyethylenterephthalat (Faserlänge 1,3 cm (0,5 inches), 16,7 dtex (15 Denier), gekräuselt) (Hoechst Celanese) und 10% Celbond^® T-105 (Hoechst Celanese), und eine zweite Schicht aus 90% vernetzter Cellulosefaser (Weyerhaeuser Co.) und 10% Celbond^® T-105, auf.
Herstellung der Faser
Die Fasern wurden, wie vorstehend für das Nasslegeverfahren im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Das Gemisch aus vernetzter Cellulosefaser-Celbond^® T-105 wurde in einen Behälter eingesetzt und Wasser wurde zur Bildung eines wässrigen Gemischs zugefügt. Das resultierende Gemisch wurde anschließend einige Sekunden mit einem Luft mitschleppenden Rührblatt gemischt. Ein oberflächenaktives Mittel (Incronan 30, Croda, Inc.) wurde zu dem vermischten Gemisch gefügt. Etwa 1 g Feststoff des oberflächenaktiven Mittels pro Gramm Faser wurden zugesetzt. Das Gemisch wurde vermischt, wobei langsam mit dem ansteigenden Schaum der Mischerflügel angehoben wurde. Nach etwa 1 Minute wurde mit dem Mischen aufgehört und anschließend für eine weitere Minute bei einer konstanten Höhe des Mischflügels erneut gestartet. Das resultierende Schaum-Faser-Gemisch hatte ein Volumen von etwa dem Dreifachen des Volumens der ursprünglichen Wasser-Faser-Mischung.
Ein Schaum-Faser-Gemisch wurde auch hergestellt aus dem PET-Faser-Celbond^® T-105-Gemisch, wie vorstehend für das Gemisch aus vernetzter Cellulosefaser-Celbond^®T-105 beschrieben.
Schichtbildung
Das Gemisch aus vernetzter Cellulosefaser-Celbond^®T-105 wurde rasch in eine Folienform mit einer geneigten Diffusionsplatte gegossen. Nach dem Zusatz des Schaum-Faser-Gemischs wurde die Platte aus der Form entfernt, und es wurde ein starkes Vakuum angelegt, um die Schaum-Faser-Höhe zu verringern. Das Vakuum wurde abgesetzt und die Diffusionsplatte wurde erneut eingeführt. Das Gemisch aus PET-Faser-Celbond^®T-105-Schaumfaser wurde anschließend zu der Folienform gefügt. Die Platte wurde entfernt und es wurde erneut ein starkes Vakuum an die Form angelegt. Nach dem Verschwinden des größten Anteils des sichtbaren Schaums wurde die resultierende Schicht aus der Form entfernt und zusammen mit einem Formungsgitter über eine Schlitzgautsch geführt, um überschüssigen Schaum und Wasser zu entfernen.
Das repräsentative, einheitlich geschichtete Verbundmaterial wurde durch Einführen der resultierenden feuchten Schicht in einen Durchlufttrockner zur Trocknung und Bildung der Bindung hergestellt.
Beispiel 4
Herstellung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials: übliche Schäumungsmethode
Dieses Beispiel veranschaulicht eine übliche Schäumungsmethode zur Herstellung eines respräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials gemäß der Erfindung. In diesem Beispiel weist das Absorbens-Verbundmaterial eine erste Schicht aus 90% Polyethylenterephthalat (Faserlänge 1,3 cm (0,5 inches), 16,7 dtex (15 Denier), gekräuselt) (Hoechst Celanese) und 10% Celbond^®T-105 (Hoechst Celanese Co.), und eine zweite Schicht auf, die aus 90% vernetzter Cellulosefaser (Weyerhaeuser Co.) und 10% Celbond^® T-105, besteht
Herstellung der Faser
Es wurden Schaum-Faser-Gemische hergestellt durch Kombination trockener Fasern mit oberflächenaktivem Mittel und Vermischen während etwa 2 Minuten mit einem Luft mitschleppenden Flügelrührer. Das Gemisch aus vernetzter Cellulosefaser-Celbond^®-Faser wurde in zwei Behälter aufgeteilt, und das Gemisch aus PET-Celbond^®-Faser wurde in einen Einzelbehälter eingeführt.
Schichtbildung
Unter Verwendung von Transferpumpen wurden die schaumigen Faseraufschlämmungen, die wie vorstehend hergestellt wurden, in einen geneigten Mehrschicht-Stoffauflaufkasten gefügt, worin das Gemisch aus vernetzten Cellulosefasern-Celbond^®-Faser zuerst abgelegt wurde, gefolgt von einem Ablegen des PET-Celbond^®-Fasergemischs. Das Sieb wurde über ein Zweischlitz-Gautschvakuum geführt.
Das repräsentative, einheitlich geschichtete Verbundmaterial wurde hergestellt durch Einführen der resultierenden feuchten Schicht in einen Durchlufttrockner zur Trocknung und Bildung der Bindung.
Beispiel 5
Verfahren zur Bewertung der Aufnahmezeit und der Wiederbefeuchtung für Beispiele von einheitlich geschichteten Verbundmaterialien
Die Wirkungs-Charakteristika von repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterialien gemäß der Erfindung wurden bewertet durch Einarbeiten des Absorbens-Verbundmaterials in eine handelsübliche Windel und Vergleich der Aufnahmezeit und Wiederbefeuchtung im Vergleich mit einer Vergleichswindel. Die Aufnahmezeit und die Wiederbefeuchtung wurden nach dem nachstehenden Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest bestimmt.
Kurz gesagt misst der Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest die Menge an synthetischem Urin, die aus einer Absorbens-Struktur nach jedem von drei Flüssigkeitsaufträgen wieder freigesetzt wird und die erforderliche Zeit für jede der drei Flüssigkeitsdosierungen, um in das Produkt einzudringen.
Eine vorgewogene Probe der Absorbens-Struktur wird für den Test hergestellt durch Bestimmen des Zentrums des Kerns der Struktur, Messen von 1 Inch zur Front für den Ort des Flüssigkeitsauftrags und Markieren mit "X", und anschließend Aufbringen eines Trichters für Flüssigkeitsauftrag (Minimum 100 ml Kapazität, 5–7 ml/s Fließgeschwindigkeit), 10,2 cm (4 inches) über der Oberfläche der Probe. Handelsübliche Windeln werden als Vergleiche verwendet und diese Windeln, die das Absorbens-Verbundmaterial gemäß der Erfindung erhielten, wurden zur vergleichenden Bewertung verwendet. Windeln, die das Absorbens-Verbundmaterial enthielten, wurden hergestellt durch Aufschneiden und Einführen des Absorbens-Verbundmaterials in die Windeln.
Nach Herstellung der Probe wurde der Test wie folgt durchgeführt. Die Probe wurde auf die Oberseite eines Tisches unter dem Trichter für den Flüssigkeitsauftrag mit der nichtgewebten Seite nach oben flach aufgelegt. Der Trichter wurde mit der Dosis (100 ml) synthetischem Urin gefüllt. Der Dosierungsring (0,4 cm (5/32 inch)) aus rostfreiem Stahl, 5,1 cm (2 inch) ID × 7,6 cm (3 inch) Höhe wurde auf das auf die Proben aufgebrachte "X" gelegt. Eine erste Dosis aus synthetischem Urin wurde in den Dosierungsring eingefüllt. Unter Anwendung einer Stoppuhr wurde die Aufnahmezeit für die Flüssigkeit in Sekunden, beginnend mit dem Zeitpunkt der Öffnung des Ventils bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Flüssigkeit in das Produkt von dem Boden des Dosierungsrings eingedrungen ist, aufgezeichnet. Es wurde 20 Minuten gewartet. Während der 20-minütigen Wartezeit nach dem Auftrag der ersten Dosis wurde ein Stapel von Filterpapieren gewogen (19–22 g, Whatman Nr. 3, 11,0 cm oder äquivalent, die der Raumfeuchtigkeit während mindestens 2 Stunden vor dem Test ausgesetzt worden waren). Während der Wartezeit für die zweite Dosis wurden trockene Filterpapiere, die von der ersten Dosis übrig blieben, genommen und es wurden zusätzliche trockene Papiere auf insgesamt 29–32 g zugefügt. Während der Wartezeit für die dritte Periode wurden trockene Papiere genommen und zusätzliche trockene Papiere auf 39–42 g zugefügt. Der Stapel an vorgewogenen Filterpapieren (d. h. Trocken-Löschgewicht in den nachstehenden Tabellen 1-9) wurde auf die befeuchtete Fläche aufgesetzt und es wurde ein zylindrisches Gewicht (8,9 cm Durchmesser, 4,4 kg (9,8 lb)) oben auf diese Papiere aufgesetzt. Es wurde 2 Minuten gewartet. Das Gewicht wurde entfernt und die Papiere wurden gewogen. Die Änderungen des Gewichts wurde aufgezeichnet. Diese Verfahrensweise wurde zweimal wiederholt (d. h. für die zweite und dritte Dosis).
Die Wiederbefeuchtung wird als Menge von Flüssigkeit angegeben, die in die Filterpapiere nach jeder Flüssigkeitsdosis zurück absorbiert wurden (d. h. das Gewicht der nassen Filterpapiere-Gewicht der trockenen Filterpapiere).
Die Aufnahmezeit für die Flüssigkeit wird angegeben als die Länge der Zeit (Sekunden), die benötigt wird, um die Flüssigkeit in das Produkt für jede der drei Dosierungen zu absorbieren.
Die wässrige Lösung, die bei diesen Tests verwendet wurde, ist ein synthetischer Urin, erhältlich von National Scientific unter der Handelsbezeichnung RICCA. Der synthetische Urin ist eine Salzlösung mit einem Gehalt von 135 meq/l Natrium, 8,6 meq/l Calcium, 7,7 meq/l Magnesium, 1,95% Harnstoff, bezogen auf das Gewicht (basierend auf dem Gesamtgewicht), plus andere Bestandteile.
Die Ergebnisse des Mehrfachdosierungs-Wiederbenetzungstests für die Vergleichswindeln und die Windeln, die das einheitlich geschichtete Verbundmaterial gemäß der Erfindung enthielten, sind in den Beispielen 6 bis 8 beschrieben.
Beispiel 6
Bewertung der Aufnahmezeit und der Wiederbefeuchtung für Beispiele von einheitlich geschichteten Verbundmaterialien: Denier-Änderung
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung der Veränderung des Deniers der Faser in der ersten Schicht von Beispielen für einheitlich geschichtete Verbundmaterialien gemäß der Erfindung auf die Aufnahmezeit und Wiederbefeuchtung von Windeln, die das Absorbens enthalten. Es wurden Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstests durchgeführt, wie vorstehend im Beispiel 5 beschrieben, für eine handelsübliche Windel und Windeln, die die Beispiele für einheitlich geschichtete Verbundmaterialien enthielten. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 1 bis 4 zusammengestellt. In der Tabelle 1 bezieht sich die Kontroll-Windel A auf eine ganze Windel, die von Kimberly Clark im Handel erhältlich ist. In den Tabellen 2–4 beziehen sich die Test-Windeln 1–3 auf Kimberly lark-Windeln, die Beispiele für einheitlich geschichtete Verbundmaterialien mit einer ersten Schicht aus PET-Fasern mit 1,67, 6,7 und 16,7 dtex (1,5, 6 und 15 Denier) enthielten. Die Beispiele für einheitlich geschichtete Verbundmaterialien wurden nach der Nasslegemethode, wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt und wurden formuliert mit einer ersten Schicht aus 90% PET und 10% Celbond^® und einem Basisgewicht von etwa 22 g/m2, und einer zweiten Schicht aus 90% vernetzten Cellulosefasern und 10% Celbond^® und einem Basisgewicht von etwa 70 g/m².
Die Ergebnisse zeigen, dass die Windeln, die das Absorbens-Verbundmaterial enthielten, eine beträchtlich verbesserte Wiederbefeuchtungs-Leistungsfähigkeit und im Allgemeinen kürzere Aufnahmezeit zeigten als die Vergleichs-Windel. Die Ergebnisse zeigten auch, dass die Vergrößerung der Denier-Zahl der Fasern in der ersten Schicht des Absorbens-Verbundmaterials Leistungsfähigkeits-Charakteristika des Absorbens verbessert. Die Ergebnisse sind grafisch in der 8 dargestellt.
Tabelle 1: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Vergleichs-Windel A
Tabelle 2: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 1
Tabelle 3: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 2
Tabelle 4: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 3
Beispiel 7
Bewertung der Aufnahmezeit und Wiederbefeuchtung für ein repräsentatives, einheitlich geschichtetes Verbundmaterial: Änderung des Bindemittels
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung der Änderung des Bindemittels in Beispielen für einheitlich verstärkte Verbundmaterialien gemäß der Erfindung auf die Aufnahmezeit und die Wiederbefeuchtung von Windeln, die das Absorbens enthalten. Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstests wurden, wie in Beispiel 5 beschrieben, durchgeführt für eine handelsübliche Windel, und Windeln, die die Beispiele für einheitlich geschichtete Verbundmaterialien enthielten. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 5 und 6 aufgeführt. Die Vergleichs-Windel war die gleiche wie für das vorstehende Beispiel 6 und ihre Leistungsfähigkeit ist in der Tabelle 1 aufgeführt. In der Tabelle 5 bezieht sich die Test-Windel 4 auf die Kimberly Clark-Windel, die ein repräsentatives, einheitlich geschichtetes Verbundmaterial enthielt mit einer ersten Schicht aus 90% PET-Fasern (16,7 dtex, 1,3 cm (15 Denier, 0,5 inches Länge), gekräuselt) und 10% Celluloseacetat/Triacetin behandelten Fasern und mit einem Basisgewicht von etwa 22 g/m², und einer zweiten Schicht aus 90% vernetzten Cellulosefasern und 10% Celluloseacetat/Triacetin behandelten Fasern (mit 10% zugefügtem Triacetin) und mit einem Basisgewicht von etwa 70 g/m². In der Tabelle 6 bezieht sich die Testwindel auf die Kimberly Clark-Windel, die ein repräsentatives, einheitlich geschichtetes Verbundmaterial enthielt mit einer ersten Schicht aus 90% PET-Fasern (15 Denier, 0,5 inches Länge, gekräuselt) und 10% Celbond^® und mit einem Basisgewicht von etwa 22 g/m2, und mit einer zweiten Schicht aus 90% vernetzten Cellulosefasern und 10% Celbond^® mit einem Basisgewicht von etwa 70 g/m². Die repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterialien wurden durch ein Nasslegeverfahren, wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Windeln mit dem Gehalt an absorbierendem Verbundmaterial eine beträchtlich verbesserte Wiederbefeuchtungs-Leitungsfähigkeit und eine allgemein kürzere Aufnahmezeit aufweisen als die Vergleichs-Windel. Die Ergebnisse zeigen auch, dass das Absorbens-Verbundmaterial, das die Celluloseacetat/Triacetinbehandelten Fasern als Bindemittel enthält, verbesserte Leistungsfähigkeits-Charakteristika ergibt. Die Ergebnisse sind grafisch in der 9 aufgeführt.
Tabelle 5: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 4
Tabelle 6: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 5
Beispiel 8
Bewertung der Aufnahmezeit und der Wiederbefeuchtung eines repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials: verdichtet und nicht-verdichtet
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung der Verdichtung eines repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterials der Erfindung auf die Aufnahmezeit und die Wiederbefeuchtung von Windeln, die das Absorbens enthalten. Es wurden Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstests, wie vorstehend in Beispiel 5 beschrieben, für eine handelsübliche Windel und für Windeln durchgeführt, die die verdichteten und nicht-verdichteten repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterialien enthielten. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen 7–9 aufgeführt. In der Tabelle 7 bezieht sich die Vergleichswindel B auf eine ganze Windel, die im Handel von Proctor and Gamble erhältlich ist. In den Tabellen 8 und 9 beziehen sich die Test-Windeln 6 und 7 auf die Proctor and Gamble-Windel, die repräsentative, nicht-verdichtete und verdichtete, einheitlich geschichtete Verbundmaterialien enthalten. Die repräsentativen, einheitlich geschichteten Verbundmaterialien wurden nach einer Schäumungsmethode hergestellt, wie allgemein vorstehend in Beispiel 4 beschrieben, und wurden formuliert mit einer ersten Schicht aus 80% PET-Fasern (16,7 dtex (15 Denier), 1,3 cm (0,5 inches Länge), gekräuselt) und 20 Celbond^® mit einem Basisgewicht von etwa 40 g/m2, und einer zweiten Schicht aus 80 % vernetzten Cellulosefasern und 20% Celbond^® mit einem Basisgewicht von etwa 110 g/m². Das verdichtete, einheitlich geschichtete Verbundmaterial wurde durch eine Kalt-Kalandrierverdichtung auf 0,064 g/cm³ hergestellt. Das nicht-verdichtete Absorbens-Verbundmaterial hatte eine Dichte von etwa 0,030 g/cm³.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Windeln, die das Absorbens-Verbundmaterial enthalten, beträchtlich verbesserte Wiederbefeuchtungs-Eigenschaften und eine allgemein kürzere Aufnahmezeit als die Vergleichs-Windel aufweisen. Die Ergebnisse zeigen auch, dass nicht-verdichtetes, einheitlich geschichtetes Verbundmaterial die Leistungsfähigkeit des Absorbens verbesserte. Die Ergebnisse sind grafisch in der 10 dargestellt.
Tabelle 7: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Vergleichs-Windel B
Tabelle 8: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 6
Tabelle 9: Mehrfachdosis-Wiederbefeuchtungstest: Test-Windel 7

Claims

Absorbens-Verbundmaterial, umfassend eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dazwischenliegende Überleitungszone, die die erste und zweite Schicht ganzheitlich verbindet; wobei die erste Schicht hydrophobe Fasern und ein Bindemittel enthält; die zweite Schicht hydrophiler ist als die erste Schicht und ein Bindemittel und Fasern enthält, ausgewählt aus der Gruppe von hydrophilen Fasern, hydrophoben Fasern und Gemischen davon; und die zwischen der ersten und der zweiten Schicht liegende und damit flächengleiche Überleitungszone Fasern aus einer Schicht enthält, die sich in die andere Schicht erstrecken.
Verbundmaterial nach dem vorhergehenden Anspruch, worin die erste Schicht im wesentlichen homogen ist. 3, Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zweite Schicht im wesentlichen homogen ist,
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Schicht eine Dichte im Bereich von 0,01 bis 0,3 g/cm³ hat,
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zweite Schicht eine Dichte im Bereich von 0,03 bis 0,5 g/cm³ hat,
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Schicht ein Basisgewicht im Bereich von 10 bis 1 00 g/m² hat,
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zweite Schicht ein Basisgewicht im Bereich von 10 bis 500 g/m² hat.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die hydrophoben Fasern natürliche Fasern, synthetische Fasern oder Gemische davon sind.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Bindemittel ein faserartiges bindendes Material oder ein Nassfestmittel ist.
Verbundmaterial nach Anspruch 9, worin das faserartige bindende Material bindende Zweikomponentenfasern umfasst.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Schicht Fasern mit einer Länge von 0,64 bis 3,0 cm (0,25 bis 1,5 Inches) umfasst.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Schicht Fasern von 5, 6 bis 22 dtex (mit einem Denier von 5 bis 20) umfasst.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die hydrophilen Fasern Zellulosefasern, chemithermomechanische Pulpenfasern oder vernetzte Zellulosefasern umfassen,
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zweite Schicht darüber hinaus ein superabsorbierendes polymeres Material umfasst.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Verbundmaterial durch ein Schäumungsverfahren oder ein Nasslegeverfahren gebildet ist.
Absorbierender Gegenstand, umfassend ein Absorbens-Verbundmaterial, welches eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine zwischen der ersten und der zweiten Schicht liegende und diese ganzheitlich verbindende Überleitungszone umfasst; die erste Schicht hydrophobe Fasern und ein Bindemittel umfasst; wobei die zweite Schicht hydrophiler ist als die erste Schicht und ein Bindemittel und hydrophile Fasern, hydrophobe Fasern oder Gemische davon umfasst und die Überleitungszone, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht liegt und damit flächengleich ist, Fasern aus einer Schicht, die sich in die andere Schicht erstrecken, umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 16, welcher darüber hinaus umfasst; eine flüssigkeitsdurchlässige obere Folie; und eine flüssigkeitsundurchlässige Rückseitenfolie.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 17, der darüber hinaus eine Lagerschicht umfasst, die ein absorbierendes faserartiges Material umfasst,
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 18, der darüber hinaus eine Zwischenschicht umfasst, die zwischen dem absorbierenden Verbundmaterial und der Lagerschicht liegt.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 19, worin die Zwischenschicht ein flüssigkeitsdurchlässiges Gewebe umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 19, worin die Zwischenschicht eine Verteilerschicht umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1 7, bei dem es sich um ein Femininpflegeprodukt handelt.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 18 oder 21, bei dem es sich um eine Windel handelt.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 20 oder 21 , wobei es sich um ein Inkontinenzprodukt handelt.
Verfahren zur Herstellung eines einheitlich geschichteten Verbundmaterials, umfassend folgende Stufen; Kombinieren von hydrophoben Fasern und einem Bindemittel zur Erzielung eines ersten Fasergemischs; Kombinieren eines Bindemittels mit hydrophilen Fasern, hydrophoben Fasern oder Gemischen davon unter Bildung eines zweiten Fasergemischs, das hydrophiler ist als das erste Fasergemisch; Ablegen des ersten und zweiten Fasergemischs auf einen kleine Öffnungen aufweisenden Träger unter Bildung eines geschichteten Faserverbundmaterials, das eine Überleitungszone zwischen der ersten und zweiten Schicht und damit flächengleich aufweist, in der bis zu einem gewissen Grade ein Vermischen der Fasern des ersten und des zweiten Fasergemischs erfolgt und Erwärmen des Faserverbundmaterials zur Erzielung einer thermischen Bindung zwischen den Fasern und dem Bindemittel unter Bildung eines einheitlichen Verbundmaterials,
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das erste Fasergemisch auf dem kleine Öffnungen aufweisenden Träger abgelegt, das zweite Fasergemisch auf dem ersten Fasergemisch auf dem Träger abgelegt wird, unter Bildung eines geschichteten Faserverbundmaterials, wobei die Ablage des zweiten Fasergemischs bis zu einem gewissen Grade zum Vermischen der Fasern des ersten und zweiten Fasergemischs führt.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das zweite Fasergemisch auf dem kleine Öffnungen aufweisenden Träger abgelegt wird, das erste Fasergemisch auf dem zweiten Fasergemisch als Träger abgelegt wird unter Bildung eines geschichteten Faserverbundmaterials, bei dem die Ablage des ersten Fasergemischs bis zu einem gewissen Grade zum Vermischen der Fasern des ersten und des zweiten Fasergemischs führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25–27, bei dem das erste Fasergemisch eine wässrige Aufschlämmung ist,
Verfahren nach einem der Ansprüche 25–28, bei dem das zweite Fasergemisch eine wässrige Aufschlämmung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25–29, bei dem das Vermischen der Fasern des ersten und des zweiten Fasergemischs durch Anlegen eines Vakuums an den kleine Öffnungen aufweisenden Träger verstärkt wird.