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Dokumentenidentifikation DE69014777T2 13.04.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0415759
Titel Spaltfasern, damit hergestellte Artikel und Verfahren zu deren Herstellung.
Anmelder Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., Tokio/Tokyo, JP;
Uni-Charm Corp., Kawanoe, Ehime, JP
Erfinder Nishino, Kazunari, c/o MITSUI PETROCHEM. IND. LTD., Wagi-cho, Kuga-gun, Yamaguchi, JP;
Sasagawa, Shuzo, c/o MITSUI PETROCHEM. IND. LTD., Wagi-cho, Kuga-gun, Yamaguchi, JP;
Katsurayama, Hirofumi, Inabe-gun, Mie, JP;
Igaue, Takamitsu, Kawanoe-shi, Ehime, JP;
Kido, Tsutomu, Kawanoe-shi, Ehime, JP
Vertreter Frhr. von Pechmann, E., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Behrens, D., Dr.-Ing.; Brandes, J., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Goetz, R., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.; von Hellfeld, A., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte; Würtenberger, G., Dr., Rechtsanw., 81541 München
DE-Aktenzeichen 69014777
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.08.1990
EP-Aktenzeichen 903095032
EP-Offenlegungsdatum 06.03.1991
EP date of grant 07.12.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.1995
IPC-Hauptklasse D01D 5/42

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft eine Splitfaser gemäß der Einleitung des Anspruchs 1 und genauer gesagt eine Splitfaser, bei welcher das Zerpulvern während der Fibrillation minimiert ist und weiche einen Artikel mit integrierten Splitfasern mit einer hohen Bindefestigkeit und Formbeständigkeit bereitstellt. Sie betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Fasern, welche eine Kombination aus zwei Arten von synthetischen Harzen mit verschiedenen Eigenschaften enthalten, sind als Verbundfasern bekannt. Dies sind chemische Fasern mit Kräuselfähigkeit und einer faserartigen Struktur bzw. Fibrillenstruktur. Ein Verfahren nach dem Stand der Technik zur Herstellung solcher Verbundfasern enthält die Schritte des Streckens und des anschließenden Längsschneidens einer synthetischen Harzverbundfolie mit Zweischichtstruktur, welche aus zwei Materialien mit verschiedenen Eigenschaften. zum Beispiel zwei Schichten an Polypropylen und Polyethylen bestehen, wobei gestreckte Bänder gebildet werden, und des Fibrillierens der gestreckten Bänder zu Splitfasern, wie in der JP-A-149 905/1987 (EP-A-274 486) offenbart ist.

Die durch Fibrillation von bekannten synthetischen Harzverbundfolien erhaltenen Splitfasern oder Carne sind jedoch unerwünschterweise empfindlich gegen das Aufspalten der Schichten, während synthetische Harzverbundfolien empfindlich gegen Schichtentrennung während des Streckens sind. Zum Beispiel leiden aus Polypropylen- und Polyethylenschichten bestehende synthetische Harzverbundfolien an einem Zerpulverungsproblem, insofern als das Polyethylen sich bei der Fibrillation abtrennt.

Einige der Erfinder der vorliegenden Erfindung schlugen in der japanischen Patentanmeldung Nr. 48 223/1988, eingereicht am 1. März 1988, (JP-A-221 507/1989) ein Verfahren zur Herstellung von Splitfasern mit verbesserter Kräuselfähigkeit und einer faserartigen Struktur, unter Verwendung einer synthetischen Harzverbundfolie mit verbesserter Zwischenschichtbindung und Dehnbarkeit, in welchem das Zerpulvern während der Fibrillation minimiert ist, ebenso wie einen aus solchen Splitfasern gebildeten Artikel mit integrierten Splitfasern mit Netzwerkstruktur vor. Das Verfahren zur Herstellung von Splitfasern beinhaltet insbesondere die Schritte: Langsschneiden und anschließendes Strecken oder Strecken und anschließendes Längsschneiden einer synthetischen Harzverbundfolie mit mindestens zwei Schichten unter Bildung gestreckter Bänder und Fibrillieren der gestreckten Bänder zu Splitfasern, wobei die synthetische Harzverbundfolie eine Schicht, die eine aus einer Mischung aus 70 bis 95 Gew.-% eines Polypropylens mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 10 und 30 bis 5 Gew.-% eines Polyethylens mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 20 gebildete Polypropylenschicht ist, und eine andere Schicht, die eine aus einer Mischung von 70 bis 95 Gew.-% eines Polyethylens mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 20 und 30 bis 5 Gew.-% eines Polypropylens mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 10 gebildete Polyethylenschicht ist, enthält.

In dieser Anmeldung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels mit integrierten Splitfasern vorgeschlagen, welches folgende Schritte umfaßt: Längsschneiden und anschließendes Strecken oder Strecken und anschließendes Längsschneiden einer synthetischen Harzverbundfolie mit mindestens zwei Schichten unter Bildung gestreckter Bänder, Fibrillieren der gestreckten Bänder zu Splitfasern, Mischen der resultierenden Splitfasern allein oder mit faserförmigem Pflanzenmaterial und Erwärmen der Mischung auf einc zwischen den Schmelzpunkten des Polyethylens und des Polypropylens liegende Temperatur, wodurch die Splitfasern ineinander oder in das faserförmige Pflanzenmaterial integriert werden.

Durch Mischen solcher Splitfasern allein oder mit Pflanzenfasern, wie durch Pulpe in typischer Weise angegeben, und thermisches Verschmelzen der Splitfasern miteinander oder mit den Pflanzenfasern, insbesondere unter einer Bedingung von im wesentlichen keinem Druck, ist die Bindefestigkeit zwischen den Splitfasern oder zwischen den Splitfasern und den Pflanzenfasern nicht notwendigerweise ausreichend, da das Polyethylen der die Splitfasern bildenden Polyethylenschicht einen geringen Schmelzfluß besitzt und zum thermischen Schrumpfen neigt. Die Bindefestigkeit ist gering, insbesondere wenn in Splitfasern Pflanzenfasern integriert sind. Zusätzlich unterliegen die Artikel mit integrierten Splitfasern selbst einem thermischen Schrumpfen, was Platz für eine Verbesserung der Formbeständigkeit läßt.

Die US-A-3 819 769 offenbart Splitfasern, welche aus einer homogenen Folie erhalten wurden, welche einen Hauptanteil, z.B. mindestens 60 Gew.-%, an einem Polypropylen und einen Nebenanteil an einem hochmolekularen Niederdruck-Polyethylen umfaßt.

Die vorliegenden Erfindung versucht eine Splitfaser bereitzustellen, bei welcher das Zerpulvern während der Fibrillation minimiert ist, und wobei die Splitfasern einen Artikel mit integrierten Splitfasern mit einer hohen Bindefestigkeit und Formbeständigkeit bereitstellen.

Die vorliegende Erfindung liefert eine Splitfaser, die aus einer synthetischen Harzverbundfolie erhältlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dreischichtstruktur besitzt, die eine Polypropyleninnenschicht, welche aus einer Mischung aus 70 bis 95 Gew.-% eines Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von 0,5 bis 10 g /10 min und 30 bis 5 Gew.-% eines Polyethylens mit einer Dichte von 0,93 - 0,96 g/cm³ besteht, und zwei Polyethylenaußenschichten, wobei jede ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,93 bis 0.96 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von mindestens 13 g /10 min umfaßt, aufweist.

Die vorliegenden Erfindung liefert auch einen Artikel mit integrierten Splitfasern, der aus einer wie oben definierten Splitfaser oder aus einer Mischung aus der Splitfaser und einem faserförmigen Pflanzenmaterial erhältlich ist. Falls gewünscht, kann ein von dem faserförmigen Pflanzenmaterial verschiedenes faserförmiges Material oder ein hygroskopisches Polymer zusammen mit dem faserförmigen Pflanzenmaterial zu den Splitfasern gegeben werden.

Des weiteren liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Splitfasern, welches die folgenden Schritte umfaßt:

Längsschneiden und Strecken einer wie oben definierten synthetischen Harzverbundfolie mit einer Dreischichtstruktur zur Ausbildung von gestreckten Bändern, und

Fibrillieren der gestreckten Bänder zu Splitfasern.

Die vorliegende Erfindung liefert zusätzlich ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels mit integrierten Splitfasern, welches die folgenden Schritte umfaßt:

Längsschneiden und Strecken einer wie oben definierten synthetischen Harzverbundfolie mit einer Dreischichtstruktur zur Ausbildung von gestreckten Bändern,

Fibrillieren der gestreckten Bänder zu Splitfasern,

Mischen der resultierenden Splitfasern allein oder mit faserförmigem Pflanzenmaterial, und

Erwärmen der Mischung auf eine zwischen den Schmelzpunkten des Polyethylens und des Polypropylens liegende Temperatur, wodurch die Splitfasern ineinander oder in das faserförmige Pflanzenmaterial integriert werden.

Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung von Splitfasern oder Garnen gemäß der Erfindung genauer beschrieben.

Die Herstellung von Splitfasern beginnt mit der Herstellung einer synthetischen Harzverbundfolie oder eines Blattes. Die synthetische Harzverbundfolie besitzt eine Dreischichtstruktur welche im wesentlichen aus einer ersten Polyethylenschicht, einer zweiten Polypropylenschicht und einer dritten Polyethylenschicht besteht. Insbesondere die hierbei verwendete synthetische Harzverbundfolie mit der Dreischichtstruktur besitzt Polyethylenschichten als die erste und dritte Schicht und eine Polypropylen-Basisschicht, welche aus einer Mischung aus 70 bis 95 Gew.-% eines Polypropylens und 30 bis 5 Gew.-% eines Polyethylens, vorzugsweise einer Mischung aus 80 bis 92 Gew.-% eines Polypropylens und 20 bis 8 Gew.-% eines Polyethylens, gebildet ist.

Das Polyethylen, aus dem die ersten und dritten Schichten gebildet sind, kann dasselbe oder voneinander verschieden sein und kann ein Polyethylen allein oder eine Mischung aus einem Polyethylen mit einem beliebigen anderen Harz, welches den hohen Schmelzfluß und das geringe thermische Schrumpfen von Polyethylen im wesentlichen nicht beeinflußt, sein. Wenn das andere Harz ein Polypropylen ist, wird die Zwischenschichtbindung nicht beeinträchtigt, sondern eher etwas verbessert. Deshalb bildet die Verwendung einer Mischung aus einem Polyethylen und einem Polypropylen eine bevorzugte Ausführungsform.

Das Polyethylen, aus dem die ersten und dritten Schichten gebildet sind, und das Polyethylen aus dem die zweite Schicht teilweise gebildet ist, sollten für eine minimierte Zerpulverung vorzugsweise Eigenschaften besitzen. die im gleichen Bereich liegen, obwohl solch eine Wahl nicht kritisch ist.

Das Polypropylen, aus dem die zweite Schicht zur Hauptsache gebildet ist, ist ein Polypropylen mit einer Schmelzflußrate (MFR) von 0,5 bis 10 g /10 min, vorzugsweise 2 bis 8 g /10 min, gemessen nach JIS K-6760.

Das Polyethylen, aus dem die ersten und dritten Schichten gebildet sind, besitzt eine Dichte von 0,93 bis 0,96 g/cm³, vorzugsweise 0,93 bis 0,95 g/cm³, und eine Schmelzflußrate (MFR) von mindestens 13 g / 10 min, vorzugsweise von mindestens 20 g /10 min. Das zur Ausbildung der zweiten Schicht mit dem Polypropylen vermischte Polyethylen besitzt seinerseits vorzugsweise eine dem Polyethylen der ersten und dritten Schicht gleiche Dichte innerhalb des Bereichs von 0,93 bis 0,96 g/cm³. Das die zweite Schicht bildende Polyethylen ist jedoch nicht darauf beschränkt, identisch mit dem die erste und dritte Schicht bildenden Polyethylen zu sein, solange sie von annähernd gleicher Qualität sind, was vorzugsweise durch einen Unterschied in der Dichte zwischen ihnen von bis zu 0,02 g/cm³ ausgedrückt wird.

Die hierbei verwendete synthetische Harzverbundfolie besteht aus einer ersten Polyethylenschicht. einer zweiten Polypropylenschicht und einer dritten Polyethylenschicht, wobei ein Polyethylen mit einer hohen Schmelzflußrate als die ersten und dritten Schichten verwendet wird und eine Mischung aus einem Polyethylen von annähernd gleicher Qualität und einem überwiegenden Anteil eines Polypropylens als die zweite Schicht verwendet wird. Die Haftungen zwischen den ersten und zweiten Schichten und zwischen den zweiten und dritten Schichten sind groß genug, um das Zerpulvern während der Fibrillation der gestreckten Bänder der synthetischen Harzverbundfolie zu verhindern. Das Polyethylen der ersten und dritten Schichten der Splitfasern besitzt einen hohen Schmelzfluß, ist mit faserförmigem Pflanzenmaterial benetzbar und unterliegt einer minimalen thermischen Schrumpfung oder einer minimalen Schrumpfungsspannung. Folglich können die Splitfasern zu einem integrierten Artikel mit verbesserter Formbeständigkeit, einem minimierten Flächenschrumpfungsfaktor und verbesserter Bindefestigkeit ausgebildet werden. Da die Splitfasern ferner eine Dreischichtstruktur aufweisen, bei der die innere Schicht aus einem Polypropylen sandwichartig zwischen die äußeren Schichten aus einem Polyethylen mit einer hohen Schmelzflußrate eingefügt ist, ist eine vergrößerte Bindungsfiäche zwischen den Splitfasern oder zwischen den Splitfasern und den Pflanzenfasern verfügbar, was ebenfalls zur Herstellung eines Artikels mit integrierten Splitfasern mit verbesserter Bindefestigkeit beiträgt.

Die Interlaminarbindung wird nun ausführlich diskutiert. In der oben erwähnten Anmeldung JP-A-221 507/1989 wird offenbart, daß die synthetische Harzverbundfolie eine Polypropylenschicht, welche aus einer 5 bis 30 Gew.-% eines Polyethylens enthaltenden Polypropylen-Zusammensetzung gebildet ist, und eine Polyethylensch icht, welche aus einer 5 bis 30 Gew.-% eines Polypropylens enthaltenden Polyethylen-Zusammensetzung gebildet ist, enthält. Die Interlaminarbindung wird durch die Bildung beider Schichten aus Mischungen aus einem Polypropylen und einem Polyethylen erhöht.

Wir haben herausgefunden, daß für eine einzelne Polyethylenschicht eine wirklich befriedigende Zwischenschichtbindung einfach durch Einbringen von 5 bis 30 Gew.-% eines Polyethylens in die Polypropylenschicht erreicht wird. Die vorliegende Erfindung beseitigt die Notwendigkeit des Einbringens eines Polyethylens und eines Polypropylens in die Polypropylen- und Polyethylenschichten, wie in der obigen Anmeldung.

Zusätzlich zu einem Polypropylen und einem Polyethylen, welche die Hauptkomponenten der synthetischen Harzverbundfolie darstellen, können nach Belieben andere Harze, Pigmente, Farbstoffe, Gleitmittel, UV-Absorber und Flammverzögerungsmittel einschließende Additive verwendet werden, insofern als die Ziele der Erfindung erreicht werden.

Die Herstellung von Splitfasern wird nun beschrieben. Die synthetische Harzverbundfolie wird nach einem beliebigen nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Folienherstellung, einschließlich Schmelzspinnen, Kalandern und Gießen, hergestellt. Blasfolien-Extrudieren (oder -Blasen) und T-Düsen-Extrudieren werden bevorzugt.

Die Gesamtdicke der synthetischen Harzverbundfolie beträgt im allgemeinen vn 20 bis 300 um, vorzugsweise 30 bis 100 um.

Die auf diese Weise hergestellte synthetische Harzverbundfolie wird zur Bildung von gestreckten Bändern oder Streifen längsgeschnitten und anschließend gestreckt oder gestreckt und anschließend längsgeschnitten. Die Streckung wird im allgemeinen bis zu einem Faktor von etwa 3 bis 10 durchgeführt, so daß beispielsweise die Gesamtdicke der synthetischen Harzverbundfolie vor der Streckung (30 bis 100 um) 15 bis 40 um nach der Streckung erreicht. Die Dicke der ersten und dritten Schichten nach der Streckung ist im Hinblick auf die Haftfestigkeit vorzugsweise 5 um oder größer. Die Dicke der dazwischenliegenden zweiten Schicht ist im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit vorzugsweise 5 um oder größer. Für die Streckung der synthetischen Harzverbundfolie kann jede nach dem Stand der Technik bekannte Streckmaschine der Heißwalz-, Heißluft- und Heizplatten- Strecksysteme verwendet werden. Die Strecktemperatur und der Streckfaktor variieren mit dem Streckverfahren, der Art der synthetischen Harzverbundfolie und anderen Parametern. Eine Strecktemperatur von 97 bis 138ºC und ein Streckfaktor von 3 bis 10 sind bevorzugt, wenn eine synthetische Harzverbundfolie zum Beispiel unter Verwendung einer Heizwalze gestreckt wird.

Das aus den Längsschneide- und Streckschritten resultierende gestreckte Band wird dann fibrilliert oder in eine Masse an Splitfasern mit einer feinen Netzwerkstruktur feingespalten, indem das Band über eine gezackte Messerkante oder durch nadelbestückte Walzen geführt wird.

Es ist möglich, ohne zusätzliche Behandlung einen integrierten Artikel aus den Splitfasern mit Netzwerkstruktur zu bilden. Die Splitfasern mit Netzwerkstruktur werden beispielsweise durch eine Schneidemaschine vorzugsweise weiter in kürzere Fasern geteilt, bevor die Fasern zu einem Artikel integriert werden. Die kurzen Fasern sind im allgemeinen 1 bis 100 mm lang, vorzugsweise 5 bis 50 mm lang. Kurze Fasern von 5 bis 20 mm Länge werden bevorzugt, wenn sie mit einem faserförmigen Pflanzenmaterial wie Pulpe vermischt werden. Jede der Splitfasern hat im allgemeinen einen Durchmesser von einigen bis einigen zig Denier ("Denier" ist eine Einheit der Fadendicke und wird ausgedrückt als die Masse in Gramm eines Fadens mit einer Gesamtlänge von 9 000 m). Wenn es gewünscht wird, solche kurzen Splitfasern zu verwenden, werden die Splitfasern durch eine Behandlung (zum Beispiel mittels eines Reißwolfs oder eines Baumwollmischers) gekürzt, um im wesentlichen die Netzwerkstruktur der Splitfasern zu reduzieren. Dies ist vorteilhaft für eine gleichförmige Vermischung mit faserförmigem Pflanzenmaterial, typischerweise Pulpe.

Die nach dem oben erwähnten Verfahren hergestellten Splitfasern weisen nicht nur eine Dreischichtstruktur mit einer Polyethylenschicht mit hoher Schmelzflußrate auf den beiden Oberflächen einer Polypropylenschicht auf, sondern besitzen auch eine erhöhte Bauschigkeit, da sie feingespalten oder fibrilliert wurden.

Es wird ein integrierter Artikel aus Splitfasern, vorzugsweise aus wie oben hergestellten feingespaltenen oder kurzen Fasern, hergestellt. Gemäß der Erfindung wird der integrierte Artikel entweder durch das miteinander Vermischen von feingespaltenen Fasern oder durch das Vermischen von feingespaltenen Fasern mit faserförmigem Pflanzenmaterial und gegebenenfalls mit mindestens einem aus von dem faserförmigem Pflanzenmaterial verschiedenen faserförmigen Materialien und wasserabsorbierenden Polymeren ausgewählten Additiv hergestellt. Zu diesem Zweck kann ein Baumwollmischer oder eine ähnliche Mischvorrichtung verwendet werden.

Das zu verwendende faserförmige Pflanzenmaterial schließt Baumwolle, Flachs, Jute, Hanf und Pulpe ein. Das Mischungsverhältnis dieser faserförmigem Pflanzenmaterialien in der Gesamtmischung beträgt im allgemeinen 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%. Die geeigneten Additive schließen synthetische Fasern (der Gehalt ist im allgemeinen 50 Gew.-% oder weniger) wie Rayon, Acetatfasern und Nylon und stark wasserabsorbierende Polymere aus Stärke und synthetische Polymere (der Gehalt ist im allgemeinen 0,5 bis 5 Gew.-%) ein.

Die Größe des hierbei verwendeten faserförmigen Pflanzenmaterials variiert mit der jeweiligen Anwendung des davon gewünschten integrierten Artikels. Pflanzenfasern mit einer Länge von 1 bis 5 mm und einem Durchmesser von 5 bis 15 um werden oft verwendet.

Nachdem die Splitfasern miteinander oder mit einem faserförmigen Pfianzenmaterial vermischt wurden, wird die Mischung auf eine zwischen den Schmelzpunkten des Polyethylens und des Polypropylens liegende Temperatur erwärmt, um die Splitfasern ineinander oder in das faserförmige Pflanzenmaterial zu verschmelzen oder zu integrieren, wodurch ein gebundener Artikel aus Splitfasern erhalten wird. Die Erwärmungstemperatur beträgt im allgemeinen von 100 bis 160ºC, vorzugsweise von 120 bis 150ºC.

Der Artikel mit integrierten Splitfasern ist ein Artikel, in dem die Splitfasern miteinander verschmolzen oder verbunden sind. Der Artikel mit integrierten Splitfasern und faserförmigem Pflanzenmaterial ist ein Artikel, in dem das faserförmige Pflanzenmaterial und das Additiv, falls vorhanden. mit den Splitfasern verbunden sind. Beide Artikel mit integrierten Splitfasern lassen sich gut mit anderen Materialien verbinden und behalten ihre Stoßelastizität und Bauschigkeit nach dem Verbinden bei, da die Anteile mit höherem Siedepunkt, das heißt das Polypropylen, ihre Anordnung während des Verbindens beibehalten können. Zusätzlich verliert der integrierte Artikel bei Benetzung nicht seine Steifheit, da die Splitfasern wasserbeständig sind. Wenn durch Behandlung hydrophil gemachte Splitfasern verwendet werden, wird ein integrierter Artikel mit einem Wasserabsorptionsvermögen erhalten.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Qualitäts-Splitfasern aus einer synthetischen Harzverbundfolie bei minimierter Zerpulverung während der Fibrillation beschrieben. Die Splitfasern können in einen Artikel mit einer hohen Bindefestigkeit und Formbeständigkeit integriert werden. Da die aus einer synthetischen Harzverbundfolie hergestellten Splitfasern als verwickeltes Garn erhältlich sind, sind sowohl die Splitfasern als auch deren integrierter Artikel durch Bauschigkeit, Faserstruktur und Stoßelastizität ausgezeichnet. Somit besitzen aus solchen Splitfasern oder deren integrierten Artikeln hergestellte Artikel Bauschigkeit, voluminöses Erscheinungsbild, sanften Griff und thermisches Isolationsvermögen. Da die aus Polypropylen- und Polyethylenschichten zusammengesetzte synthetische Harzverbundfolie wasserbeständig ist, verlieren die resultierenden Splitfasern oder deren integrierte Artikel nicht die Steifigkeit bei der Benetzung mit Wasser.

Aufgrund dieser Vorteile verfügen die mittels der vorliegenden Erfindung hergestellten Splitfasern oder deren integrierte Artikel über eine Vielzahl an Anwendungen, einschließlich der Verwendung in Faservliesen, mit Pulpe verbundenen Faservliesen, Innenraumstoften wie Vorhänge und Teppiche, Kleiderstoffen, wie Pullovern, absorbierenden Stoffen wie Windeln, vibrationsdämpfenden Stoffen, Außenstoffen und Verpackungsstoffen. Wenn die Splitfasern oder deren integrierte Artikel, gemäß der Erfindung, als absorbierende Stoffe wie in Windeln verwendet werden, werden vorzugsweise wasserabsorbierende Polymere zugegeben.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nun in den folgenden Beispielen genauer beschrieben.

Beispiel 1

Es wurde eine synthetische Harzverbundfolie aus Polypropylen- und Polyethylenharzen hergestellt. Das zur Bildung der Mittelschicht der Verbundfolie verwendete Polypropylenharz wurde hergestellt, indem 90 Gewichtsteile eines Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von 2,4 g/10 min und 10 Gewichtsteile eines Polyethylens mit einer Dichte von 0,954 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 20 g/10 min gemischt wurden. Dasselbe Polyethylen wie oben wurde als ein Polyethylenharz zur Bildung der Außenschichten verwendet.

Durch die Verwendung von 50 Gewichtsteilen des Polypropylenharzes und Gewichtsteilen des Polyethylenharzes wurde die synthetische Harzverbundfolie unter den folgenden Bedingungen hergestellt.

Parameter für die Herstellung der synthetischen Harzverbundfolie Blasextruder

Düsendurchmesser: 300 mm

Siebe: 80 mesh, 100 mesh,

150 mesh, 200 mesh,

100 mesh, 80 mesh

Folienbildungsrate: 14 m/min

Aufwickelgeschwindigkeit bezüglich der Folienspannung: 102 m/min Temperaturprofil

Temperatur (ºC)
Zylinder Adapter Düse erste Schicht dritte Schicht zweite Schicht

Die synthetische Verbundfolie wurde dann Längsgeschnitten und zu einem gestreckten Band gestreckt. welches zur Fibrillation feingespalten wurde. Die Splitfasern wurden hinsichtlich der Zerpulverung während der Fibrillation, des Flächenschrumpfungsfaktors der Polyethylensch icht und der Bindefestigkeit untersucht.

Zerpulverung

Die synthetische Verbundfolie wurde auf eine Breite von 30 mm geschnitten und dann auf einen Faktor von 7,3 gestreckt. Das gestreckte Band wurde mittels einer gezackten Messerkante längsgeschnitten. Die Pulverabscheidung während des Verfahrens wurde beobachtet.

Flächenschrumpfungsfaktor

Ein Blatt mit einem Gewicht von 300 g/m² wurde durch Vermischen von 50 Gewichtsteilen an 10 mm kurzen Fasern, welche wie oben mittels eines Schneidegeräts längsgespalten wurden, und 50 Gewichtsteilen an Pulpe in einem Baumwollmischer und nachfolgender Blattbildung gebildet. Die verwendete Pulpe war IP SUPER SOFT (Handelsname), erhalten aus einer Süd-Pinie bzw. -Kiefer (southern pine), mit einer mittleren Faserlänge von 2,5 mm. Das Blatt wurde in quadratische Stücke von 20 cm auf 20 cm geschnitten. Die quadratischen Stücke wurden durch Aufblasen von heißer Luft von 135ºC auf die beiden Oberflächen der Stücke mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s wärmebehandelt. Die Fläche der Stücke wurde zur Bestimmung des Flächenschrumpfungsfaktors erneut gemessen.

Bindefestigkeit

Es wurden quadratische Stücke aus einer Kurzfaser/Pulpen-Mischung hergestellt und nach demselben Verfahren wie oben wärmebehandelt. Die Proben wurden in Streifen von 20 cm Länge und 25 mm Breite geschnitten. Jeder Streifen wurde unter Verwendung einer Zugfestigkeits-Prüfmaschine, Tensilon (Shimazu Mfg. K.K.) bei einem Abstand von Spannfutter zu Spannfutter von 10 cm und einer Zuggeschwindigkeit von 300 mm/min auf Zerreißfestigkeit hin untersucht.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 2

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,950 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 30 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 3

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,935 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 25 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 4

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,935 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 21 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 5

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß das Polypropylenharz der Innenschicht 95 Gewichtsteile des Polypropylens und Gewichtsteile des Polyethylens enthielt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 6

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme. daß das Polypropylenharz der Innenschicht 75 Gewichtsteile des Polypropylens und 25 Gewichtsteile des Polyethylens enthielt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Das Blatt hatte vor der Wärmebehandlung eine Dichte von 10 x 10&supmin;³ g/cm³ bis 15 x 10&supmin;³ g/cm³ und war flaumig und polsterartig. Das Blatt mit einen Flächenschrumpfungsfaktor von 10% hatte nach der Wärmebehandlung eine Dichte von 30 x 10&supmin;³ g/cm³ bis 50 x 10&supmin;³ g/cm³ und fühlte sich bei Berührung weich an. Sein Biegewiderstand betrug 10 bis 20. Der Biegewiderstand wurde gemäß dem japanischen Industriestandard P-8125, welcher ein Testverfahren zur Messung der Biegefestigkeit von Brettern nach dem Belastungs-Biegeverfahren ist, gemessen.

Beispiel 7

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß der Artikel nur aus den Splitfasern hergestellt wurde, und die Pulpe weggelassen wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 8

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß der Artikel nur aus den Splitfasern hergestellt wurde, und die Pulpe weggelassen wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,935 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 1 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,958 g/cm³ und einer Schmelzfiußrate von 0,4 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 3

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,918 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 2 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 4

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,926 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 22 g / 10 min als das mit dem Polypropylenharz der Innenschicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der Außenschichten verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 5

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß die Innenschicht allein aus Polypropylen gebildet war, ohne Vermischen mit Polyethylen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 6

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß das Polypropylenharz der Innenschicht 50 Gewichtsteile des Polypropylens und 50 Gewichtsteile des Polyethylens enthielt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 7

Es wurde ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß der Artikel nur aus den Splitfasern hergestellt wurde, und die Pulpe weggelassen wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 8

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß die synthetische Harzverbundfolie eine Zweischichtstruktur aufwies, welche aus einer ersten Schacht aus dem Polyethylenharz und einer zweiten Schicht aus dem Polypropylenharz bestand.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die Dichte betrug 50x10&supmin;³ g/cm³ oder mehr mit einem harten Berührungseindruck, und der Biegewiderstand betrug 20 oder mehr, wenn sie nach denselben Verfahren wie in Beispiel 6 gemessen wurden.

Vergleichsbeispiel 9

Es wurden Splitfasern und ein Artikel mit integrierten Splitfasern (Blatt) nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und untersucht, mit der Ausnahme, daß die synthetische Harzverbundfolie eine Zweischichtstruktur aufwies, welche aus einer ersten Polyethylenschicht und einer zweiten Polypropylenschicht bestand, und es wurde ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,965 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von 13 g /10 min als das mit dem Polypropylenharz der zweiten Schicht vermischte Polyethylen und als das Polyethylenharz der ersten Schicht verwendet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1
Polyethylen Verbundfolienschicht Mittelschicht Mischungsverhältnis Dichte Beispiel Struktur

Vergleichsbeispiel 10

Das Verfahren aus Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Polypropylen mit einer Schmelzflußrate von 0,4 g / 10 min verwendet wurde. Eine rauhe Textur verhinderte das Strecken.

Vergleichsbeispiel 11

Das Verfahren aus Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Polypropylen mit einer Schmelzflußrate von 15 g /10 min verwendet wurde. Aufgrund der fehlenden Schmelzspannung während des Schmelzens konnte keine Folie gebildet werden.

Tabelle 1 (Fortsetzung)
Beispiel Zerpulverung Flächenschrumpfüngsfaktor, % Bindefestigkeit g/25 mm kein Pulver wenig Zerpulverung fortlaufende Zerpulverung wenig oder fortlaufende Zerpulverung nicht formbar wegen rauher Textur nicht formbar wegen zu geringer Schmelzspannung


Anspruch[de]

1. Splitfaser. die aus einer synthetischen Harzverbundfolie erhältlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dreischichtstruktur besitzt, die eine Polypropyleninnenschicht, welche aus einer Mischung aus 70 bis 95 Gew.-% eines Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von 0,5 bis 10 g / 10 min und 30 bis 5 Gew.-% eines Polyethylens mit einer Dichte von 0,93 - 0,96 g/cm³ besteht, und zwei Polyethylenaußenschichten, wobei jede ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,93 bis 0,96 g/cm³ und einer Schmelzflußrate von mindestens 13 g / 10 min umfaßt, aufweist.

2. Artikel mit integrierten Splitfaseren, der aus einer Splitfaser nach Anspruch 1 oder aus einer Mischung der Splitfaser und einem faserförmigen Pflanzenmaterial erhältlich ist.

3. Artikel nach Anspruch 2, welcher ferner mindestens ein aus faserförmigen Materialien, außer faserförmigem Pflanzenmaterial und wasserabsorbierenden Polymeren, ausgewähltes Additiv enthält.

4. Verfahren zur Herstellung von Splitfasern, welches die folgenden Schritte beinhaltet:

Längsschneiden und Strecken einer synthetischen Harzverbundfolie mit einer Dreifachschichtstruktur nach Anspruch 1 zur Ausbildung von gestreckten Bändern, und

Fibrillieren der gestreckten Bänder zu Splitfasern.

5. Verfahren zur Herstellung eines Artikels mit integrierten Splitfasern, welches die folgenden Schritte beinhaltet:

Längsschneiden und Strecken einer synthetischer Harzverbundfolie mit einer Dreifachschichtstruktur nach Anspruch 1 zur Ausbildung von gestreckten Bändern,

Fibrillieren der gestreckten Bänder zu Splitfasern,

Mischen der resultierenden Splitfasern allein oder mit faserförmigem Pflanzenmaterial, und

Erwärmen der Mischung auf eine zwischen den Schmelzpunkten des Polyethylens und des Polypropylens liegende Temperatur, wodurch die Splitfasern ineinander oder in das faserförmige Pflanzenmateral integriert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Mischungsschritt das Hinzusetzen von mindesrens einem aus faserförmigen Materialien, außer faserförmigem Pflanzenmaterial und wasserabsorb ierenden Polymeren, ausgewählten Additiv zu den Splitfasern einschließt.







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