DE3411515A1

DE3411515A1 - Wischer auf der basis von vliesmaterial

Info

Publication number: DE3411515A1
Application number: DE19843411515
Authority: DE
Inventors: Harry W. Marietta Ga. Hotchkiss; Gary H. Winneconne Wis. Meitner
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1983-03-28
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1984-10-04
Anticipated expiration: 2004-03-29
Also published as: NL8400956A; ZA841990B; GB8407856D0; AU556593B2; AU2599584A; NL190618B; GB2137243A; MX158162A; DE3411515C2; PH20961A; KR910006410B1; CA1217626A; NL190618C; KR840007914A; LU85261A1; FR2543584B1; US4426417A; JPS59183723A; FR2543584A1; BE899261A

Description

besonders für industrielle Anwendungszwecke geeignet sind. Industrielle Wischer sind gegenwärtig entweder wiederverwendbares Tuch in der Form von gefertigten Wischern bzw. Wischtüchern oder Lappen, oder Vliesmaterial, das zur Beseitigung oder für begrenzte Anwendungen vorgesehen ist. Der Vliesmaterial- Sektor dieses Marktes hat aufgrund der Wirtschaftlichkeit derartiger Produkte sowie aufgrund der Möglichkeit, die Wischer für spezielle Anwendungszwecke zuzuschneiden, an Größe zugenommen. Beispielsweise sind Vlieswischer verfügbar, die Absorptionsfähigkeiten aufweisen, die besonders zum Wischen von öl, für Wischzwecke auf dem Nahrungsmittelsektor sowie- zum Wischen hochtechnologischer elektronischer Teile geeignet sind. Derartige Vlieswischmaterialien können durch eine Anzahl bekannter Verfahren hergestellt werden, einschließlich der Naßformung, der Luftformung und des Strangpressens bzw. der Extrusion thermoplastischer Fasern. Die Erfindung betrifft Verbesserungen auf dem Gebiet von ungewebten Wischern bzw. Wischtüchern oder Wischern bzw. Wischtüchern aus Vliesmaterialien, die unter Anwendung eines Schmelzblasverfahrens bzw. Schmelzspinnverfahrens.zur Erzeugung von Mikrofasern gebildet wurden, und die resultierenden Wischer weisen eine gute Brauchbarkeit und verschiedene Anwendungsmöglichkeiten auf, insbesondere wenn Sauber-Wischeigenschaften von Bedeutung sind.

Schmelzgeblasene bzw. schmelzgesponnene Wischermaterialien aus ungewebten Mikrofasern- bzw. Mikrofaservliesen sind bekannt und wurden in einer Anzahl von US-Patenten beschrieben, einschließlich US-PS 4 328 279 (Meitner und Englebert, 4. Mai 1982), US-PS 4 298 649 (Meitner, 3. November 1981), US-PS 4 307 143 (Meitner, 22. Dezember 1981). Die Herstellung thermoplastischer Mikrofaserbahnen ist ebenfalls bekannt und wird beispielsweise beschrieben in Went, Industrial and Engineering Chemistry, Band 48, Nr. 8 (1956), Seiten 1342 bis 1346, sowie beispielsweise in den US-PSen 3 978 185 (Buntin et al, 31. August 1976), 3 795 571 (Prentice, 5. März 1975) und 3 811 957 (Buntin, 21. Mai 1974). Diese Verfahren beziehen im allgemeinen die Bildung einer thermoplastischen Polymerschmelze mit niedriger Viskosität und das Extrudieren bzw. Strangpressen von Filamenten in konvergierende Luftströme ein, die die Filamente zu feinen Durchmessern im Durchschnitt von bis zu etwa 10 pm (Mikron) ziehen, die unter Bildung einer Vliesbahn gesammelt werden. Die Zugabe von Pulpe bzw. Papierfaserstoff oder Zellstoff in den Luftstrom, um Zellstoff asern in die schmelzgeblasene Faserbahn einzuarbeiten, ist ebenfalls bekannt und wird beispielsweise beschrieben in der US-PS 4 100 324 (Anderson, Sokolowski und Ostermeier, 11. Juli 1978). Die Einarbeitung von thermoplastisehen Stapelfasern in schmelzgeblasene Bahnen ist außerdem bekannt und wird beschrieben beispielsweise in der GB-Patentveröffentlichung 2 031 O39A (Jacques, 16. April 1980) sowie in früheren US-PSen, wie 2 988 369 (Watson, 13. Juni 1961) und 3 016 599 (Perry, 16. Januar 1962).

Die nach diesen Patenten hergestellten Wischer erzielten in einigen Fällen eine gute Brauchbarkeit für eine Anzahl von Wischanwendungsζwecken, es verbleibt jedoch das Bedürfnis zur Herstellung eines Vlieswischers mit äußerst guten Sauberwischeigenschaften, d. h. der Fähigkeit, rasch zu wischen, wobei wenig oder keine Schlieren oder Rückstände zurückbleiben. Außerdem neigen die Pulpenzusatzmaterialien dazu, schwach und fusselig zu sein und sind

1 daher für zahlreiche Wischanwendungszwecke ungeeignet.

Es ist auch günstig, einen derartigen Wischer unter Kosten herzustellen, die der Wegwerfbarkeit entsprechen, und die darüber hinaus Festigkeitseigenschaften aufweisen, die für

5 kräftige Wischanwendungen geeignet sind. Die erfindungsgemäßen Wischer erzielen diese gewünschten Eigenschaften zu einem hohen Ausmaß und verbessern darüber hinaus die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von wegwerfbaren Vlieswischern bzw. Vlieswischtüchern.

Die Erfindung betrifft verbesserte ungewebte Wischer bzw.

Wischtücher bzw. Wischer oder Wischtücher aus Vliesmaterialien, ' die thermoplastische Mikrofasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser im Bereich bis zu etwa

10 pm (Mikron) aufweisen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung verbesserte Wischer, die nicht nur ausgezeichnete Sauberwischeigenschaften für wässrige Flüssigkeiten, sowie für öle mit niedriger und hoher Viskosität aufweisen, sondern auch gute Taktile und physikalische Eigenschaften, wie Festigkeit, aufweisen, die alle in wirtschaftlicher Weise bei der Herstellung derartiger Wischer erzielt werden. Die erfindungsgemäßen Wischer umfassen eine Matrix aus Mikrofasern, insbesondere schmelzgeblasenen bzw. schmelzgesponnenen thermoplastischen Fasern,in denen ein Stapelfasergemisch aus synthetischen Fasern und Baumwollfasern verteilt ist. Das Gemisch oder die Mischung ist in einer Menge von bis zu etwa 90 Gew.-% des gesamten Matrixgewichts vorhanden, und das Gemisch enthält bis zu 90 % synthetische Fasern, basierend auf dem Gesamtgewicht

OQ des Gemischs. Bevorzugte Ausführungsformen umfassen Mikrofasern, die aus Polypropylen gebildet sind und ein Gemisch aus Fasern, das Baumwolle und Polyesterstapel umfaßt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die. Stapelfasern eine Denierzahl im Bereich von bis zu etwa 6

nc auf. Es hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäße Wischer ausgezeichnete Sauberwischeigenschaften aufweisen, bestimmt mittels eines Wisch-Rückstands-Test, sowie eine ausgezeichnete Absorptionsfähigkeit sowohl für Öl als auch

für Wasser, die durch kapillare Saugtests und Tests für das Ausmaß der ölabsorptionsfähigkeit mit ölen sowohl mit niedriger als auch mit hoher Viskosität gezeigt wurde. Beim Vergleich mit üblichen Wischtüchern zeigen die erfindungsgemäßen Wischer eine einzigartige Kombination von Leistungsfähigkeit, physikalischen Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung.

Im folgenden werden die Figuren kurz beschrieben. Die Fig. 1 stellt eine schematische Ansicht eines Verfahrens dar, das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bahnen geeignet ist;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines teilweisen Querschnitts einer nicht-gebundenen Wischerbahn, die erfindungsgemäß hergestellt wurde;

Fig. 3 stellt eine Graphik dar, die die kapillaren Saugergebnisse aufzeigt, die mit Wischern erhalten wurden, die einen Bereich von Stapelfaserzusammensetzungen umfassen;

und Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Absorptionsvermögens für öl, für öle mit verschiedener Viskosität, wobei Gemische von Stapelfasern mit verschiedenen Anteilen verglichen werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die jedoch keine Einschränkung dar-3Q stellen sollen. Hierbei wird auf verschiedene Tests Bezug genommen, die sowohl mit dem erfindungsgemäßen Material als auch mit üblichen Wischern durchgeführt wurden. Diese Tests wurden wie folgt durchgeführt:

gg Zugfestigkeitsergebnisse wurden im wesentlichen nach

ASTMD-1117-74 erhalten. Proben von 10,2 χ 15,2 cm (4" χ 6") wurden hergestellt, wobei jeweils fünf ihre Längen in den "Maschinen"- und "Quer"-Richtungen aufwiesen. Es wurde

* eine Instron-Vorrichtung verwendet mit einer Backenfläche

2
von 6,45 cm (1" square) und der anderen von 2,54 χ 5,08 cm (1" χ 2") oder größer, mit der längeren Abmessung senkrecht zur Belastungsrichtung. Bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 30,5 cm (12") pro min wurde die volle. Belastungsskala aufgezeichnet und mit einem Faktor wie folgt multipliziert: Ablesungen (kg bzw. pounds): 0,91, 2,27, 4,54, 9,07, 22,7 (2, 5, 10, 20, 50); Faktoren (jeweils): 0,0048, 0,012, 0,024, 0,048, 0,120. Die Ergebnisse sind als Energie angegeben (cm/kg bzw. inches/pounds)..

Die Ergebnisse des kapillaren Sorptionsdrucks erzielte man im wesentlichen wie von Burgeni und Kapur in "Capillary Sorbtion Equilibria in Fiber Masses", Textile Research Journal, Mai 1967, Seiten 356 bis 366, beschrieben. Ein Filtertrichter wurde beweglich an einen geeichten senkrechten Pfosten befestigt. Der Trichter war beweglich und an etwa 20,32 cm (8 inches) kapillare Glasrohrleitung gebunden, die in senkrechter Richtung gehalten wurde. Eine flache geschliffene 150 ml Büchner-Glasmedium-Pyrexfilterscheibe mit Paßform, mit einem.maximalen Porendurchmesser im Bereich von 10 bis 15 pm (Mikron) stützte die gewogene Probe in dem Trichter. Der Trichter wurde mit weißem Blandol-Mineralöl mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von 0,845 bis 0,860 bei 15,6°C (60°F) von der Whitco Chemical, Sonneborn Division gefüllt, und die Probe wurde gewogen und unter einen Druck von 0,034 bar (0,5 psi) aufgebracht. Nach 1 h während der der Meniscus konstant bei einer vorgegebenen Höhe gehalten wurde, die bei 35 bis 45 cm begann, wurde die Probe entfernt, gewogen, und die pro Gramm absorbierten Gramm wurden berechnet. Die Höhe wurde eingestellt, und das Verfahren wurde mit einer neuen Probe wiederholt, bis eine Höhe von 1 cm erreicht war. Die Ergebnisse sind in der Fig. 3 aufgetragen. Im allgemeinen zeigen die unter 20 cm Öl erhaltenen Ergebnisse an, daß

Öl in den Hohlräumen der Bahn vorhanden ist, und die über 20 cm öl erhaltenen Ergebnisse sind signifikant, da sie das innerhalb der Fasern selbst absorbierte Öl anzeigen,

-ft- * a -

was einen Faktor für die Zurückhaltung durch den Wischer darstellt.

Der Raumbedarf wurde unter Verwendung eines Ames Bulktesters Modell 3223 bestimmt, der ausgerüstet war mit einem Langbereichs-Anzeiger mit 0-100 Einheiten mit einer Abstimmung von 0,00254 cm (0,001 inch) über eine volle Spanne von 7,62 cm (3 inches). Ein Universalverbindungsstück A J50B (Wisconsin Bearing Company) wurde am Boden des senkrechten Gewichts-Befestigungsstabes und am oberen Ende einer Platte von 12,7 χ 12,7 cm (5 χ 5 inches) mit einem Gesamtgewicht von 0,181 ί 0,045 kg (0,4 ± 0,01 Ib) befestigt. Zehn Proben von 10,16 χ 10,16 cm (4 χ 4 inches) ohne Falten oder Kniffe wurden aufgestapelt, wobei die Maschinenri'chtung in der gleichen Richtung orientiert war.

Die Platte wurde über dem Stapel zentriert und langsam freigesetzt. Nach 15 bis 20 s wurde der Raumbedarf auf 0,00254 cm (0,001 inch) abgelesen, und es wurde ein Durchschnitt von 5 Tests aufgezeichnet. Die Wasserabsorptionsfähigkeit wurde nach der Federal Specification UU-T-00595 (GSA-FSS), Abschnitte 4.4.4 und 4.4.5 gemessen, unter Verwendung von Proben von 10,16 χ 10,16 cm (4 χ 4 inches).

Die Wasser- oder ölabsorptionsrate wurde wie folgt bestimmt: Eine Probe von 10,16 χ 10,16 cm (4 χ 4 inches) wurde nahe der Oberfläche eines Bades von destilliertem Wasser oder öl von mindestens 10,16 cm (4 inches) Tiefe gehalten, welches bei 30 ί 1°C gehalten wurde; die Probe wurde flach auf die Wasseroberfläche fallengelassen, und die Zeit (auf die nächsten 0,1 s) wurde gemessen, bis die Probe vollständig benetzt war. Der Test wurde fünfmal wiederholt und es wurde ein Durchschnitt der Ergebnisse ermittelt.

Der Wasserrückstand wurde wie folgt bestimmt: 2 ml Wasser wurden auf die zu untersuchende Oberfläche, entweder rostfreier Stahl oder nicht-benetzbares Formica aufgesetzt, die sich auf einer von oben belasteten Waage befand und eine Oberfläche von 10,16 χ 15,24 cm (4 χ 6 inches) auf-

wies. Eine Probe von 10,16 x 15,24 cm (4x6 inches) wurde auf nicht-absorbierende flache Oberfläche über der zu untersuchenden Oberfläche befestigt, und die Testoberfläche wurde zum Kontakt mit der Probe bei einem Druck

5 von 2,94 mbar (3 g/cm ) während 5 s angehoben. Der Rückstand wurde als mg aufgezeichnet, die auf der Testoberfläche als Durchschnitt von acht Untersuchungen zurückblieben.

10 Der Rückstand an Detergenslösung wurde in gleicher Weise unter Verwendung einer Lösung von Wasser und 1 Gew.-% nicht-ionisches flüssiges Geschirrspüldetergens (Ivory) bestimmt.

ölrückstand wurde in gleicher Weise unter Verwendung von 15 Blandolöl bestimmt.

Die schmelzgeblasene bzw. schmelzgesponnene Faserkomponente der erfindungsgemäßen Matrix kann aus einer thermoplastischen Zusammensetzung gebildet werden, die zum Strangpressen bzw. zur Extrusion zu Mikrofasern geeignet ist. Beispiele umfassen Polyolefine, wie Polypropylen und Polyethylen, Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyamide wie Nylon, sowie Copolymere und Gemische davon, und andere thermoplastische Polymere. Bevorzugt ist aus Wirtschaftlichkeitsgründen sowie aufgrund verbesserter Wischeigenschaften Polypropylen. Die synthetische Stapelfaserkomponente kann auch aus diesen thermoplastischen Materialien ausgewählt werden, wobei Polyester bevorzugt ist. Die Baumwollkomponente umfaßt Baumwollfasern in Stapellänge. Der hier verwendete Ausdruck "Stapellänge" bedeutet durchschnittliche Faserlängen von 0,95 cm (3/8 inch) im allgemeinen im Bereich von etwa 0,63 bis 1,91 cm (1/4 bis 3/4 inch) bei einem Denierwert von etwa 1 bis 1 1/2. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird das Stapelfasergemisch aus synthetischen Fasern und Baumwollfasern vorzugsweise als Abfall-Bauschfaser erhalten, die erhältlich ist mit einem Gehalt von im allgemeinen etwa 10 bis 90 % Bauwollfasern und 90 bis 10 % Polyesterfasern. Diese Zusammen-

Setzungen können selbstverständlich auch geringere Mengen anderer Fasern und Zusätze enthalten, die sich nicht nachteilig auf die Eigenschaften der resultierenden Wischer auswirken.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wischermaterials kann eine Vorrichtung anwenden, wie sie allgemein in der US-PS 4 100 324 (Anderson, Sokolowski und Ostermeier, 11. Juli 1978) beschrieben wird, und insbesondere im Hinblick auf die Fig. 1 davon, auf die hier Bezug genommen wird. Insbesondere wird unter Bezug auf die vorliegende Fig. 1 im allgemeinen eine Polymer zufuhr 10 von einem (nicht dargestellten) Extruder zur Düse 16 beschickt. Luftzufuhreinrichtungen 12 und 14 kommunizieren durch Kanäle 18 und 20 zur Düsenspitze 22,durch die das die Fasern bildende Polymere 24 stranggepreßt bzw. extrudiert wird. Ein Exzenter (Schlagexzenter, Picker) 26 nimmt die Abfall-Bauschfasern 28 auf und trennt sie in Einzelfasern 30, die zum Kanal 32, der in Verbindung mit deia Luftkanal 34 steht, und zur Düsenspitze 22 beschickt v/erden. Diese Fasern werden mit schmelzgeblasenen bzw. schmelzgesponnenen Fasern 24 vermischt und in die Matrix 35 eingearbeitet, die auf der Formungstrommel 36 kompaktiert wird und über die Beschickungswalze 38 zur Bindung zwischen der Muster™ walze 40 und der Amboßwalze 42 dirigiert wird, worauf¹das Material zu einzelnen Wischern geschnitten oder zur späteren Umwandlung aufgerollt und gelagert werden kann. Es ist ersichtlich, daß anstelle des Beschickens der Polyester- und Baurawollfasern als ein Gemisch, die Fasern einzeln zu.m

go Vermischen mit schmelzgeblasenen bzw. schmelzgesponnenen Fasern 24 am Austritt der Düsenspitze 22 beschickt werden können.

Das spezielle Bindungsmuster wird vorzugsweise so gegg wählt, daß es günstige textilartige taktile Eigenschaften verleiht und Festigkeit und Dauerhaftigkeit für den beabsichtigten Verwendungszweck ergibt. Im allgemeinen erfolgt eine Prägung bei einem Druck im Bereich von etwa

130 pli (23,24 kg/cm) bis etwa 500 pli (89,37 kg/cm), vor- ;

zugsweise mindestens 150 pli (26,61 kg/cm) für 14 % Bin- [

dungsflache. Für eine unterschiedliche Bindungsfläche kann !

der bevorzugte Druck erhalten werden durch Multiplizieren *

mit dem Verhältnis der % Fläche , um an einem indivi- \

due Ilen Bindungspunkt e'inen konstanten Druck (psi) aufrecht- ;^: zuerhalten. Die Temperatur liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 82,2 bis 162,8°C (etwa 180 bis 325°F) und vorzugsweise bei etwa 126,7°C (etwa 26O°F), wenn beispielsweise IQ die schmelzgeblasenen Fasern Polypropylen sind und die

synthetischen Fasern Polyester sind. ;

Das Bindungsmuster führt vorzugsweise zu einzelnen Prägun- ; gen über 5 bis 30 % der Materialoberfläche, mit Einzel-2 bindungen im Bereich von etwa 3 bis 31 Bindungen/cm

2 '

(20 bis 200 Bindungen/inch ). . !

Wenn ein rasches Abschrecken der Fasern gewünscht wird,, können die Filamente 24 durch die Sprühdüse 44 beispiels-

2Q weise während der Herstellung behandelt werden. Das Material kann zur Wasserbenetzbarkeit falls gewünscht mit ; einem oberflächenaktiven Mittel behandelt werden. Es sind ■ zahlreiche brauchbare oberflächenaktive Mittel bekannt, !

und sie umfassen beispielsweise anionische und ionische Zusammensetzungen, die in der US-PS 4 307 143 (Meitner, 22. Dezember 1981) beschrieben werden. Für die meisten Anwendungszwecke, die eine Wasserbenetzbarkeit verlangen, wird das oberflächenaktive Mittel in einem Ausmaß von etwa 0,15 bis 1,0 Gew.-% auf dem Wischer nach dem Trocknen

QQ zugesetzt. ;

Unter Bezugnahme auf die schematische Verahschaulichung der Fig. 2 wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wischermaterials beschrieben. Aus Übersichtlichkeitsgg gründen vor dem Prägen beschrieben, wird der Wischer 46 aus einem im allgemeinen gleichmäßigen Gemisch aus Mikrofasern 48 mit Baumwollstapelfasern 50 und Polyesterstapelfasern 52 gebildet. Zwar soll die Erfindung

nicht auf eine spezielle Theorie beschränkt werden, jedoch wird angenommen, daß die verbesserte Leistungsfähigkeit durch die Polyesterstapel- und Baumwollstapelfasern erzielt wird, die die feinen Mikrofasern trennen und Hohlräume für die Absorption von Flüssigkeiten bilden. Darüber hinaus wird angenommen, daß die Natur der Baumwollfasern zur Verbesserung der Textur,der Benetzbarkeit und der Sauberwischeigenschaften beiträgt. In Abhängigkeit von den speziellen für den Wischer gewünschten Eigenschaften kann der Prozentsatz an Baumwollstapelfasern in dem Gemisch mit Polyesterstapel im Bereich von bis zu etwa 90 Gew-% variieren, wobei ein Bereich von etwa 30 bis 70 Gew.-% bevorzugt ist. Dieses Gemisch kann zu den Mikrofasern in einer Menge im Bereich von bis zu etwa 90 % Gemisch, bezogen auf das Gewicht, zugesetzt werden, wobei der Bereich von etwa 40 bis 80 % bevorzugt ist. Je größer im allgemeinen die Menge des zugesetzten Gemischs an synthetischen Stapelfasern und Baumwollstapelfasern ist, mn so besser sind die Eigenschaften des Sauberwisch-

20 Vermögens.

Das Gesamtbasisgewicht hängt auch von dem gewünschten Anwendungszweck des Wischers ab, liegt jedoch normaler-

2 weise im Bereich von etwa 25 bis 300 g pro m und vorzugs-

2 25 weise im Bereich von etwa 65 bis 150 g pro m.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung

der Erfindung.

35 Beispiel 1

Unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie allgemein in der Fig. 1 beschrieben wird, mit einer Exzentereinstellung (picker setting) der lichten Weite von Beschickungswalze

1 zu Ansatzstab (nosebar) von 0,00762 cm (0,003 inches), des Abstands von Ansatzstab zum Exzenter von 0,0203 cm (0,008 inches) und einer Exzentergeschwindigkeit von 320 UpM, wurde Polypropylen mit einem Zylinder-Überdruck 5 von 13,79 bis 24,13 bar (200-350 Psig) bei einer Temperatur von etwa 338 bis 4O4°C (etwa 640 bis 760⁰F) unter Bildung von Mikrofasern mit Primärluft bei etwa 332 bis 379°C (etwa 630 bis 715°F) bei einem Faserproduktionsausmaß von 1,2 bis 2,3 PIH, extrudiert. Zu diesen Mikrofasern

wurden in dem verfeinernden Luftstrom etwa 50 Gew.-%

eines Gemischs von Polyester-Stapelfasern und Baumwollstapelfasern (Produkt-Nr. A1122, Leigh Textiles, nominally ein 50/50 Gew.-%-Gemisch) in einer Rate von 1,2 bis 2,3 PIH gefügt. Die resultierende Matrix wurde durch Wärme-

und Druckbedingungen von 126,7°C (260⁰F) und 1,379 bar (20 psi) in einer Musterabdeckung von etwa 14 % der

2 spezifischen Oberfläche mit etwa 22 Bindungen pro cm

(etwa 140 Bindungen pro square inch) gebunden. Das Material wies ein Basisgewicht von 114,75 g/m (95,95 g/square yard) 20 und einen Raumbedarf von 0,0137 cm (0,054 inch) auf. Es war weich und zusammendrückbar und wies ausgezeichnete taktile Eigenschaften auf.

Beispiel

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch gelbes Pigment (Ampaset 43351) in einer Menge von etwa 0,7 Gew.-% zugesetzt wurde. Das resultierende Material wies ein Basisgewicht von 122,39 g/m (102,33 g/square yard) und einen - Raumbedarf von 0,1143 cm (0,045 inch) auf.

lBeispiel3

Zu Vergleichszwecken wurde das Beispiel 1 wiederholt, wobei jedoch das Gemisch aus Baumwoll- und Stapelfasern durch Pulpen- bzw. Zellstoffasern ersetzt wurde. Das resultierende Material wies ein Basisgewicht von 98,05 g/m (81,98 g/square yard) und einen Raumbedarf von 0,142 cm (0,056 inch) auf. Beispiel 3A ist ein ähnliches Beispiel

2 2

aus zwei Schichten von etwa 50,85 g/m (etwa 1,5 oz/yd ) eines Gemischs aus Pulpe bzw. Zellstoff und schmelzgeblasenen Polypropylenfasern, mit einer Schicht auf jeder

7 2

Seite aus· einer etwa 13,56 g/nr (0,4 oz/yd ) verstärkenden, spinngebundenen Polypropylenschicht.

Beispiel 4

Ebenfalls aus Vergleichszwecken wurde das Beispiel 1 wiederholt, jedoch ohne Zusatz der Fasern, unter Bildung einer reinen schmelzgeblasenen Polypropylenbahn. Dieses

ο Material wies ein Basisgewicht von 106,9 g/m (89,41 g/

square yard) und einen Raumbedarf von 0,081 cm (0,032 inch) auf. 25

Beispiele 5 bis 8

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch ein Fasergemisch (nominell 50/50 Gew.-%), bezeichnet als A141M, verwendet wurde und das Verhältnis von Stapelgemisch zu schmelzgeblasenen Mikrofasern wurde wie folgt variiert: 3O/7O, 40/60, 50/50 und 60/40.

Beispiele 9 bis 11

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Denier des Polyesters in dem Baumwollstapelfasergeraisch von 15 auf auf 3 Denier variiert wurde.

Die Materialien der Beispiele 1 bis 11 wurden zum Wischen und auf bestimmte physikalische Eigenschaften untersucht, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt. Zu Vergleichszwecken wurden auch Tests mit einem Wischer durchgeführt, der Stapelfasern enthielt, die nur zu schmelzgeblasenen Mikrofasern gefügt wurden (Beispiel 12), sowie Tests mit käuflichen Standardtüchern (Beispiel 13), Frotteetuch-Stabhandtüchern (Beispiel 14), Papier-Wischern (Beispiel 15), spinngebundenern Material allein. (Beispiel 16), spinngebundenem Material allein mit schwererem Basisgewicht (Beispiel 17), spinngebundenem/ schmelzgeblas"enem/spinngebund^:enem Laminat-Wischermaterial (Beispiel 18), einem Laminat aus Material von Beispiel 3 zwischen zwei spinngebundenen Schichten (Beispiel 19), Polyesterwischermaterial (Beispiel 20) und Wischern aus kardierten Bahnen (Beispiel 21).

Die Fig. 3 zeigt anhand von kapillaren Saugkurven, daß die erfindungsgemäßen Wischermaterialien überraschende Eigenschaften im Hinblick auf die Kurven für die separat getesteten einzelnen Bestandteile aufweisen. So absorbieren die erfindungsgemäßen Materialien wesentlich mehr öl, außer bei den niedrigsten Öldrücken. 30

Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß die ö!kapazität mit steigenden Mengen an Stapelfasern zunimmt und daß Werte von mindestens etwa 500 % leicht erzielt werden. Die getesteten Materialien enthielten 60 %, 50 % und 40 % Stapelgemisch, bezogen auf das Gemisch, basierend auf dem kombinierten

Gewicht und den Basisgewichten von 108,69, 116,44 bzw. 89,71 g/m getestet.

89,71 g/m . Sie wurden mit Motorenöl 10, 30 und 80 W

Cu CO bO 60 ►-· ι-·

αϊ ο cn ο σι ο σι

Tabelle I

Beispiel 1 . 2 3 3A 4 5 6 7 8 9 Iq

Wasserabsorption:

Kapazität (%) 793 560 972 751 435 534 520 591 648 631 638 675

Rate (s)

793	560	972	751	435
1,99	1,07	1,10	1,16	3,40
677	506	81Ο	618	414
3,99	7,37	2,73	3,19	18,87

ölabsorption:

Kapazität (%) 677 506 81O 618 414 405 5OO 530 565 ' 596 527 547

Rate (s)

Trockenwas serrückstand (mg) :
1 Schicht - Formica 65 9 75 33 113 _f

1 Schicht - rostfr.

	Schichten	Stahl	45	14	69	25	77
4	Schichten	- Formica	22	4	16	12	1
4		- rostfr.
	Stahl	3	1	24	8	2

nasse Probe Wasser

Rückstand (rag);

1 Schicht - Formica 12 69 21 14 583 1 Schicht - rostfr.

GO

cn cn

	Schichten	Stahl	12	97	3	27	493
4	Schichten	- Formica	4	0	12	0	25
4		- rostfr.
	Stahl	3	1	3	0	13

co
αϊ

ω ο

bO O

cn

CJI

Tabelle I (Fortsetzung) Beispiel

3Ά

10

11

1 % Ivory-Lösung
Rückstand (mg):
1 Schicht
4 Schichten

Ölrückstand (mg):
1 Schicht
4 Schichten

Basisgewicht
(g/m²)

Zugfestigkeit (g)
Dicke (cm)

Schüttdichte
bzw. Raumbedarf
g/cm

62

55

261

48 33

96,0 122,4 98,3

1022

0,137 0,114 0,142

7,004 10,736 6,905

471

251

47Ο 251

178

130 45	106,9	114,8	112,8	100,2	115,5	1O5,3	* · C * < et c
124,2 106,9	449O	3538	3265	29 5O			99,2 \Λ
					0,005	0,005	ί ,
0,081							O,0O5 '.... ί
							t c r C « C
13,0						β · 4 • C β «

GO J -P-

co ο

bJ (Jl

on

Tab eile

(Fortsetzung)

Beispiel	12	13	14	15	16	17	18	19	2O	21	CO -P-
Wasserabsorption Kapazität (%) Rate (s)	243 OO	272	412 0,64	782 0,80	396		422 25,IO	642 1,41		593 49,52	I *
Ölabsorption: Kapazität (%) Rate (s)	1571 3,10	289 11,53	300 1,05	563 4,19	357 17,3O		362 22,15	512 4,21		342 44,30	44,1 cn
Trockenwasserrückstand mg 1 Schicht - Formica 1 Schicht - rostfr.Stahl	1895 1852	1643 1579	0 O	6 1	175O		429 510	36 69	1153 692	209 153
4 Schichten - Formica 4 Schichten - rostfr. Stahl	1895 1852	1643 1579	0 0	1 0	1750		380 16	12 25	691 515	17 : 62 ι
nasse Probe Wasser Rückstand (mg) 1 Schicht - Formica 1 Schicht - rostfr.Stahl	1216 774	733 1020	2 64	149 167	1111		651 803	50 42	335 210-	47 * 21 ^:
4 Schichten - Formica 4 Schichten - rostfr. Stahl	1235 708	44 30	0 0	4 3	734		128 265	0 0	4 1	5 0
1 % Ivory-Lösung Rückstand (mg): 1 Schicht 4 Schichten		207	13 25		949 202	269 7	548 39	56 9
ölrückstand (mg): 1 Schicht 4 Schichten		80					250 61	53 41
2 Basisqewicht (a/m ):	69,5	180,5	378,9	87,7	62,2	120,0	89,2	126,3

-ao-Um die verbesserten ölabsorptionsraten, die erfindungsgemäß erzielbar sind, zu zeigen, wurden Tests mit Materialien durchgeführt, die verschiedene Anteile an Gemisch und Mikrofaserkomponenten aufwiesen, und außerdem wurden öle verschiedenen Gewichts und unterschiedlicher Viskosität verwendet. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt und zeigen, daß in allen außer einem Falle, die Rate verbessert wurde bei steigender Gemischzugabe und daß die. Verbesserung bei den ölen mit höherem Gewicht sogar beträchtlicher war.

Tabelle II " ' ölabsorptionsrate ( s )

Motorölsorte (SAE)

Gemisch/ _{50 85}

schmelzgeblasen __. .

40/60 50/50

60/40 20

Aus den vorstehenden Beispielen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Wischermaterial zu einer einzigartigen Kombination von ausgezeichneten Wischeigenschaften für verschiedene Flüssigkeiten führt, einschließlich ölen verschiedener Viskositäten, wobei die.Festigkeit und das Aussehen zu einerr. verbesserten Wischer bei wesentlicher Wirtschaftlichkeit führt, die aus der Fähigkeit resultiert, zurückgeführte Fasern, die Baumwolle und Polyester enthalten, einzuarbeiten. Es ist somit ersichtlich, daß erfindungsgemäß ein Wischermaterial bereitgestellt wurde, das den Gegenständen und Zielen, die vorstehend angegeben wurden, voll entspricht.

Die Erfindung betrifft somit Wischer bzw. Wischtücher oder Wischmaterialien, die eine Matrix aus nicht-gewebten Fasern bzw. Faservliesen aufweisen, mit einem Basisgewicht, das im allgemeinen im Bereich von etwa 25 bis

3,	55	3,	59	11	,86	28,	33
2,	61	3/	18	8	»17	20,	74
2,	67	2,	32	8	,07	16,	21

300 g/m liegt und die eine schmelzgeblasene bzw. schmelzgesponnene Bahn umfassen, in die ein Stapelfasergemisch aus synthetischen und Baumwollfasern eingearbeitet ist. Die Kombination führt zu stark verbesserten Wischeigenschäften, sowie zu verbesserter Festigkeit und Absorptionsfähigkeit für zahlreiche industrielle Anwendungszwecke, die das Wischen von öligen und/oder wässrigen Materialien erfordern. Die Wischer können durch ein üblichen Schmelzblasverfahren hergestellt werden, bei dem ein thermoplastisches Polymeres zu Filamenten in Luftströme extrudiert wird, die die Filamente zu feinen Fasern ziehen und verfeinern, die einen durchschnittlichen Durchmesser von bis zu etwa 10 pm (Mikron) aufweisen. Das Stapelfasergemisch aus synthetischen Fasern und Baumwollfasern kann zu dem Luftstrom gefügt werden und die am Zusammentreffen mit den Luftströmen erzeugte Turbulenz führt zu einer gleichmäßigen Integration des Stapelfasergemischs in die schmelzgeblasene Bahn. Die Matrix kann bis zu 90 Gew.-% des Gemischs aus synthetischen und Baumwollfasern enthalten, das selbst bis zu etwa 90 Gew.-% der synthetischen Fasern enthalten kann. Die schmelzgeblasene Bahn kann aus einer Vielfalt thermoplastischer Polymerer einschließlich Polyolefine, Polyamide, Polyester und dgl. gebildet werden. Die synthetische Faserkomponente des Stapelfasergemischs kann auch aus derartigen synthetischen thermoplastischen Fasern sowie aus anderen gebildet werden, einschließlich Reyon, Polyacetat und dgl. Wischer, die Erfindungsgemäß hergestellt werden, weisen eine besonders verbesserte ölabsorptionsrate und Sauberwischeigen- schäften auf, was durch Untersuchung von Rückständen sowie durch kapillare Saugkurven ersichtlich ist. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen hat die Stapelkomponente einen Denierwert im Bereich von bis zu 6 Denier, was zu noch besseren Wischeigenschaften führt. Die Matrix wird vorzugsweise durch musterförmige Anwendung von Hitze und Druck oder durch Schallenergie gebunden, wobei die gebundene prozentuale spezifische Oberfläche im Bereich von etwa 5 bis 30 liegt, und die Einzelbindungen im Bereich

von etwa 3 bis 31 Bindungen/cm (20 bis 200 Bindungen/

2
inch ) liegen, oder Linienmuster, entweder im allgemeinen

in einer einzigen Richtung oder als sich schneidende Linien im Bereich von 0,78 bis 5,9 Linien pro cm (2 bis 15 Linien pro inch) vorliegen.

33-

- Leerseite -

Claims

13RÜNECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & PARTNER

KIMBEELY-CMEK CORPORATION Forth Lake Street Neenah, Wisconsin 54-956 USA

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTOHN6VS

A. GRUNECKER. m.«

DR. H..KINKELDEY. a«.-ing

DR W. STOCKMAIR. o=i-iNa.«fE[i

DR. K. SCHUMANN. a·*, »us

P. H. JAKOB. DiPL-ing

DR. G. BEZOLD. opucxm

W. MEISTER. OPL.IW5

H. HILGERS. opuing

DR H. MEYER-PLATH. d.pl.-,-*-,

8000 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTRASSE 58

P 18 656

Wischer auf der Basis von Vliesmaterial

Patentansprüche

V 1. wischer bzw. Wischermaterial in ungewebter Form bzw. ^—^/Vliesform, enthaltend eine Matrix aus Fasern mit

einem Basisgesamtgewicht im Bereich von etwa 25 bis

2
g/m , die eine Bahn aus thermoplastischen Mikrofasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von bis zu etwa 10 pm enthält, in der über die gesamte Bahn ein Gemisch aus synthetischen
Stapelfasern und Baumwollfasern verteilt ist, wobei das Gemisch in einer Menge von bis zu 90 Gew.-%,
basierend auf dem gesamten Matrixgewicht vorhanden ist und bis zu 90 % synthetische Stapelfasern,
basierend auf dem Gesamtgewicht des Gemischs enthält.

2. Wischer nach Anspruch 1, in dem die thermoplastischen Mikrofasern aus Polypropylen sind.

3. Wischer nach Anspruch 1 oder 2, in dem die synthetischen Stapelfasern vorwiegend aus Polyester sind.

Wischer nach Anspruch 1,2 oder 3, der in Form eines Musters über etwa 5 bis 30 % seiner Oberfläche gebunden ist mit einer Bindungsfrequenz von etwa 3 bis 31 Bindungen pro
square/inch).

Bindungen pro cm (etwa 20 bis 200 Bindungen pro

5. Wischer nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, der in Form eines Musters über etwa 5 bis 30 % seiner Oberfläche mit einem Linienmuster gebunden ist,- das eine Frequenz

10 von etwa 0,78 bis 5,9 Linien pro cm (etwa 2 bis 15 Linien pro inch) aufweist.

6. Wischer nach Anspruch 2 oder einem der übrigen vorhergehenden Ansprüche, der in Form eines Musters über

15 etwa 5 bis 30 % seiner Oberfläche gebunden ist, mit einer Bindungsfrequenz von etwa 3 bis 31 Bindungen

2
pro cm (etwa 20 bis 200 Bindungen pro square/inch).

7. Wischer nach Anspruch 2 oder einem der übrigen vorhergehenden Ansprüche, der über etwa 5 - 30 % seiner Oberfläche miteinem Linienmuster gebunden ist, das eine Frequenz von etwa 0,78 bis 5,9 Linien pro cm (etwa

2 bis 15 Linien pro inch) aufweist.

8. Wischer nach Anspruch 1 oder einem der übrigen vorhergehenden Ansprüche, der mit einem oberflächenaktiven Mittel in einer Menge von etwa 0,15 bis 1,0 Gew.-% behandelt wurde.

9 - Wischer nach Anspruch 1 oder einem der übrigen vorhergehenden Ansprüche, in dem der Denierwert der synthetischen Stapelfasern im Bereich von bis zu etwa 6 liegt,

10. Wischermaterial bzw. Wischer aus ungewebtem Material bzw. aus Vliesmaterial mit einer Ölkapazität von min~

destens etwa 5oo % und einem Basisgesamtgewicht im

2 Bereich von etwa 25 bis 300 g/m , das bzw. der eine

Fasermatrix enthält, die thermoplastische Mikrofasern

mit einem durchschnittlichen Durchmesser im Bereich

von bis zu etwa 10 pm aufweist, wobei über die gesamte Matrix ein Gemisch aus Baumwollfasern und Polyesterstapelfasern verteilt ist, das bis zu etwa 9O % der Polyester-Stapelfasern enthält, und worin das Gemisch in einer Menge bis zu etwa 90 Gew.-% vorhanden ist, wobei die Matrix in Form eines Musters über etwa 5 bis 30 % ihrer spezifischen Oberfläche gebunden ist und etwa 0,25 bis 1,0 % oberflächenaktives Mittel enthält. 10

11. Wischer nach Anspruch 10, in dem die Mikrofasern

Polypropylen sind und das Bindungsmuster 3 bis 31 Bindüngen pro cm (20 bis 200/square inch) aufweist.