CZ2021234A3 - Netkaná textilie se zvýšenou pevností - Google Patents
Netkaná textilie se zvýšenou pevností Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2021234A3 CZ2021234A3 CZ2021-234A CZ2021234A CZ2021234A3 CZ 2021234 A3 CZ2021234 A3 CZ 2021234A3 CZ 2021234 A CZ2021234 A CZ 2021234A CZ 2021234 A3 CZ2021234 A3 CZ 2021234A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- component
- fibers
- carbons
- woven fabric
- fiber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/005—Synthetic yarns or filaments
- D04H3/009—Condensation or reaction polymers
- D04H3/011—Polyesters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
- D04H3/147—Composite yarns or filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/06—Load-responsive characteristics
- D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Abstract
Netkaná textilie (21) obsahující nekonečná vlákna a pojící vtisky nebo pojící body, přičemž nekonečná vlákna obsahují alespoň 80 % hmotn. alifatických polyesterů, nekonečná vlákna obsahují první komponentu tvořící alespoň 55 % povrchu vlákna, první komponenta obsahuje alespoň jeden alifatický polyester a alespoň 0,1 % hmotn. aditiva, kde aditivum obsahuje amidovou skupinu, a koresponduje s obecným vzorcem (i) R1-(CO)-NH2, (ii) R1-(CO)-NH-R2 nebo (iii) R1-(CO)-NH-R3-NH-(CO)-R2.
Description
Netkaná textilie se zvýšenou pevností
Oblast techniky
Vynález se týká termicky pojených netkaných textilií typu spunmelt s obsahem alifatických polyesterů se zvýšenou účinností termického pojení vedoucí ke zvýšené pevnosti textilie.
Dosavadní stav techniky
Pevnost či mechanická odolnost netkané textilie je dána zejména dvěma hlavními faktory. První je dána samotným vláknem (polymemí kompozice a charakteristika její krystalizace, způsob jejího rozložení, tloušťka vlákna). V případě biopolymerů, a to zejména alifatických polyesterů, jako je například kyselina polymléčná (PLA) je znám například patent firmy Kimberly Clark podaný v USA a udělený pod číslem US7994078, který popisuje vhodné směsi alifatických polyesterů (kombinace více krystalických a více amorfních polymerů) pro dosažení lepší kvality vlákna a následně netkané textilie. Uvedené směsi mohou být použity v monokomponenních vláknech nebo v různých kombinacích v bikomponentních vláknech, kdy je žádoucí použít amorfnější složku s nižší teplotou tání na povrchu vlákna.
Druhý faktor zásadně ovlivňující výsledné mechanické vlastnosti netkané textilie představuje pojení vláken mezi sebou. Pro potřeby tohoto spisu se omezíme na termické pojení, kdy dojde k natavení části vlákna, změklé až natavené části vláken se spojí a vytvoří pojící místo. Například velmi běžné je pojení pomocí páru kalandrovacích válců, kde se kromě působení teploty využívá i tlaku, kdy výstupky na jednom či obou válcích tvoří takzvané pojící vtisky. Dalším známým způsobem je například pojení pomocí horkého vzduchu, který prochází celou textilií, a v místech doteku vláken tvoří pojící body. Způsoby pojení a různé výhody jsou popsány například ve spisech WO2012130414 nebo WO2017190717, kde jsou zdůrazněny výhody různých tvarů a rozložení pojících vtisků vytvořených dvojící hladkého pojícího válce s válcem s výstupky. Horkovzdušné pojení a jeho výhody jsou popsány například ve spisu WO2020103964 nebo v české přihlášce PV 2020-591.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je zejména zvýšení pevnosti netkaných textilií obsahujících vlákna s alifatickými polyestery a tento úkol je vyřešen netkanou textilií obsahující nekonečná vlákna a pojící vtisky nebo pojící body, nekonečná vlákna obsahují alespoň 80 hm% alifatických polyesterů, nekonečná vlákna obsahují první komponentu tvořící alespoň 55 % povrchu vlákna, první komponenta obsahuje alespoň jeden alifatický polyester a alespoň 0,1 hm% aditiva, aditivum obsahuje amidovou skupinu, aditivum koresponduje s obecným vzorcem (i) nebo (ii) nebo (iii) (i) Rl-(C0)-NH2 (ii) R1-(CO)-NH-R2 (iii) R1-(CO)-NH-R3-NH-(CO)-R2
S výhodou
- 1 CZ 2021 - 234 A3
a. RI je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce alespoň 10 uhlíků, lépe alespoň 12 uhlíků, s výhodou minimálně 15 uhlíků; a/nebo
b. R2 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce alespoň 10 uhlíků, lépe alespoň 12 uhlíků, s výhodou minimálně 15 uhlíků; a/nebo
c. R3 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce 1 až 3 uhlíky
Rovněž je výhodné, když
a. R1 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce maximálně 30 uhlíků, lépe maximálně 25 uhlíků, s výhodou maximálně 20 uhlíků, a/nebo
b. R2 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce maximálně 30 uhlíků, lépe maximálně 25 uhlíků, s výhodou maximálně 20 uhlíků.
Rovněž je výhodné, když
a. R1 je nerozvětvený alifatický řetězec; a/nebo
b. R2 je nerozvětvený alifatický řetězec; a/nebo
c. R3 je nerozvětvený alifatický řetězec.
Dle výhodného provedení:
a. R1 je nasycený alifatický řetězec; a/nebo
b. R2 je nasycený alifatický řetězec; a/nebo
c. R3 je nasycený alifatický řetězec.
Rovněž je výhodné, když první komponenta obsahuje alespoň 0,15 hm% aditiva, lépe alespoň 0,20 hm% aditiva, s výhodou alespoň 0,25 hm% aditiva.
Ve výhodném provedení první komponenta obsahuje ne více než 10% aditiva, lépe ne více než 5% aditiva, s výhodou ne více než 1% aditiva.
S výhodou je aditivem N,N'-ethylenebis(stearamid).
S výhodou první komponenta tvoří alespoň 70 % povrchu vlákna, lépe alespoň 85 % povrchu vlákna, lépe alespoň 90 % povrchu vlákna, s výhodou alespoň 95 % povrchu vlákna.
První komponenta tvoří s výhodou plášť v bikomponentním typu vlákna jádro-plášť.
V jiném provedení první komponenta tvoří jednu ze stran v bikomponentním typu vlákna strana / strana.
Nekonečná vlákna obsahují s výhodou alespoň 90 hm% polymemích složek, lépe alespoň 95 hm% polymemích složek, s výhodou alespoň 99 % polymemích složek.
Rovněž je výhodné, když první komponenta obsahuje směs alifatických polyesterů s různou hodnotou tepla studené krystalizace.
-2CZ 2021 - 234 A3
A také je výhodné, když první komponenta obsahuje PLA nebo kombinace alespoň dvou druhů PLA s různou hodnotou tepla studené krystalizace, případně když první komponentu tvoří směs PLA a dalšího alifatického polyesteru.
Ve zvlášť výhodném provedení vlákna netkané textilie obsahují druhou komponentu, přičemž první komponenta má nižší teplotu tání než druhá komponenta.
Přitom druhá komponenta s výhodou obsahuje alespoň jeden alifatický polyester, s výhodou PLA nebo směs různých typů PLA s různou hodnotou tepla studené krystalizace.
Výše uvedený úkol je také vyřešen způsob výroby netkané textilie, který obsahuje následující kroky:
a) připraví se materiál pro výrobu nekonečných vláken, který obsahuje alespoň 80 hm% polymemích složek, přičemž tento materiál obsahuje složky první komponenty nekonečných vláken, která obsahuje alespoň jeden alifatický polyester a aditivum v množství alespoň 0,1 hm% z celkového množství první složky, přičemž aditivum obsahuje amidovou skupinu a koresponduje s obecným vzorcem (i) nebo (ii) nebo (iii) (i) R1-(CO)-NH2 (ii) R1-(CO)-NH-R2 (iii) R1-(CO)-NH-R3-NH-(CO)-R2
b) roztaví se a smíchají alespoň složky první komponenty,
c) alespoň první komponenta se přivede do trysek zvlákňovací hlavy, pomocí které se vytvářejí nekonečná vlákna, jejichž alespoň 55 % povrchu je tvořeno první komponentou, načež se takto utvořená vlákna chladí a dlouží a následně ukládají na ubíhající pás,
d) načež se takto vytvořená vrstva vláken tepelně pojí.
S výhodou se v kroku d) vrstva vláken pojí kalandrováním a/nebo působením horkého vzduchu.
Definice
Pojem „vrstva vláken“ zde označuje materiály ve formě vláken, které se nacházejí ve stavu před vzájemným pojením. „Vrstva vláken“ zahrnuje jednotlivá vlákna, mezi nimiž obvykle ještě není vytvořena vzájemná vazba, i když mohou být určitým způsobem předběžně pojena, přičemž k tomuto předběžnému pojení může dojít během nebo krátce po ukládání vláken například ve spunmelt procesu. Toto předběžné pojení však stále umožňuje volný pohyb podstatného počtu vláken, která je tedy možno přemísťovat. Uvedená „vrstva vláken“ může zahrnovat několik vrstev vzniklých pokládáním vláken z několika zvlákňovacích hlav ve spunmelt procesu, přičemž platí, že rozložení tloušťky průměru vláken a porozity v podvrstvách uložených z jednotlivých hlav se významně neliší. Sousedící vrstvy vláken nemusí být od sebe odděleny ostrým přechodem, jednotlivé vrstvy se mohou v oblasti kolem hranice částečně prolínat.
Pojmem „filament“ je zde označováno v zásadě nekonečné vlákno, zatímco pojem „staplové vlákno“ se vztahuje k vláknu, které bylo zastřiženo na definovanou délku. Pojmy „vlákno“ a „filament“ jsou zde vzájemně zaměnitelné.
K vyjádření „průměru vlákna“ se používají délkové jednotky SI - mikrometry (pm) nebo nanometry (nm). Pojmem průměr vlákna nebo tloušťka vlákna jsou pro potřeby tohoto spisu zaměnitelné. V případě, že vlákna nemají kruhový průřez, je uvažován průměr vlákna, který odpovídá ekvivalentnímu vláknu s kruhovým průřezem. Pojmy „počet gramů vlákna na 9000 m“
-3 CZ 2021 - 234 A3 (také titr denier nebo Tden nebo den) nebo „počet gramů vlákna na 10000 m“ (dTex) se používají k vyjádření stupně jemnosti nebo hrubosti vlákna.
Pojmem „jednosložkové vlákno“ se označuje vlákno tvořené jedinou polymemí složkou nebo jedinou směsnou polymemí složkou, čímž se toto odlišuje od dvousložkového nebo vícesložkového vlákna.
Pojem „směs“ nebo „blend“ zde odkazuje typicky na polymemí materiály, které jsou obsaženy ve vláknu. Jako například když je více polymerů smícháno dohromady. Toto nevylučuje přísady dalších látek, typicky v menším množství (např. barviva, procesní aditiva, aditiva upravující vlastnosti povrchu atd.). Blend může být použit jak v monokomponentních vláknech, tako jako složka bikomponentního nebo multikomponentního vlákna.
Pojmy „dvousložkové vlákno“ a „bikomponentní vlákno“ označují vlákno, jehož průřez zahrnuje dvě samostatné polymemí složky, dvě samostatné směsné polymemí složky nebo jednu samostatnou polymemí složku a jednu samostatnou směsnou polymemí složku. Pojem „dvousložkové vlákno“ spadá pod souhrnný pojem „vícesložkové vlákno“. Dvousložkové vlákno může mít průřez rozdělen do dvou nebo několika částí tvořených rozdílnými složkami jakéhokoli tvam či uspořádání, včetně například souosého uspořádání, uspořádání jádro-plášť, strana-strana, “segmented pie atd. Pojem „hlavní složka“ popisuje složku, která má větší hmotnostní podíl ve vlákně.
Pojem „první komponenta“ představuje polymer nebo směs polymerů která je jedinou komponentou v případě monokomponentního vlákna a která je jednou z komponent v případě vícekomponentního vlákna.
Dvousložkový filament mající „strukturu tvořenou jádrem a pláštěm“ je filament, jehož průřez zahrnuje dva samostatné dílčí průřezy, z nichž každý sestává z jiné polymemí složky nebo jiné směsi polymemích složek, přičemž polymemí složkou nebo směsí polymemích složek tvořící uzavřený plášť je obklopena polymemí složka nebo směs polymemích složek tvořící jádro. Například pojem „C/S 70/30“ popisuje dvousložkové vlákno v uspořádání jádro-plášť, kde jádro odpovídá 70ti hmotnostním % vlákna a plášť 30ti hmotnostním % vlákna.
„Netkaná textilie“ je struktura ve formě rouna nebo vlákenné vrstvy, která je vyrobena z řízené kladených nebo náhodně orientovaných vláken, z kterých je nejprve vytvořena vrstva vláken, která se následně vzájemně propojuje (sceluje). Vlákna mohou být vzájemně pojena třením, působením kohezních sil, lepením pojivý nebo jinými adhezivy, či termoplasticky za vzniku jednoho nebo více vazných pojících vzorů sestávajících z pojících vtisků vytvářených ohraničeným stlačováním a/nebo působením tlaku, ohřevu, ultrazvuku nebo tepelné energie, případně kombinací těchto účinků. Pojem nezahrnuje látky, které jsou vyrobeny tkaním a pletením nebo za použití přízí či vláken tvořících spojovací stehy. Vlákna mohou být přírodního i syntetického původu, přičemž se může jednat o staplová vlákna, nekonečná vlákna nebo vlákna vytvářená přímo v místě zpracování. Běžně dostupná vlákna mají průměry v rozsahu cca 0,0005 mm po cca 0,25 mm a dodávají se v několika různých formách: krátká vlákna (známá také jako staplová nebo střižová). Nekonečná jednotlivá vlákna (tzv. filamenty nebo monofilamenty), nebo svazky nekonečných vláken (tzv. multifilamenty nebo tzv. kabílky) a svazky nekonečných vláken se společným zákrutem (příze). Netkané textilie lze vytvářet mnoha postupy, včetně technologií meltblown, spunbond, spunmelt, zvlákňováním z rozpouštědel, elektrostatickým zvlákňováním (elektrospinning), mykáním, fibrilací filmu, fibrilací filmu z taveniny, kladení vrstev pomocí proudu vzduchu, kladení vrstev za sucha, kladení vrstev mokrých staplových vláken a různých kombinací těchto a dalších postupů, které jsou v oblasti techniky známy. Plošná hmotnost netkaných textilií se obvykle vyjadřuje v gramech na čtvereční metr (gsm).
Proces „spunbond“ je proces výroby netkaných textilií, který zahrnuje přímou přeměnu polymeru na filamenty, na kterou bezprostředně navazuje rozprostírání takto vytvořených filamentů za
-4CZ 2021 - 234 A3 vzniku netkané vrstvy vláken obsahující náhodně uspořádané filamenty. Tato netkaná vrstva vláken je následně zpevňována tak, aby se vznikem vazeb mezi vlákny utvářela netkaná textilie. Proces zpevňování je přitom možno provádět různými způsoby, například působením procházejícího vzduchu, průchodem mezi pojícími válci atd.
Pojmy „vazby mezi filamenty“ nebo „pojící body“ se vztahuje k vazbám, které spojují obvykle dva filamenty v oblasti, kde se tyto filamenty vzájemně kříží nebo se místně střetávají, případně k sobě vzájemně přiléhají. Prostřednictvím pojících bodů/zpevňovacích vazeb je možno spojovat více než dva filamenty nebo spojovat dvě části téhož filamentu. Pojem “pojící bod” zde tedy představuje spojení dvou vláken / filamentů v místě dotyku propojením jejich složek s nižším bodem tání (viz. obr. 1 B). V pojícím bodě není poškozena, ani nijak tvarována složka vlákna s vyšším bodem tání. Na rozdíl od toho pojem “pojící vtisk” představuje plochu, na kterou působil výstupek kalandrovacího válce (viz obr. 1 V). Pojící vtisk má definovanou plochu danou velikostí výstupku pojícího válce a oproti okolí má typicky menší tloušťku. Typicky také dochází v ploše pojícího vtisku při pojení k významnému mechanickému tlaku, který spolu s teplotou může ovlivnit tvar všech složek vlákna v ploše pojícícho vtisku.
Pojmy „pojící válec“, „kalandrovací válec“ a „válec“ jsou zde vzájemně zaměnitelné.
Pojem „hygienický absorpční výrobek“ zde označuje předměty nebo pomůcky, které pohlcují a zadržují tělesné výměšky, konkrétněji pak předměty nebo pomůcky, které se přikládají k tělu nebo umísťují v blízkosti těla uživatele tak, aby pohlcovaly a zadržovaly různé tělesné výměšky. Předměty s absorpčními vlastnostmi mohou zahrnovat jednorázové pleny, plenkové kalhotky, spodní prádlo a vložky určené pro dospělé osoby trpící inkontinencí, dámské hygienické vložky, prsní vložky, přebalovací podložky, bryndáky, obvazy a obdobné výrobky. Pojem „výměšky“ označuje ve smyslu, ve kterém je zde použit, zejména moč, krev, vaginální sekrety, mateřské mléko, pot a výkaly.
V souvislosti s výrobou netkaného textilního materiálu i se samotným netkaným textilním materiálem označuje pojem „příčný směr“ (CD) směr, který jev podstatě kolmý ke směru dopředného pohybu textilního materiálu výrobní linkou, ve které je tento vyráběn. Ve vztahu k vrstvě vláken procházející lisovací mezerou dvojice kalandrovacích válců za vzniku netkané textilie s pevnými vazbami mezi vlákny je pak příčný směr kolmý ke směru průchodu vláken lisovací mezerou a současně rovnoběžný s touto lisovací mezerou.
V souvislosti s výrobou netkaného textilního materiálu i se samotným netkaným textilním materiálem označuje pojem „směr pohybu stroje“ (MD) směr, který je v podstatě rovnoběžný se směrem dopředného pohybu textilního materiálu výrobní linkou, ve které je tento vyráběn. Ve vztahu k vrstvě vláken procházející lisovací mezerou dvojice kalandrovacích válců za vzniku netkané textilie s pevnými vazbami mezi vlákny je pak směr pohybu stroje rovnoběžný se směrem průchodu vláken lisovací mezerou a současně kolmý k této lisovací mezeře.
Pojem „alifatický polyester“ představuje jakýkoli biodegradabilní polymer (homo i kopolymer) na bázi alifatického polyesteru. Příklady biodegradabilních alifatických polyesterů použitelné pro tento vynález zahrnují, aniž bychom se omezovali pouze na uvedený výčet, například: polyhydroxy butyrát (PHB), polyhydroxy butyrát-ko-valerát (PHBV), polykaprolaktone (PCL), polybutylen sukcinát (PBS), polybutylen sukcinát-ko-adipát (PBSA), kyselina polyglykolová (PGA), polylaktid nebo kyselina polymléčná (PLA), polybutylen oxalát, polyethylen adipát, polydioxanon (PDO). Vzhledem k dostupnosti a ceně je v současnosti nejvíce preferovaná skupina polylaktidů, zejména PLA a její deriváty.
„Pojící výstupek“ nebo „výstupek“ je tvarový prvek na povrchu pojícího válce, který je nejvíce radiálně vzdálen od osy válce aje obklopen zahloubenými oblastmi. Pojící výstupek má tedy pojící povrch, který má největší radiální vzdálenost vzhledem k ose otáčení pojícího válce a má určitý tvar, přičemž plocha tohoto pojícího povrchu má definovaný tvar a je obecně součástí vnější
-5CZ 2021 - 234 A3 válcové plochy a má tak v podstatě konstantní poloměr a tudíž i konstantní vzdálenost od osy otáčení pojícího válce; nespojitě uspořádané výstupky mající samostatné tvary pojícího povrchu jsou však často natolik malé vzhledem k poloměru pojícího válce, že se pojící povrchy jeví jako rovný či rovinný celkový povrch. Plochu povrchu pojícího výstupku daného tvaru na válci je tak možno s dostatečnou přesností aproximovat rovinnou plochou stejného tvaru. Jednotlivé pojící výstupky mohou mít boky, které jsou kolmé k pojícímu povrchu, i když obvykle jsou uspořádány s šikmým sklonem vůči pojícímu povrchu výstupku, takže průřez základny pojícího výstupku je větší než plocha pojícího povrchu téhož výstupku. Pojící výstupky mohou být na kalandrovacím válci vytvořeny ve velkém množství, přičemž mohou být uspořádány v určitém vzoru. Toto velké množství pojících výstupků má pak pojící plochu připadající na jednotku plochy vnějšího válcového povrchu, kterou lze vyjádřit jako procentuální poměr, konkrétně pak jako poměr součtu ploch tvarovaných pojících povrchů všech výstupků vytvořených na válci ku celkové ploše tohoto válce neboli ploše jeho obvodového pláště.
Objasnění výkresů
Obr. 1: Srovnání řezu textilií pojenou pomocí pojících vtisků (V) a textilií pojenou pomocí pojících bodů (B)
Obr. 2 A: SEM snímek pojícího vtisku srovnávací netkané textilie dle příkladu 1
Obr. 2 B: SEM snímek pojícího vtisku netkané textilie dle vynálezu dle příkladu 2
Obr. 3: Schéma výrobní linky na netkanou textilii typu spunmelt.
Obr. 4: Schéma termického pojení pomocí dvojice vyhřívaných válců (kalandr)
Příklady uskutečnění vynálezu
Předmětem vynálezu je termicky pojená netkaná textilie z nekonečných vláken spunmeltového typu, která obsahuje alifatický polyester nebo směs alifatických polyesterů v kombinaci s nepolymemím aditivem měnícím dynamiku krystalizace materiálu ve vláknech a zvyšující účinnost termického pojení.
Alifatické polyestery mají při termickém pojení charakteristické chování. Při vystavení tepelnému toku dojde po absorpci určitého množství tepla ke změně objemu polymeru (například v oblasti takzvané studené krystalizace), což je jev známý jako srážení. Srážení je obecně považováno za nežádoucí jev a v oboru je jasná tendence umisťovat alespoň na část povrchu termicky pojených vláken alifatický polyester s vysokým podílem amorfní složky (vyznačují se nízkou hodnotou tepla studené krystalizace a jsou typické nižší teplotou tání než krystalické složky. Aniž bychom se chtěli vázat teorií věříme, že určitá míra exotermní studené krystalizace je žádoucí. V případě velmi amorfního polymeru může docházet k rychlému natavení povrchu, aniž by se prohřálo a změklo celé vlákno, nebo alespoň celá jeho pojící komponenta. Natavená část polymeru na povrchu vlákna je lepivá a snadno se přichytí k povrchu některého z prvků linky. Uvolnění takového vlákna vyžaduje vyšší sílu než uvolnění vlákna volně položeného na pásu. Když dojde k záchytu mnoha vláken, celková přilnavost pásu vláken k podložce se zvýší a může dojít k přetržení pásu vláken a jeho nežádoucímu namotání na prvek ve výrobní lince.
Zároveň platí, že i relativně malá míra srážlivosti může v průběhu výroby také způsobovat problémy. Je třeba si uvědomit, že během výroby se pás vrstvy vláken nachází na pohyblivém pásu, bubnu či válci, které nebývají dokonale hladké. Vrstva vláken netkané textilie představuje před konsolidací poměrně otevřenou strukturu s částečně pohyblivými částmi vláken. Snadno se pak stane, že se vlákno nebo jeho část dostane do těsné blízkosti výstupku či prolákliny a již při prvním
-6CZ 2021 - 234 A3 malém sražení materiálu se kolem něj stáhne a zachytí. Uvolnění, stejně jako ve výše popsaném případě, vyžaduje vyšší sílu a hrozí přetržení pásu vláken. Typicky například na horký válec s výstupky, pásu při přechodu z jednoho prvku na druhý, bubnu v bubnové sušárně či horkovzdušně pojící jednotce atd.
Alifatické polyestery jsou dostupné v různé míře krystalinity, tedy s různými hodnotami skupenského tepla studené krystalizace, oba popsané efekty se mohou prolínat a podporovat a zužovat procesní okno pro termické pojení netkané textilie. Popsané chování bylo pozorováno například pro vlákna z PLA s významně amorfním polymerem na povrchu vlákna při teplotách nad 140 °C při rychlosti 150 m/min, nebo například při teplotách nad 110 °C při rychlosti 7 m/min).
Aniž bychom se chtěli vázat teorií, věříme, že aditivum měnící dynamiku krystalizace napomáhá k homogennějšímu měknutí a následně natavení polymeru tak, že dojde ke slinutí vláken nebo slinutí pojivých komponent vláken a zároveň posouvá teplotu začátku měknutí alifatického polyesteru tak, že umožňuje řádné termické propojení povrchů vláken.
Aditivum dle vynálezu představuje nepolymemí organickou sloučeninu sestávající se z polární centrální části a nepolárních konců. Polární centrální část je obecně kompatibilní se strukturou alifatických polyesterů, přičemž relativně krátké a z hlediska 3D struktury flexibilní nepolární konce lokálně působí na dynamiku krystalizace polymeru. Příliš krátké konce nezajistí potřebný efekt a příliš dlouhé nepolární konce v polárním prostředí alifatického polyesteru budou mít tendenci shlukovat se a snižovat homogenitu směsi.
Ve výhodném provedení dle vynálezu je centrální polární část tvořena kombinací kladného a záporného parciálního náboje na prvcích centrální části. S výhodou obsahuje amidy (i) nebo Nsubstituované amidy (ii), kdy je dusík vázán jednoduchou vazbou na uhlík ketoskupiny C=O a další jednoduchou vazbou na další uhlík pokračujícího alifatického řetězce R1-(CO)-(NH)-R2.
(i) amidy
(ii) N-substituované amidy
S přijatelnou mírou zjednodušení lze říci, že toto rozložení atomů v molekule vede k vytvoření parciálního záporného náboje na kyslíku a parciálního kladného náboje na dusíku a jako takový je dobře kompatibilní s polárními řetězci alifatických esterů. Efekt je dále posílen, pokud je skupina - (CO)-(NH) - v jádru aditiva zopakována v kombinaci R1-(CO)-(NH)-R3-(NH)-R1 (iii). Alifatické řetězce RI, R2 a R3 mohou dosahovat různých délek.
-7 CZ 2021 - 234 A3
O o (iii) R1-(CO)-(NH)-R3-(NH)-R
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje část R1 alifatický uhlovodíkový zbytek o délce minimálně 10 uhlíků, lépe minimálně 12 uhlíků, s výhodou minimálně 15 uhlíků.
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje část R1 alifatický uhlovodíkový zbytek o délce maximálně 30 uhlíků, lépe maximálně 25 uhlíků, s výhodou maximálně 20 uhlíků.
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje část R2 alifatický uhlovodíkový zbytek o délce minimálně 10 uhlíků, lépe minimálně 12 uhlíků, s výhodou minimálně 15 uhlíků.
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje část R2 alifatický uhlovodíkový zbytek o délce maximálně 30 uhlíků, lépe maximálně 25 uhlíků, s výhodou maximálně 20 uhlíků.
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje část R3 alifatický uhlovodíkový zbytek o délce 1 až 3 uhlíky, s výhodou 2 uhlíky.
Ve výhodném provedení dle vynálezu je část RI a/nebo R2 a/nebo R3 tvořena nerozvětveným alifatickým řetězcem.
Ve výhodném provedení dle vynálezu je část RI a/nebo R2 a/nebo R3 tvořena nasyceným alifatickým řetězcem.
Ve výhodném provedení dle vynálezu je část RI a/nebo R2 a/nebo R3 tvořena nerozvětveným nasyceným alifatickým řetězcem.
Ve výhodném provedení dle vynálezu jsou části RI a R2 tvořeny stejně dlouhými alifatickými nasycenými nerozvětvenými uhlovodíkovými zbytky.
Příklad vhodného nepolymemího aditiva ze skupiny amidů představují například erucamide, behenamid či oleamid (strukturní vzorce znázorněny níže a popis v Tabulce 1).
Erucamide
-8CZ 2021 - 234 A3
Oleamide
| Sloučenina | Erucamide | Behenamide | Oleamide |
| IUPAC jméno | (Z)-doco s-13 -enamide | docosanamide | (9Z)-oktadec-9-enamid |
| Vzorec | C22H43NO | C22H45NO | C18H35NO |
| R1 délka | 21 C | 21 C | 17 C |
| R1 typ | nerozvětvený | nerozvětvený | nerozvětvený |
| R1 vazby | 1 nenasycená (dvojná od C12) | nasycené | 1 nenasycená (dvojná od C8) |
Tabulka 1: popis sloučenin erucamid, behenamide a oleamid
Příklad vhodného nepolymemího aditiva ze skupiny N-substituovaných amidů představuje například N,N'-Ethylenebis(stearamide) známý pod zkratkou EBS se vzorcem C38H76N2O2. Strukturní vzorec je znázorněn na níže.
l^'-EOi’^enebis(stearamide) = EBS
EBS aditivum pro netkanou textilii dle vynálezu, kde uhlovodíkové zbytky RI a R2 jsou stejně dlouhé alifatické nasycené nerozvětvené řetězce o délce 17 uhlíků a R3 je alifatický nasycený nerozvětvený řetězec o délce 3 uhlíků.
Ve výhodném provedení dle vynálezu obsahuje vlákno netkané textilie alespoň 0,10 hm% nepolymemího aditiva, lépe alespoň 0,20 hm% nepolymemího aditiva, s výhodou alespoň 0,25 hm% nepolymemího aditiva.
Ve výhodném provedení dle vynálezu nepřesahuje množství nepolymemího aditiva dle vynálezu množství 10 %, lépe 5 %, s výhodou 1 %.
Při termickém pojení vrstvy vláken do netkané textile může být výhodné používat bi- nebo multikomponentní (= vícekomponentní) vlákna, kdy první komponenta obsažená alespoň na části povrchu vlákna (například plášť v kombinaci jádro/plášť, nebo jedna ze stran v kombinaci
-9CZ 2021 - 234 A3 strana/strana) je tvořena materiálem s nižší teplotou tání než druhá komponenta. V průběhu pojení pak dojde primárně k měknutí první komponenty a v místech kontaktu povrchu vláken s obsahem první komponenty k vytvoření spoje. Při použití alifatických polyesterů je výhodné, pokud první složka obsahuje větší podíl amorfního polymeru než druhá složka.
Ve výhodném provedení dle vynálezu pokrývá první komponenta alespoň 55 % povrchu vlákna, lépe alespoň 70 % povrchu vlákna, lépe alespoň 85 % povrchu vlákna, lépe alespoň 90 % povrchu vlákna, s výhodou alespoň 95 % povrchu vlákna.
Ve výhodném provedení dle vynálezu obsahuje první komponenta alespoň 0,10 hm% nepolymemího aditiva dle vynálezu, lépe alespoň 0,20 hm% nepolymemího aditiva dle vynálezu, s výhodou alespoň 0,25 hm% nepolymemího aditiva dle vynálezu.
Ve výhodném provedení dle vynálezu nepřesahuje množství nepolymemího aditiva dle vynálezu v první komponentě množství 10 %, lépe 5 %, s výhodou 1 %.
Chování čistého PLA ve srovnání se směsí PLA - EBS bylo testováno pomocí Diferenciálního Skenovacího Kalorimetm (DSC), výsledky jsou uvedeny v Tabulkách 2 a 3.
| Druhý ohřev | 100% PLA 1 (krystalický typ) | 90 % PLA1 + 10 % EBS |
| Teplota skelného přechodu (ISO midpoint) | 58 °C | 58 °C |
| Studená krystalizace Začátek vrchol Konec Teplo | 101 °C 134 °C 157 °C 34 J/g | 105 °C 119 °C 137 °C 21 J/g |
| Tání Začátek vrchol Konec Teplo | 163 °C 170 °C 177 °C -34 J/g | 141 °C 145 °C 148 °C -36 J/g |
Tabulka 2: DSC PLA 1 bez a s příměsí EBS
Z uvedených údajů pro krystalický typ PLA1 je zřejmé, že přítomnost aditiva nijak významně neovlivnila teplotu skelného přechodu, ovšem v oblasti dynamiky studené krystalizace (z hlediska začátku, konce a množství přijatého tepla) spolu s oblastí tání (snížení začátku měknutí o 20 °C a zkrácení teplotního intervalu na polovinu) jsou pozorovatelné značné změny.
Oblast studené krystalizace se přídavkem EBS významně zkrátila (z intervalu 56 °C na interval 31 °C) a také množství exotermního tepla se razantně snížilo (z 34 J/g na 21 J/g). Aniž bychom se chtěli vázat teorií, věříme že změna dynamiky studené krystalizace vlivem popsaného nepolymemího aditiva vede k snížení míry srážení, a tedy k omezení nežádoucího zachycení vláken za prvky výrobní linky. I když v případě takto vysokého množství přídavku EBS je snížení množství vydaného tepla hraniční. Další snižování už pravděpodobně povede k nežádoucím efektům na výrobní lince (roste riziko zachycení textilie a přetržení pásu vláken).
Snížení teploty začátku tání je dalším přínosem, který napomáhá k lepšímu propojení vláken netkané textilie mezi sebou, a to jak například ve formě tlakem formovaných pojících vtisků v případě pojení kalandrem, tak například pojících bodů vznikajících v místech kontaktu vláken v případě pojení horkým vzduchem.
-10 CZ 2021 - 234 A3
| Druhý ohřev | 100%PLA2 (amorfní typ) | 96 % PLA2 + 3,6 % PBAT + 0,4 % EBS | 96 % PLA2 + 3,6%PLA1 + 0,4 % EBS |
| Teplota skelného přechodu (ISO midpoint) | 57 °C | 59 °C | 60 °C |
| Studená krystalizace Začátek vrchol Konec Teplo | Není pozorována | 107 °C 118 °C 131 °C 30 J/g | 106 °C 117 °C 130 °C 31 J/g |
| Tání Začátek vrchol Konec Teplo | 139 °C 147 °C 157 °C -i J/g | 145 °C 150 °C 157 °C -31 J/g | 144 °C 150 °C 159 °C -34 J/g |
Tabulka 3: DSC PLA 2 bez a s příměsí EBS a dalších látek
Z uvedených údajů pro amorfní typ PLA2 je zřejmé, že ani zde přítomnost aditiva nijak významně neovlivnila teplotu skelného přechodu, ovšem v oblasti studené krystalizace a teploty tání má zásadní vliv. Data uvedená v Tabulce 3 zároveň ukazují, že příměsi dalších polyesterů (aromatický PBAT, krystalický PLA1) neruší žádoucí popisovaný efekt aditiva dle vynálezu. Oblast studené krystalizace zde byla přídavkem EBS významně podpořena. Zatímco u amorfního PLA2 není vůbec pozorována, u obou směsí polymerů sledujeme studenou krystalizaci v podobné oblasti (od cca 106 °C do cca 130 °C) ataké množství exotermního teplaje srovnatelné (cca 30 J/g). Množství EBS je zde optimalizováno pro dosažení maximálního efektu při termickém pojení pro konkrétní typ polymeru - aniž bychom se chtěli vázat teorií, pozorujeme, že v oblasti optima se tepla studené krystalizace a tepla tání k sobě velmi přibližují.
Oproti případu krystalického typu PLA1 zde pozorujeme mírné zvýšení teploty tání, kdy se dostáváme na teploty 144-145 °C, velmi podobné výše uvedené hladině 141 °C, zásadní změnou je zde ovšem změna tepla tání, kdy pozorujeme nárůst z 1 J/g na 31 - 34 J/g. Aniž bychom se chtěli vázat teorií věříme, že uvedené zvýšení tepla tání zpomaluje tání povrchu polymeru zjednodušeně řečeno přispívá k homogenizaci tání celé komponenty, což umožňuje dosáhnout žádoucího slinutí vláken nebo jejich částí v průběhu termického pojení a omezuje nebezpečí zachycení textilie za prvek na výrobní lince a přetržení pásu vláken.
Aniž bychom se chtěli vázat teorií, věříme, že přídavek aromatického polyesteru může být dalším přínosem. Benzenová jádra se svým specifickým rozložením volných elektronů a relativně pevnou prostorovou strukturou mohou podpořit krystalizaci zejména amorfních částí polymeru a zároveň nepolymemí aditivum udržuje míru krystalizace v žádoucí úrovni.
Pro řešení dle vynálezu může být výhodný přídavek aromatického polyesteru, lépe biodegradabilního aromatického polyesteru. Ve výhodném provedení nepřesahuje přídavek aromatického polyesteru 10 hm% první komponenty, lépe nepřesahuje 7 hm% první komponenty, s výhodou nepřesahuje 5 hm% první komponenty. Ve výhodném řešení dle vynálezu je biodegradabilním aromatickým polyesterem například PBAT (Polybutylene adipate terephthalate).
Výše popsané změny popsané pomocí metody DSC jsou také pozorovatelné přímo na netkané textilii například v charakteru pojících vtisků. Například SEM fotografie pojícího vtisku čistého PLA (vyrobeného dle popisu v příkladu 1) ukazuje pojící vtisky s nedostatečně propojenými vlákny. Obaly použitých bikomponentních vláken se řádně nepropojily, působí to, jako by se k sobě spíše přilepily pouze povrchem nebo pouhým působením tlaku (obr. 2 A). Takto vytvořené spoje nemají potřebnou pevnost a vlákna jde od sebe relativně snadno oddělit. Druhá fotografie představuje pojící vtisk PLA s obsahem 0,3 % EBS (vyrobeného dle popisu v příkladu 2), kde je
-11 CZ 2021 - 234 A3 zřejmé plné propojení vláken (obr. 2 B). Netkaná textilie zobrazená na tomto obrázku má také významně vyšší pevnost a povrchovou odolnost proti abrazi. Při výrobě obou vzorků byla použita stejná teplota a přítlak stejných kalandrovacích válců. Při pokusu o navýšení pojící teploty v případě čistého PLA se textilie zachycovala válce a hrozilo namotání pásu textilie a přerušení výrobního procesu.
Proces technologie spunbond spočívá ve zvlákňování polymerní taveniny pod tryskou. Výrobní linka (Obr. 3) může zahrnovat jednu nebo více zvlákňovacích hlav 1 uzpůsobených pro výrobu vláken typu spunbond. Každá ze zvlákňovacích hlav je připojena alespoň k jednomu extruderu, do kterého je dávkována požadovaná polymerní směs. Každá z hlav může zpracovávat jinou polymerní směs. V extrudéru se směs roztaví a je dopravena do zvlákňovací trysky 5. V oboru je dobře známo, že k získání vláken různých tvarů průřezu a průměrů lze použít různé konfigurace zvlákňovacích trysek, které mohou vytvářet monokomponentní nebo vícekomponentní vlákna v různých konfiguracích (například jádro/plášť, strana/strana, ostrovy v moři atd.) Počáteční vlákna 4 typu spunbond vytvářená zvlákňovací tryskou 5 jsou chlazena a dloužena v chladící a dloužící komoře 7 proudem vzduchu (přiváděným přívodem 6 chladícího a dloužícího vzduchu), následně rozvibrována v difůzoru 8 a uložena na pohybující se plochu 2, kterou může být prodyšný pás. Vrstva vláken může být v případě potřeby předzpevněna jednou nebo více prekonsolidačními jednotkami 9, 10. V případě použití více za sebou následujících zvlákňovacích hlav dopadají vlákna z druhé a každé další hlavy 1 na vrstvu vláken vytvořenou předchozími zvlákňovacími hlavami L Rozdílná polymerní kompozice a/nebo rozdílné procesní nastavení zvlákňovacích hlav 1 (např. výkon, rychlost chlazení a dloužení) vede k rozdílné charakteristice vrstvy vláken pokládané danou výrobní hlavou na podložku - mohou vznikat různé vícevrstvé kompozity se specifickými vlastnostmi.
V oboru je také dobře známá možnost vřadit mezi spunbondové hlavy jednu nebo několik dalších zvlákňovacích hlav, např. typu meltblown, advanced meltblown nebo štěpení filmu (melt fibrilation), a tak vložit mezi spunbondové vrstvy typicky bariérovou vrstvu s výrazně nižším průměrem vláken. V oboru jsou tyto kompozity známy jako SMS materiály.
Vrstva vláken, vytvořená všemi použitými zvlákňovacími hlavami, zahrnuje jednotlivá vlákna, mezi nimiž obvykle ještě není vytvořena vzájemná pevná vazba, i když mohou být určitým způsobem spojena, přičemž toto předběžné pojení může proběhnout během ukládání vrstvy tvořené volnými vlákny nebo krátce po něm v prekonsolidačních jednotkách 9, 10, a to například využitím válců, proudu horkého vzduchu, zářením tepla atd. Toto předběžné pojení však stále umožňuje volný pohyb podstatného počtu vláken, která je tedy možno přemísťovat. Tato vrstva vláken může být pojena termicky (například pomocí kalandrovacích válců, pomocí proudu horkého media atd.) za vzniku netkané textilie.
Polymerní směs obsažená ve vláknech netkané textilie podle vynálezu může být vytvořena z jednoho nebo více granulátů na bázi polymerních materiálů jakými jsou zejména alifatické polyestery, konkrétněji například polymer kyseliny polymléčné (PLA). Ve výhodném provedení dle vynálezu představují alifatické polyestery alespoň 80 hm% vlákna, lépe alespoň 90 hm% vlákna, lépe alespoň 95 hm % vlákna, s výhodou alespoň 99 hm% vlákna. Je žádoucí zde zdůraznit, že podíl, polymemích složek, resp. podíl alifatických polyesterů se počítá z celého vlákna, nezávisle na tom, zda jde o vlákno mono či vícekomponentní.
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje jeden alifatický polyester základní složku tvořící alespoň 60 hm% obsahu alifatických polyesterů.
Ve výhodném provedení dle vynálezu představuje alifatický polyester na bázi polylaktidu základní složku tvořící alespoň 60 hm% obsahu alifatických polyesterů.
Vlákna netkané textilie dle vynálezu může obsahovat další aditiva, jako například barevné pigmenty, látky zvyšující příjemnost omaku (soft-touch, cotton-touch a další), procesní aditiva atd.
-12 CZ 2021 - 234 A3
Vlákna netkané textilie dle vynálezu mohou obsahovat další přídatné látky jako aromatické polyestery, termoplastické polysacharidy a další látky. S výhodou jsou tyto další přídatné látky biologicky odbouratelné. Výhody směsí alifatických polyesterů jsou v oboru známy. Například výhody kombinace PLA a PBS v různých poměrech a krystalických stavech jsou vysvětlovány v řadě starších spisů.
Vlákna netkané textilie dle vynálezu mohou obsahovat směs alespoň dvou alifatických polyesterů, z nichž alespoň jeden se vyznačuje nižší hodnotou tepla studené krystalizace než ostatní. Výhodné řešení dle vynálezu představuje směs alespoň dvou alifatických polyesterů, z nichž alespoň jeden má nižší teplo studené krystalizace o alespoň 1 J/g, lépe o alespoň 2 J/g, s výhodou o alespoň 3 J/g než alespoň jeden další alifatický polyester v kompozici, přičemž jiným alifatickým polyesterem rozumíme i jiný typ (grade) chemicky stejného alifatického polyesteru.
Vlákna netkané textilie dle vynálezu mohou obsahovat další přídatné látky, jako například alifatické polyolefmy, jako například polypropylen nebo polyetylén, případně jejich kopolymery.
Jednotlivá vlákna mohou být jednosložková nebo vícesložková. Mezi vícesložková vlákna patří zejména dvousložková vlákna, například vlákna typu jádro-plášť nebo strana-strana. Jednotlivé složky lze často rozdělit na první komponentu - pojivou složku s nižším bodem tání a druhou komponentu. V případě alifatických polyesterů lze jako první komponentu s nižším bodem tání použít například více amorfní formu polyesteru. Například lze do pláště umístit první komponentu s nižším bodem tání, takže tato bude působit při tepelném pojení netkané textilie jako pojivo. Vlákna typu strana-strana nebo excentrické jádro/plášť mohou být s výhodou využita například při výrobě vysoce objemných materiálů. Použití vhodných polymerů do jednotlivých složek bikomponentního vlákna může například vést k takzvaně samo -obloučko váným vláknům, která významně zvyšují objemnost netkané textilie. Pro řešení dle vynálezu je výhodné, pokud první komponenta s nižším bodem tání je výše uvedená směs obsahující alespoň jeden alifatický polyester a aditivum. Odborník si snadno uvědomí různé další možnosti a výhody použití různých typů vláken. Pro řešení dle vynálezu je výhodné, pokud je rozdíl mezi teplotami tání první a druhé komponenty v bikomponentním vláknu alespoň 5 °C, lépe alespoň 10 °C a první komponenta s nižší teplotou tání zaujímá alespoň 55 % povrchu vlákna, lépe alespoň 70 % povrchu vlákna, lépe alespoň 85 % povrchu vlákna, lépe alespoň 90 % povrchu vlákna, s výhodou alespoň 99 % povrchu vlákna.
Pro řešení dle vynálezu je výhodné, pokud první komponenta představuje alespoň 5 hm% vlákna, lépe alespoň 10 hm% vlákna, s výhodou alespoň 15 hm% vlákna.
Řešení dle vynálezu může být realizováno jako spunlaid netkaná textilie obsahující převážně bikomponentní spunbondová vlákna s podílem první komponenty alepoň 5 hm% vlákna zaujímající alespoň 55 % povrchu vlákna.
Takto připravená netkaná textilie prochází termickým pojením v pojící jednotce 3, které může být realizováno různými způsoby - například pomocí páru vyhřívaných kalandrovacích válců 50, 51, nebo pomocí proudu horkého media (např. vzduchu).
Řešení dle vynálezu může být s výhodou realizováno pomocí termického pojení netkané textilie dvojicí kalandrovacích válců 50,51. Technologický postup termického pojení tohoto typu zahrnuje krok vytváření vazeb mezi vlákny tvořícími vrstvu vláken, při kterém se vlákna do určité míry scelují a vzájemné spojují za vzniku textilie a za současného zvyšování hodnot mechanických vlastností, např. pevnosti v tahu, které může být potřebné k tomu, aby si materiál dokázal zachovávat dostatečnou strukturní celistvost a rozměrovou stálost během následných výrobních postupů a také při používání hotového výrobku. Jak je zřejmé z obr. 4, může se vytváření vazby kalandrováním provádět tak, že vrstva vláken 21a prochází štěrbinou mezi dvojicí otáčejících se kalandrovacích válců 50, 51. čímž dochází ke stlačování a scelování vláken za vzniku netkané
-13 CZ 2021 - 234 A3 textilie 21. Jeden nebo oba kalandrovací válce 50, 51 mohou být vyhřívané tak, aby podporovaly ohřívání, plastickou deformaci, prolínání a/nebo tepelné tavení/spoj ování nad sebou navrstvených vláken při jejich stlačování ve štěrbině mezi válci. Válce mohou tvořit funkční součásti spojovacího mechanismu, ve kterém jsou k sobě přitlačovány silou o regulovatelné velikosti tak, aby vyvíjely požadovanou stlačovací sílu / požadovaný tlak ve štěrbině. Při některých postupech může být v pojícím mechanismu začleněn zdroj ultrazvukové energie, který umožňuje přenášení ultrazvukového chvění do vláken, v nichž tím opět vzniká tepelná energie, která zlepšuje pojení.
Na vnějším povrchu jednoho nebo obou kalandrovacích válců 50, 51 může být obrobením, vyleptáním, vyrytím nebo jiným způsobem vytvořen pojící vzor sestávající ze spojovacích výstupků a zahloubených oblastí, následkem čehož se spojovací tlak působící na vrstvu vláken při jejím průchodu štěrbinou 52 soustřeďuje na pojících površích pojících výstupků, zatímco v zahloubených oblastech se snižuje nebo podstatně omezuje. Pojící povrchy mají předem stanovené tvary. Následkem toho se vytváří netkaná textilie 21 se vzorem sestávajícím z pojících vtisků V (viz. obr. 1) mezi vlákny tvořícími tuto netkanou textilii 21, jejichž tvar odpovídá tvaru pojících výstupků uspořádaných ve shodném vzoru na povrchu kalandrovacího válce 50, 51. Jeden válec, například válec 51, může mít hladký válcový povrch beze vzoru, takže představuje přítlačný či dosedací válec, zatímco druhý válec 50 může být opatřen výše popsaným vzorem a představovat tak válec vytvářející pojící vzor ve zpracovávaném materiálu; vzor vytvářený na netkané textilii touto kombinací válců pak bude přesně odpovídat vzoru na uvedeném druhém válci 50. V některých případech mohou být vzory opatřeny oba válce 50, 51, přičemž tyto vzory mohou být i rozdílné. V takovém případě se pak působením těchto vzorů na netkané textilii vytváří kombinovaný vzor, jaký je popsán například v patentovém spisu U.S. 5,370,764.
Pro řešení dle vynálezu je výhodné, pokud souhrnná plocha pojících vtisků (total bond area) představuje alespoň 8% celkové plochy netkané textilie, s výhodou alespoň 11% celkové plochy netkané textilie.
Pro řešení dle vynálezu je výhodné, pokud souhrnná plocha pojících vtisků (total bond area) nepřesahuje 30% celkové plochy netkané textilie, lépe nepřesahuje 25% celkové plochy netkané textilie, s výhodou nepřesahuje 20% celkové plochy netkané textilie.
Kalandrovací válce pojí vlákna dohromady s využitím kombinace teploty a tlaku. Proto je výhodné nastavit teplotu válců na teplotu blízko pod teplotou tání pojícího polymeru. Teplota je s výhodou nastavena tak, aby byla o 1-15 °C nižší než teplota tání pojícího polymeru, výhodněji je teplota nastavena tak, aby byla o 1-10 °C nižší než teplota tání pojícího polymeru. Uvedené pojící teploty jsou vhodné pro dostatečně rychlé výrobní linky, zejména u pomalých laboratorních linek s rychlostí pásu v řádu metrů dostačují výrazně nižší teploty. Doporučená hranice teplot válců odpovídá výrobní rychlostí alespoň 50 m/min
Řešení dle vynálezu může být s výhodou realizováno pomocí termického pojení netkané textilie s využitím horkého media. Textilie v souladu s vynálezem může být vyrobena z vrstvy vláken, obsahující vícesložkové filamenty, které alespoň na části svého povrchu zahrnují pojící polymer s nižší teplotou tavení. Vrstva vláken na pohyblivém pásu je podrobena tepelnému zpracování. Přechod tepla do vrstvy vláken lze uskutečnit prostřednictvím horké tekutiny, např. horkého vzduchu. Obecně se může přechod tepla do vrstvy vláken uskutečnit v různých fázích výrobního procesu, např. okamžitě poté, co jsou filamenty kladeny na pás za účelem prekonsolidace struktury, během procesu tepelné aktivace, během procesu pojení (konečná konsolidace) atd.
Horká tekutina vstupuje do povrchu filamentámí vrstvy vláken, proudí okolo filamentů a část tepla, přenášeného horkou tekutinou, přechází do chladnějších filamentů. Je třeba poznamenat, že vznik vzájemných spojů mezi filamenty závisí rovněž na lokální intenzitě tlaku odporu kapaliny, tj. filamenty mohou být ve vzájemném kontaktu nebo se navzájem křížit a nevytvoří spoj (pojící bod) nebo vytvoří pouze slabý spoj (pojící bod), přičemž filamenty v intenzivnějším kontaktu vytvoří silnější spoje (pojící body) prostřednictvím roztaveného polymeru s nižší teplotou tavení. Pro
-14 CZ 2021 - 234 A3 řešení v souladu s vynálezem je výhodné, když proud horkého média prochází skrz textilii, a tak má za následek přenos tepla přes celý objem netkané textilie.
Výhodné provedení v souladu s vynálezem zahrnuje postup pojení (konečné konsolidace), který je prováděn za použití alespoň tří různých konsolidačních sekcí. Proud vzduchuje k textilii v podstatě kolmý a udržuje si rovnoměrnou teplotu a objemový průtok s nízkými výkyvy.
První konsolidační sekce textilii předehřívá na teplotu blízko pod teplotou tavení pojícího polymeru. Teplota je s výhodou nastavena tak, aby byla o 5-20 °C nižší než teplota tavení pojícího polymeru, výhodněji je teplota nastavena tak, aby byla o 5-15 °C nižší než teplota tavení pojícího polymeru, s výhodou je teplota nastavena tak, aby byla o 5-10 °C nižší než teplota tavení pojícího polymeru. První konsolidační sekce s výhodou zahrnuje střídavé směry proudění tepla, vstupující do prvního a druhého vnějšího povrchu textilie.
Druhá konsolidační sekce je nastavena pro dosažení úzkého rozmezí teploty tavení polymemí kompozice s nízkou teplotou tavení tak, aby byl umožněn vznik tavného spoje. Na druhou stranu by nastavená teplota ve vztahu k plošné hmotnosti textilie, velikosti vláken a poměru průřezů polymemích složek měla být v rozmezí ne větším, než je 5,0 °C pod až maximálně 3,0 °C nad teplotou tavení pojícího polymeru. Například pokud je teplota tavení 130 °C, nastavená teplota by měla být v rozmezí od 5 °C pod teplotou tavení pojícího polymeru do teploty, rovné teplotě tavení pojícího polymeru, výhodněji je teplota nastavena v rozmezí od 4 °C do 1 °C pod teplotou tavení pojícího polymeru. Druhá konsolidační sekce s výhodou zahrnuje střídavé směry proudění tepla, vstupující z prvního a druhého vnějšího povrchu textilie.
Třetí konsolidační sekce je chladicí sekce, poskytující výrazně chladnější vzduch, s výhodou o teplotě 10-40 °C, výhodněji 20-30 °C. Lze použít okolní vzduch. Chladicí sekce napomáhá tuhnutí filamentů nebo alespoň filamentů na povrchu textilie a ustálení vytvořené struktury strat textilie. S výhodou není přímo před a během procesu chlazení aplikováno žádné dodatečné napětí. S výhodou může být po konsolidační jednotce aplikován další krok chlazení. Další chlazení může být poskytnuto dodatečným proudem vzduchu, chladicím válcem atd. S výhodou je dodatečné chlazení provedeno, když teplota textilie, která opouští třetí konsolidační sekci, ještě nedosahuje okolní teploty. Textilie by měla s výhodou dosáhnout okolní teploty, s výhodou by měla textilie dosáhnout teploty 40-10 °C, ještě výhodněji by textilie měla dosáhnout teploty 20-30 °C. Popsaným procesem jsou z ekonomicky výhodných důvodů vyráběny objemné, měkké, netkané textilie s nízkým sklonem k plstnatění při vysoké výrobní kapacitě a při vysoké rychlosti výroby.
Například v jednom provedení v souladu s vynálezem může být použito konsolidační zařízení, využívající účinku procházejícího horkého vzduchu, obsahující 4 bubny. Toto zařízení umožňuje proces s krátkými dobami prodlevy i při vysokých rychlostech, ale také s dostatečným vystavením nezbytnému proudu horkého vzduchu a objemu horkého vzduchu podél maximalizované dráhy vlákna za účelem dosažení nezbytného proudu taveniny s nízkou viskozitou pro vytvoření tavných spojů v definovaném úzkém rozmezí parametrů. Bubny ve směru průchodu strojem umožňují kontaktní úhly alespoň 100°, s výhodou alespoň 130°, výhodněji alespoň 150°, s výhodou alespoň 160°.
Přesné rozmezí nastavení parametrů pro zvolení zařízení závisí na zvoleném pojícím polymeru stejně jako na velikosti filamentů, průřezu filamentů a hmotnostním poměru mezi formulacemi polymemí složky.
Zařízení, obsahující 4 bubny, rovněž umožňuje intenzivní, střídavé, v podstatě vertikální proudění vzduchu substrátem v krátké době. První dvojice bubnů je nastavena pro předehřev textilní struktury přímo pod teplotu tavení polymemí kompozice s nízkou teplotou tavení. Druhá dvojice bubnů je nastavena pro dosažení rozmezí teplot tavení polymemí kompozice s nízkou teplotou tavení za účelem umožnění tvorby tavných spojů. Za účelem udržení struktury textilie a aby tavné spoje byly udrženy nepomšené poslední buben obsahuje horkou sekci a chladicí sekci podél svého
-15 CZ 2021 - 234 A3 obvodu ve směru stroje. Je výhodné, pokud je textilní struktura ztuhlá nebo je alespoň povrch textilní struktury ztuhlý před tím, než je textilie uvolněna z konsolidačního zařízení. Oddělený dodatečný chladicí válec s vysokým průtokem chladicího vzduchu přes textilii je umístěn v nejkratší možné vzdálenosti od posledního válce konsolidačního zařízení, využívajícího pojení účinkem procházejícího vzduchu, které dokončuje tuhnutí textilie s bezprostředním chlazením.
Propojená netkaná textilie 21 je v konečné fázi navinuta na roli na navijáku 11. V případě, kdy je nutné modifikovat povrchové charakteristiky netkané textilie, např. za účelem dosažení zlepšeného přenosu tekutin nebo pro zvýšení schopnosti je odvést, je rozprašovací zařízení nebo namáčecí válec umístěn buď mezi pohyblivým pásem a konečným konsolidačním zařízením nebo mezi konečným konsolidačním zařízením a cívkou.
Netkaná textilie dle vynálezu může být podle potřeby upravena dalšími známými způsoby. Například je známo použití vodního paprsku pro změkčení netkané textilie hydroengorgement (popsaný například v patentu US 8093163) nebo přímo na úpravu netkané textilie obsahující pojící vtisky zaměřený hydro-patterning (popsaný v zatím nezveřejněné patentové přihlášce US 63/183,148). Například je možné textilii dle vynálezu perforovat různými metodami (overbonding, horké jehly, vodní paprsek atd.)
Netkané textile dle vynálezu je možno vyrábět o jakékoli plošné hmotnosti. V oboru je známo, že vyšší plošná hmotnost je obecně spojena s větší měřitelnou tloušťkou a zlepšeným omakem výsledné textilie, avšak také s úměrně vyššími náklady. Naproti tomu nižší plošná hmotnost je sice spojena s úměrně nižšími náklady, současně však znesnadňuje například vytváření krycí vnější vrstvy hygienických absorpčních produktů, kde je požadována daná úroveň kryvosti či bariérových vlastností. V souladu s tímto předpokladem jev takových případech možno používat netkanou textilii dle vynálezu mající plošnou hmotnost maximálně 60 gramů na čtvereční metr, lépe maximálně 40 gramů na čtvereční metr, lépe maximálně 30 gramů na čtvereční metr, s výhodou maximálně 26 gramů na čtvereční metr. Odborník si uvědomí, že aby mohlo být dosaženo požadovaných vlastností, je třeba, aby netkaná textilie dle vynálezu obsahovala alespoň minimální množství materiálu. V souladu s tímto předpokladem je v takových případech možno používat netkanou textilii dle vynálezu mající plošnou hmotnost alespoň 6 gramů na čtvereční metr, lépe alespoň 8 gramů na čtvereční metr, s výhodou alespoň 10 gramů na čtvereční metr.
V jiných případech, například při použití netkaných textilií dle vynálezu k výrobě takových předmětů, jako jsou oděvní součásti určené k jednorázovému použití, části absorpčního jádra plen, utěrky nebo prachovky, mohou být požadovány vyšší plošné hmotnosti činící ne více než 150 gramů na čtvereční metr s výhodou ne více než 100 gramů na čtvereční metr. Optimální plošná hmotnost je určena jednak různými potřebami souvisejícími s jednotlivými způsoby použití a jednak výší ceny materiálu.
V následujících příkladech 1-11 výroby netkané textilie byla jedna vrstva bikomponentních vláken typu jádro/plášť o průměrné tloušťce 14-17 mikronů s hmotnostním poměrem komponent jádro: plášť = 80:20 připravena ze zvlákňovací hlavy typu spunbond technologie REICOFIL 4 při výkonu trysky 220-225 kg/h/m na pilotní lince v STFI (Sáchsisches Textilforschungsinstitut e.V.). Typ v jednotlivých komponentách použitého alifatického poylesteru a typ a množství aditiva je pro jednotlivé příklady uvedeno v Tabulce 4. Typ Ingeo představuje výrobky firmy Nature Works a typ Luminy výrobky firmy Total Corbion. Příklady 1,3 a 9 představují srovnávací kompozice bez přídavku aditiva dle vynálezu. Příklady 4-8 a 10-11 obsahují kromě alifatického poylesteru a aditiva dle vynálezu v plášti ještě PBAT (Polybutylene adipate terephthalate) - aromatický polyester v množství nepřesahujícím 5 hm% komponenty (pláště). Vrstva vláken byla termicky pojena s využitím páru horkých kalandrovacích válců 50,51 (hladký válec, vzorovaný válec), z nichž jeden je opatřen vyvýšeným vzorem známým jako gravura U 2888 firmy Ungricht s celkovou pojící plochou 18,1 %. Hodnoty teplot válců a přítlaku jsou také uvedeny v Tabulce 4 a změřené vlastnosti vyrobené netkané textilie v následující Tabulce 5.
-16 CZ 2021 - 234 A3
| příklad | jádro | hlavní složka první komponenty (plášť) | Aditivum do první komponenty (pláště) hm% | Rychlost linky [m/min] | Plošná hmotnost netkané textilie [gsm] | Přítlak kalandrovacích válců [N/mm] | Teplota válce 51 (olej uvnitř válce) [°C] | Teplota válce 50 (olej uvnitř válce) [°C] |
| 1 | PLA-Luminy LI30 | PLA-Luminy LI75 | - | 145 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 2 | PLA-Luminy LI30 | PLA-Luminy LI75 | 0,3 % EBS | 145 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 3 | PLA-Ingeo 6100 D | PLA-Ingeo 6752 D | - | 148 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 4 | PLA-Ingeo 6100 D | PLA-Ingeo 6752 D | 0,2 % EBS | 148 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 5 | PLA-Ingeo 6100 D | PLA-Ingeo 6752 D | 0,3 % EBS | 148 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 6 | PLA-Ingeo 6100 D | PLA-Ingeo 6752 D | 0,3 % EBS | 175 | 20 | 50 | 140 | 138 |
| 7 | PLA-Ingeo 6100 D | PLA-Ingeo 6752 D | 0,3 % EBS | 230 | 15 | 50 | 140 | 138 |
| 8 | PLA-Ingeo 6100 D | PLA-Ingeo 6752 D | 0,5 % EBS | 148 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 9 | PLA-Luminy LI30 | PLA-Luminy LX930 | - | 147 | 25 | 50 | 138 | 135 |
| 10 | PLA-Luminy LI30 | PLA-Luminy LX930 | 0,2 % EBS | 148 | 25 | 50 | 140 | 138 |
| 11 | PLA-Luminy LI30 | PLA-Luminy LX930 | 0,3 % EBS | 148 | 25 | 50 | 140 | 138 |
Tabulka 4: Polymemí kompozice a procesní nastavení příkladů 1-11
| příklad | hlavní složka první komponenty (plášť) | Aditivum do první komponenty (pláště) hm% | Pevnost MD [N] | % nárůst MD pevnosti proti srovnávacímu vzorku | Pevnost CD [N] | % nárůst CD pevnosti proti srovnávacímu vzorku | Tažnost (elongation) MD [%] | Tažnost (elongation) CD [%] |
| 1 | PLA-Luminy L175 | - | 27 | - | 6 | - | 7 | 18 |
| 2 | PLA-Luminy L175 | 0,3 % EBS | 38 | 41 % | 9 | 64% | 12 | 15 |
| 3 | PLA-Ingeo 6752 D | - | 14 | - | 3 | - | 3 | 13 |
| 4 | PLA-Ingeo 6752 D | 0,2 % EBS | 37 | 165 % | 10 | 269 % | 6 8 | |
| 5 | PLA-Ingeo 6752 D | 0,3 % EBS | 38 | 177 % | 10 | 271 % | 6 | 9 |
| 6 | PLA-Ingeo 6752 D | 0,3 % EBS | 29 | N/A | 7 | N/A | 5 | 6 |
| 7 | PLA-Ingeo 6752 D | 0,3 % EBS | 17 | N/A | 4 | N/A | 3 | 6 |
| 8 | PLA-Ingeo 6752 D | 0,5 % EBS | 39 | 184% | 10 | 266 % | 6 | 8 |
| 9 | PLA-Luminy LX930 | - | 18 | - | 10 | - | 9 | 21 |
| 10 | PLA-Luminy LX930 | 0,2 % EBS | 55 | 200 % | 25 | 138 % | 21 | 26 |
| 11 | PLA-Luminy LX930 | 0,3 % EBS | 57 | 210% | 27 | 156 % | 21 | 27 |
Tabulka 5: Vlastnosti vyrobené textilie dle příkladů 1-11
Všechny příklady přestavují kombinace variant různých typů PLA od dvou různých výrobců, přičemž v plášti je vždy typ s nižším bodem tání. Pevnost netkané textilie dle vynálezu vždy významně vzrostla od nárůstu cca o polovinu (+41 % u příkladu 2) po trojnásobný nárůst (+200 %
- 17 CZ 2021 - 234 A3 u příkladů 10 a 11). Různá míra nárůstů naznačuje, že různé komerční typy polymeru jsou různě daleko od žádoucího stavu, kterého je dosahováno s pomocí popsaného aditiva.
Příklady 1 a 2 představují vliv aditiva (v tomto případě EBS) na pevnost termicky pojené (v tomto případě kalandrem) netkané textile vyrobené z alifatického polyesteru (v tomto případě PLA). Srovnávací příklad 1 představuje kompozici se 100 % PLA rozloženou v bikomponentním vlákně tak, že složka s nižším bodem tání tvoří plášť. Příklad 2 představuje tu samou polymemí kompozici s tím rozdílem, že do plášťě je přidáno aditivum EBS. Okamžitě je zde pozorován významný nárůst pevnosti (+41 % v MD a +64 % v CD směru). Také na obr. Xx je zjevný rozdíl ve vzhledu pojících vtisků, kdy vlákna v pojícím vtisku na netkané textilii dle příkladu 1 působí jen jako slepená k sobě, zatímco vlákna v pojícím vtisku netkané textilie dle příkladu 2 jsou v pojícím vtisku slinutá a tvoří významně pevnější útvar.
Příklady 4-8 a 9-10 ukazují materiál s přídavkem aromatického polymeru (PBAT) do pláště, a to v koncentraci od cca 2 % do téměř 5 %. V žádném případě přídavek nedosáhl hodnoty celých 5 %. Z výsledků je zřejmé, že popsaný přídavek aromatického polyesteru neomezuje kladný vliv aditiva. Naopak se ukazuje možný synergický efekt.
Příklady 6 a 7 ukazují netkanou textilii dle vynálezu s nižší plošnou hmotností (20 a 15 gsm). I když zde nejsou k dispozici standardy bez aditiva pro výpočet nárůstu pevnosti, z porovnání s příkladem 3 (25 gsm) je zjevné, že k významnému nárůstů pevností muselo dojít. Netkaná textilie dle vynálezu o plošné hmotnosti 15 gsm (příklad 7) má vyšší pevnosti než srovnávací netkaná textilie bez aditiv o plošné hmotnosti 25 gsm (příklad 3).
Metodologie zkoušení „Plošná hmotnost“ netkané textilie je měřena za použití metodologie zkoušení v souladu s normou EN ISO 9073-1:1989 (odpovídá metodologii dle WSP 130.1). Pro měření je použito 10 vrstev netkané textilie, zatímco velikost vzorkuje 10x10 cm2.
„Pevnost a tažnost (elongation) materiálu“ se měří za použití standardní metody EDANA definované v předpisu WSP 110.4.R4 (12), přičemž šířka vzorku činí 50 mm, vzdálenost čelistí činí 100 mm, rychlost činí 100 mm/min a předběžné zatížení má velikost 0,1 N.
Krystalinita, (skupenské) teplo krystalizace, teplota studené krystalizace, „teplo tání“ a teplota tání se měří pomocí zkušební metody ASTM D3417 pomocí DSC, přičemž rychlost změny teploty je 10 °C/min v měřené oblasti 25-230 °C a hmotnosti vzorku 7,0 - 7,5 mg.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný kdekoliv, kde je požadována netkaná textilie s obsahem alifatických polyesterů - například v hygienickém průmyslu v podobě různých složek hygienických produktů s absorpčními schopnostmi (např. dětské pleny, inkontinenční produkty, hygienické produkty pro ženy, jednorázové přebalovací podložky atd.) nebo ve zdravotnictví, například jako část houbiček pro ošetření ran a/nebo ochranných oděvů, chirurgických krycích textilií, podkladových vrstev a jiných výrobků z bariérových materiálů. Další použití jsou možná rovněž v průmyslových aplikacích, například v podobě částí ochranných oděvů, ve filtraci, izolaci, balení, adsorpci zvuků, obuvnickém průmyslu, automobilovém průmyslu, nábytkářském průmyslu atd. Vynález je s výhodou využitelný obzvláště v aplikacích, kde je požadován původ z obnovitelných zdrojů a částečná nebo plná biodegradovatelnost.
Claims (19)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Netkaná textilie (21) obsahuj ící nekonečná vlákna a poj ící vtisky nebo poj ící body, nekonečná vlákna obsahují alespoň 80 % hmota, alifatických polyesterů, nekonečná vlákna obsahují první komponentu tvořící alespoň 55 % povrchu vlákna, první komponenta obsahuje alespoň jeden alifatický polyester a alespoň 0,1 % hmota, aditiva, aditivum obsahuje amidovou skupinu, aditivum koresponduje s obecným vzorcem (i) nebo (ii) nebo (iii) (i) R1-(CO)-NH2 (ii) R1-(CO)-NH-R2 (iii) R1-(CO)-NH-R3-NH-(CO)-R2.
- 2. Netkaná textilie (21) dle nároku 1, vyznačující se tím, žea. R1 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce alespoň 10 uhlíků, lépe alespoň 12 uhlíků, s výhodou minimálně 15 uhlíků; a/nebob. R2 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce alespoň 10 uhlíků, lépe alespoň 12 uhlíků, s výhodou minimálně 15 uhlíků; a/neboc. R3 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce 1 až 3 uhlíky.
- 3. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, žea. R1 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce maximálně 30 uhlíků, lépe maximálně 25 uhlíků, s výhodou maximálně 20 uhlíků, a/nebob. R2 je alifatický uhlovodíkový řetězec o délce maximálně 30 uhlíků, lépe maximálně 25 uhlíků, s výhodou maximálně 20 uhlíků.
- 4. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, žea. R1 je nerozvětvený alifatický řetězec; a/nebob. R2 je nerozvětvený alifatický řetězec; a/neboc. R3 je nerozvětvený alifatický řetězec.
- 5. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, žea. R1 je nasycený alifatický řetězec; a/nebob. R2 je nasycený alifatický řetězec; a/neboc. R3 je nasycený alifatický řetězec.
- 6. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponenta obsahuje alespoň 0,15 % hmota, aditiva, lépe alespoň 0,20 % hmota, aditiva, s výhodou alespoň 0,25 % hmota, aditiva.
- 7. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponenta obsahuje ne více než 10 % aditiva, lépe ne více než 5 % aditiva, s výhodou ne více než 1 % aditiva.
- 8. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že aditivem je N,N'-Ethylenebis(stearamid).
- 9. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponenta tvoří alespoň 70 % povrchu vlákna, lépe alespoň 85 % povrchu vlákna, lépe alespoň 90 % povrchu vlákna, s výhodou alespoň 95 % povrchu vlákna.
- 10. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponenta tvoří plášť v bikomponentním typu vlákna jádro-plášť.- 19CZ 2021 - 234 A3
- 11. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že první komponenta tvoří jednu ze stran v bikomponentním typu vlákna strana / strana.
- 12. Netkaná textilie (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nekonečná vlákna obsahují alespoň 90 % hmota, polymemích složek, lépe alespoň 95 % hmota, polymemích složek, s výhodou alespoň 99 % polymemích složek.
- 13. Netkaná textile (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponenta obsahuje směs alifatických polyesterů s různou hodnotou tepla studené krystalizace.
- 14. Netkaná textile (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponenta obsahuje PLA nebo kombinace alespoň dvou druhů PLA s různou hodnotou tepla studené krystalizace.
- 15. Netkaná textile (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že první komponentu tvoří směs PLA a dalšího alifatického polyesteru.
- 16. Netkaná textile (21) dle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje druhou komponenta, přičemž první komponenta má nižší teplotu tání než druhá komponenta.
- 17. Netkaná textile (21) dle nároku 16, vyznačující se tím, že druhá komponenta obsahuje alespoň jeden alifatický polyester, s výhodou PLA nebo směs různých typů PLA s různou hodnotou tepla studené krystalizace.
- 18. Způsob výroby netkané textilie (21), který obsahuje následující kroky:a) připraví se materiál pro výrobu nekonečných vláken, který obsahuje alespoň 80 % hmota, polymemích složek, přičemž tento materiál obsahuje složky první komponenty nekonečných vláken, která obsahuje alespoň jeden alifatický polyester a aditivum v množství alespoň 0,1 % hmota, z celkového množství první složky, přičemž aditivum obsahuje amidovou skupinu a koresponduje s obecným vzorcem (i) nebo (ii) nebo (iii) (i) R1-(CO)-NH2 (ii) R1-(CO)-NH-R2 (iii) R1-(CO)-NH-R3-NH-(CO)-R2b) roztaví se a smíchají alespoň složky první komponenty,c) alespoň první komponenta se přivede do trysek zvlákňovací hlavy (1), pomocí které se vytvářejí nekonečná vlákna, jejichž alespoň 55 % povrchu je tvořeno první komponentou, načež se takto utvořená vlákna chladí a dlouží a následně ukládají na ubíhající pás,d) načež se takto vytvořená vrstva (21a) vláken tepelně pojí.
- 19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že v kroku d) se vrstva (21) vláken pojí kalandrováním a/nebo působením horkého vzduchu.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-234A CZ2021234A3 (cs) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Netkaná textilie se zvýšenou pevností |
| CA3218433A CA3218433A1 (en) | 2021-05-14 | 2022-05-13 | Nonwoven fabric with enhanced strength |
| JP2023569889A JP2024518171A (ja) | 2021-05-14 | 2022-05-13 | 強度促進不織布 |
| US18/560,546 US20240263374A1 (en) | 2021-05-14 | 2022-05-13 | Nonwoven fabric with enhanced strength |
| PCT/CZ2022/050052 WO2022237925A1 (en) | 2021-05-14 | 2022-05-13 | Nonwoven fabric with enhanced strength |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-234A CZ2021234A3 (cs) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Netkaná textilie se zvýšenou pevností |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2021234A3 true CZ2021234A3 (cs) | 2022-11-23 |
Family
ID=82608085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021-234A CZ2021234A3 (cs) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Netkaná textilie se zvýšenou pevností |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240263374A1 (cs) |
| JP (1) | JP2024518171A (cs) |
| CA (1) | CA3218433A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ2021234A3 (cs) |
| WO (1) | WO2022237925A1 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ310552B6 (cs) * | 2024-03-29 | 2025-11-19 | Pfnonwovens Czech S.R.O. | Způsob výroby netkané textilie |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI321600B (en) * | 2002-08-30 | 2010-03-11 | Toray Industries | Polylactic acid fiber |
| US7994078B2 (en) * | 2002-12-23 | 2011-08-09 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | High strength nonwoven web from a biodegradable aliphatic polyester |
| JP4573622B2 (ja) * | 2004-10-25 | 2010-11-04 | ユニチカ株式会社 | 生分解性不織布およびその製造方法 |
| JP2006291389A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Toray Ind Inc | 生分解性不織布 |
| RU2008151413A (ru) * | 2006-05-25 | 2010-06-27 | Дау Глобал Текнолоджиз Инк. (Us) | Мягкие и растяжимые нетканые материалы типа спанбонд на полипропиленовой основе |
| EP2261410B1 (en) * | 2009-05-29 | 2012-07-25 | Unitika, Ltd. | Polylactic acid filament nonwoven fabric and production method thereof |
| EP3404130B1 (en) * | 2016-01-12 | 2020-08-26 | Tokyo Institute of Technology | Biodegradable aliphatic polyester-based fiber and method for producing same |
-
2021
- 2021-05-14 CZ CZ2021-234A patent/CZ2021234A3/cs unknown
-
2022
- 2022-05-13 US US18/560,546 patent/US20240263374A1/en active Pending
- 2022-05-13 CA CA3218433A patent/CA3218433A1/en active Pending
- 2022-05-13 JP JP2023569889A patent/JP2024518171A/ja active Pending
- 2022-05-13 WO PCT/CZ2022/050052 patent/WO2022237925A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3218433A1 (en) | 2022-11-17 |
| US20240263374A1 (en) | 2024-08-08 |
| WO2022237925A1 (en) | 2022-11-17 |
| JP2024518171A (ja) | 2024-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5450055B2 (ja) | 混合長繊維不織布およびその製造方法 | |
| US10767296B2 (en) | Multi-denier hydraulically treated nonwoven fabrics and method of making the same | |
| US20080118727A1 (en) | Process for producing elastic and/or water degradable webs from composite filaments | |
| US10737459B2 (en) | Hydraulically treated nonwoven fabrics and method of making the same | |
| TR201815465T4 (tr) | Geri kazanılmış polipropilen bileşen ve geri kazanılmış sürdürülebilir polimer bileşen içeren eritilerek şişirilmiş dokunmamış ağ ve bunun yapılmasına ilişkin usul. | |
| WO1994008083A1 (fr) | Non-tisse de fibres ultrafines et procede pour sa fabrication | |
| TWI357943B (en) | High resistant light tufting carrier and process f | |
| CZ201324A3 (cs) | Vrstva vláken obsahující obloučkovaná bi-nebo multi-komponentní vlákna a způsob její výroby | |
| JP2005509546A (ja) | 重量性能に関して増進された障壁を有する不織障壁布 | |
| ES2987968T3 (es) | Material no tejido compuesto y método para producir un material no tejido compuesto | |
| CZ2021234A3 (cs) | Netkaná textilie se zvýšenou pevností | |
| JP2002061060A (ja) | 不織布及び不織布加工品 | |
| KR101494389B1 (ko) | 레이온 섬유를 포함하는 부직포 및 이를 제조하는 방법 | |
| EP3134568A1 (en) | Patterned nonwoven and method of making the same using a through-air drying process | |
| EP4337818B1 (en) | Nonwoven fabric with enhanced strength | |
| JP3102450B2 (ja) | 三層構造不織布及びその製造方法 | |
| US20230181377A1 (en) | Fibrous layer having hydrophilic properties and a fabric comprising such layer | |
| JP2024516027A (ja) | ハイドロパターン処理不織布及びその製造方法 | |
| JP2003247157A (ja) | 吸収体及びこれを用いた吸収性物品 | |
| JP7185769B2 (ja) | 複合シート物質、それを調製する為のシステム及び方法 | |
| RU2215074C2 (ru) | Способ изготовления нетканого материала и нетканый материал для швейных изделий краткосрочного пользования, изготовленный этим способом | |
| CZ2024115A3 (cs) | Způsob výroby netkané textilie | |
| JP2020117849A (ja) | 立体柄のホットエアスルーボンディング不織布の生産ラインにおける製造工程及びその製品 |