EP0914513A1 - Verfahren zur hydrophilen ausrüstung von fasern oder vliesstoffen - Google Patents

Verfahren zur hydrophilen ausrüstung von fasern oder vliesstoffen

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EP0914513A1
EP0914513A1 EP97931816A EP97931816A EP0914513A1 EP 0914513 A1 EP0914513 A1 EP 0914513A1 EP 97931816 A EP97931816 A EP 97931816A EP 97931816 A EP97931816 A EP 97931816A EP 0914513 A1 EP0914513 A1 EP 0914513A1
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EP
European Patent Office
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fibers
nonwovens
preparation
weight
carbon atoms
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EP97931816A
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Raymond Mathis
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BASF Personal Care and Nutrition GmbH
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Henkel AG and Co KGaA
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    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2484—Coating or impregnation is water absorbency-increasing or hydrophilicity-increasing or hydrophilicity-imparting

Definitions

  • the present application relates to a process for the hydrophilic finishing of fibers which exclusively or predominantly contain polyolefins or polyesters or of nonwovens which contain polyolefin or polyester fibers and also fibers or nonwovens which are made hydrophilic by this process.
  • absorbent materials are used to absorb aqueous liquids.
  • this material is covered with a thin, water-permeable nonwoven.
  • nonwovens are usually made from synthetic fibers, such as polyolefin or polyester fibers, since these fibers are inexpensive to produce, have good mechanical properties and, in the case of polyolefin, can be thermally bonded.
  • untreated polyolefin or polyester fibers are not suitable for this purpose, since their hydrophobic surface means that they do not have sufficient permeability to aqueous liquids.
  • the fiber surface must be made hydrophilic by an appropriate preparation.
  • the hydrophilic finish of the fiber is preserved as long as possible without the water permeability of the nonwoven being reduced. If such nonwovens are processed, for example, in diapers, they can be used several times without becoming leaky. In this way, the wearing time of the diapers is increased and the waste caused by used diapers is reduced.
  • No. 5,045,387 describes, for example, an agent for the hydrophilic finishing of polyolefin fibers, which contains a mixture of an alkoxylated ricinoleic acid derivative, a hydrogenated ricinoleic acid derivative, a Ci "fatty acid and a polyalkoxylated polymethylsiloxane.
  • EP 372 890 B1 discloses fibers which are polyolefins or Comprise polyesters and have been treated with an agent containing a fatty acid diethanolamide, a polyether-modified silicone, a sorbitan fatty acid ester and a metal salt of an alkyl sulfonate. The disadvantage of such preparations can be seen above all in their high price.
  • the object of the present invention was to provide an improved process with which polyolefin or polyester-containing fibers or nonwovens which contain polyolefin or polyester fibers can be given a hydrophilic finish, the hydrophilic finish being to be retained even after repeated wetting.
  • the invention therefore relates to a process for the hydrophilic finishing of fibers which contain exclusively or predominantly polyolefins or polyesters or of nonwovens which predominantly contain such fibers, the nonwovens being mixed with an aqueous dispersion of a preparation which comprises 50 to 95% by weight, based on the Total weight of the preparation, at least one quaternary esteramine salt of the formula (1),
  • R 1 is an aliphatic alkyl radical having 12 to 22 carbon atoms
  • R 2 is either a radical (CH 2 ) n -O-COR ', or an alkyl radical having 12 to 22 carbon atoms
  • R 3 and R 4 are independently a radical (CH 2 ) n -R 5 , where R 5 is H or OH and n is a number between 1 and 3 and X is either a halide, methosulfate, methophosphate or phosphate ion, 5 to 50 wt .-% of at least one alkyl glycoside with the general formula RO (G) x in which R represents a primary straight-chain or methyl-branched aliphatic radical having 8 to 22 C atoms and G represents a glycoside unit having 5 or 6 C atoms and x represents a number between 1 and 10, and contains 0 to 30% by weight of glycerin.
  • RO (G) x in which R represents a primary straight-chain or
  • the process according to the invention is suitable for fibers which contain exclusively or predominantly, ie more than 50% by weight, polyolefins or polyesters and for nonwovens which predominantly contain such fibers, fibers which exclusively contain polyolefins or polyesters being preferred.
  • Nonwovens containing 100% by weight of polyolefin or polyester fibers are particularly suitable.
  • Polyolefin fibers are among the most commonly used fibers in the manufacture of nonwovens. Examples of suitable polyolefins are polypropylene, polyethylene or copolymers of ethylene or propylene with butadiene. Polyester fibers, mainly polyethylene terephthalate fibers, are also used.
  • nonwovens can also be used, for example fibers made of Nylon® . Fibers consisting of two or more components are also particularly suitable, for example polyester-copolyester fibers or polypropylene-polyethylene fibers.
  • the nonwovens used in the process according to the invention can be produced by all processes of nonwoven production known in the prior art, as described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 17, VCH Weinheim 1994, pages 572-581. Nonwovens which are produced either by the so-called “dry laid” method or by spunbonding or spunbonding are preferred.
  • the “dry laid” method is based on staple fibers, which are usually separated into individual fibers by carding and then using one aerodynamic or hydrodynamic processes are combined to form the unconsolidated nonwoven.
  • thermobonding This is then bonded, for example, to the finished nonwoven by a thermal treatment (the so-called “thermobonding”).
  • the synthetic fibers are either heated to such an extent that their surface melts and the individual fibers are bonded to one another at the contact points, or the fibers are mixed with an additive coated, which melts during the heat treatment and thus connects the individual fibers to one another.
  • the connection is fixed by cooling.
  • all other methods which are used in the prior art for connecting nonwovens are also suitable.
  • Spunbond formation starts from individual filaments which are formed by the melt spinning process from extruded polymers which are pressed through spinnerets under high pressure.
  • the filaments emerging from the spinnerets are bundled, stretched and laid down to form a fleece which is usually solidified by "thermobonding".
  • the process according to the invention is particularly suitable for nonwovens which are produced by the spunbonded or the “dry laid” process.
  • the fibers or nonwovens are equipped with the preparation of quaternary esteramine salt, alkglycoside and optionally glycerin by preparing the preparation in the form of an aqueous dispersion, preferably between 5 and 30% by weight of the preparation, based on the total weight of the dispersion, contains, to which fibers or the nonwoven are applied. All methods and machines commonly used in textile technology, for example a foulard, can be used for this become.
  • the nonwoven fabric is first brought into contact with the aqueous dispersion in a bath and the nonwoven fabric treated in this way is guided between two rollers, the water being rebounded by the pressure of the rollers.
  • the process according to the invention is preferably designed such that the fibers or nonwovens have a coating of preparation in amounts of 0.3 to 1.5% by weight, in particular 0.5 to 1.0% by weight, based on the fiber or nonwoven weight obtained.
  • the preparation used in the process according to the invention contains between 50 and 95% by weight, based on the total weight of the preparation, of at least one quaternary esteramine salt of the formula (I).
  • preparations containing quaternary esteramine salts of the general formula (II) are particularly preferably used
  • Examples of such compounds are methyl N- (2-hydroxyethyl) -N, N-di (tallow acyloxyethyl) ammonium methosulfate or bis (acyloxyethyl) hydroxy ethyl methyl ammonium methosulfate.
  • Compounds which contain alkyl radicals having 16 to 18 carbon atoms and whose alkyl chains have 1 to 3 double bonds are particularly preferred. Mixtures of different esteramine salts of the formulas (I) and / or (II) can also be used.
  • the preparation used in the process according to the invention contains, in amounts between 5 and 50% by weight, based on the total weight of the preparation, alkyl glycosides of the general formula RO (G) x , in which R is a primary straight-chain or methyl-branched, in particular in 2 Position methyl-branched aliphatic radical with 8 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms and G is the symbol which stands for a glycoside unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose.
  • the degree of oligomerization x which indicates the distribution of monoglycosides and oligoglycosides, is any number between 1 and 10; x is preferably 1.2 to 1.4. Preparations which contain alkyl glycosides in amounts of between 5 and 30% by weight are particularly preferred.
  • the method according to the invention is preferably so designed that the fibers or nonwovens are treated with a preparation containing glycerin, the preparation containing glycerin in amounts between 1.0 to 15% by weight, based on the total weight of the preparation.
  • antistatic agents or lubricants are usually used in amounts of up to 20% by weight, based on the total weight of the preparation.
  • the process according to the invention can also be advantageous to design the process according to the invention in such a way that the fibers or the nonwovens are treated with a preparation which, in addition to the components already described, also contains monoesters of glycerol and a C O -C H fatty acid in amounts between 5 and 35 % By weight, based on the total amount of the mixture.
  • a particularly preferred monoester is glycerol monolaurate.
  • fibers with a hydrophilic finish which contain exclusively or predominantly polyolefins or polyesters or nonwovens which predominantly contain fibers which are produced by the process according to the invention are claimed.
  • These fibers or nonwovens show hydrophilic properties, which are preferably retained even after repeated wetting.
  • the nonwovens produced according to the invention have "liquid strike through” times of less than 10 seconds and in particular less than 5 seconds.
  • liquid strike through times are understood to mean the times that a certain amount of water or Artificial urine is required to reach an absorbent lower layer through the fleece. This time is determined according to the EDANA (European Association of Nonwovens Manufacturers) test method 150.0-84.
  • the "liquid strike through” time should be as short as possible in order to ensure that the liquid is transported quickly through the fleece to the absorbent material. In this way, the fleece surface remains dry and thus leads to increased wearing comfort
  • the nonwovens produced according to the invention also retain this favorable property repeated use and are further characterized in that they preferably have a "liquid strike through” time of three times, in particular five times, the determination of the "liquid strike through” time according to the EDANA test method 150.0-8, in any case a "liquid strike through” time of have less than 10 seconds, in particular less than 5 seconds.
  • the measurements were carried out using a test device with a time logger (Lister tester) from
  • test fleece polypropylene spunbond fleece with a
  • test fleeces were then one at 70 ° C.
  • WIS 150 placed under a layer of the prepared test fleece and then brought into contact with 5 ml artificial urine (1000 ml dist. H 2 O, 9 g NaCl) from the Lister tester. The measurements were carried out at 20 ° C and 65% relative humidity. The time it takes for the liquid to penetrate the fleece was read in seconds on the time log.
  • test nonwoven was underlaid with a new layer of filter paper after the first measurement without being dried and the measurement was repeated.
  • Nonwovens that were equipped with the following preparations were tested.
  • the percentages by weight relate to the total weight of the preparation.
  • the respective preparations were used in the form of an aqueous dispersion which contained 20% by weight of active substance, based on the aqueous dispersion.
  • the nonwoven equipped with the agent V2 proves that the use of alkyl polyglucoside and glycerol alone does not lead to the desired hydrophilic nonwovens. This proves that only through the suitable combination of quaternized esteramine salt and alkyl glycosides the desired hydrophilic finish is achieved.

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Description

Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern oder Vliesstoffen
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern, die ausschließlich oder überwiegend Polyolefine oder Polyester enthalten oder von Vliesstoffen, die Polyolefin- oder Polyesterfasern enthalten sowie Fasern oder Vliesstoffe, die nach diesem Verfahren hydrophil ausgerüstet werden.
Bei der Herstellung von Hygieneartikeln, wie Windeln oder Damenbinden, werden absorbierende Materialien verwendet, um wäßrige Flüssigkeiten aufzunehmen. Um den direkten Kontakt mit dem absorbierenden Material beim Tragen zu verhindern und den Tragekomfort zu erhöhen, wird dieses Material mit einem dünnen, wasserdurchlässigen Vliesstoff umhüllt. Derartige Vliesstoffe werden üblicherweise aus synthetischen Fasern, wie Polyolefin- oder Polyesterfasern hergestellt, da diese Fasern preiswert zu produzieren sind, gute mechanische Eigenschaften aufweisen und im Fall von Polyolefin thermisch verfestigbar sind. Allerdings eignen sich unbehandelte Polyolefin- oder Polyesterfasern für diesen Einsatzzweck nicht, da sie aufgrund ihrer hydrophoben Oberfläche keine ausreichende Durchlässigkeit für wäßrige Flüssigkeiten aufweisen. Zu diesem Zweck muß die Faseroberfläche durch eine entsprechende Präparation hydrophil ausgerüstet werden. Gewünscht ist weiterhin, daß die hydrophile Ausrüstung der Faser möglichst lange erhalten bleibt, ohne daß die Wasserdurchlässigkeit des Vliesstoffs verringert wird. Werden derartige Vliesstoffe beispielsweise in Windeln verarbeitet, können diese mehrfach beansprucht werden, ohne undicht zu werden. Auf diese Weise wird die Tragezeit der Windeln erhöht und der durch verbrauchte Windeln verursachte Abfall verringert.
Die US 5,045,387 beschreibt beispielsweise ein Mittel zur hydrophilen Ausrüstung von Polyolefinfasern, welches eine Mischung aus einem alkoxyliertem Ricinolsäurederivat, einem hydrierten Ricinolsäurederivat, einer Ci «-Fettsäure und einem polyalkoxylierten Polymethylsiloxan enthält. Die EP 372 890 Bl offenbart Fasern, die Polyolefine oder Polyester umfassen und mit einem Mittel, welches ein Fettsäurediethanolamid, ein polyethermodifiziertes Silicon, einen Sorbitan-Fettsäureester und ein Metallsalz eines Alkylsulfonats enthalten, behandelt wurden. Der Nachteil derartiger Präparationen ist vor allem in ihrem hohen Preis zu sehen. Weiterhin können Fasern, die mit derartigen Mittel ausgerüstet werden, ein schlechteres Verhalten bei der Vliesherstellung, insbesondere beim Thermobondieren zeigen, was zu einer verringerten Vliesfestigkeit führt. Der DE 42 43 547 C2 ist zu entnehmen, daß sich bestimmte quaternierte Fettsäuretriethanolaminester-Salze zur Herstellung von Spinnpräparationen für synthetische Fasern eignen. Diese Verbindungen sind physiologisch unbedenklich und weisen eine gute biologische Abbaubarkeit auf. Der Schrift ist aber kein Hinweis zu entnehmen, daß sich derartige Substanzen auch zur hydrophilen Ausrüstung von synthetischen Fasern eignen. Die französische Patentanmeldung 96/2024 offenbart wäßrige Zubereitungen mit Feststoffgehalten zwischen 1 und 50 Gew.-%, die lineare, gesättigte Fettalkohole, Wachsester, nichtionische und/oder amphotere bzw. zwitterionische Emulgatoren sowie kationische Tenside enthalten und deren Verwendung zur Herstellung von Gebrauchspapieren mit verbessertem Weichgriff und als Softener auf Cellulose- und Textilfasera.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, mit dem Polyolefin- oder Polyester enthaltende Fasern oder Vliesstoffe, die Polyolefin- oder Polyesterfasern enthalten, hydrophil ausgerüstet werden können, wobei die hydrophile Ausrüstung auch nach mehrmaliger Benetzung erhalten bleiben soll.
Es wurde nun gefunden, daß diese Anforderungen durch ein Verfahren erfüllt werden, bei dem man die Fasern oder Vliesstoffe mit einer Präparation behandelt, die quaternäre Esteraminsalze und Alkylglykoside enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern, die ausschließlich oder überwiegend Polyolefine oder Polyester enthalten oder von Vliesstoffen, die überwiegend solche Fasern enthalten, wobei die Vliesstoffe mit einer wäßrigen Dispersion einer Präparation, die 50 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, mindestens eines quatemären Esteraminsalzes der Formel (1),
R2 R3 - N - (CH2)„ - O - COR1 X" (I)
R4
wobei R1 für einen aliphatischen Alkylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen steht, R2 entweder ein Rest (CH2)n-O-COR', oder ein Alkylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, R3 und R4 unabhängig voneinander einen Rest (CH2)n-R5 bedeuten, wobei R5 gleich H oder OH und n eine Zahl zwischen 1 und 3 bedeutet und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat- , Methophosphat- oder Phosphation ist, 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Alkylglykosids mit der allgemeinen Formel RO(G)x in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22 C-Atomen bedeutet und G für eine Glykosideinheit mit 5 oder 6 C-Atomen steht und x eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeutet, und 0 bis 30 Gew.-% Glycerin enthält, behandelt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Fasern, die ausschließlich oder überwiegend, d.h. zu mehr als 50 Gew.-%, Polyolefine oder Polyester enthalten und für Vliesstoffe, die überwiegend solche Fasern enthalten, wobei Fasern, die ausschließlich Polyolefine oder Polyester enthalten bevorzugt sind. Besonders geeignet sind Vliesstoffe, die 100 Gew.-% Polyolefin- oder Polyesterfasern enthalten. Polyolefinfasern gehören zu den am häufigsten zur Herstellung von Vliesstoffen eingesetzten Fasern. Beispiel für geeignete Polyolefine sind Polypropylen, Polyethylen oder Copolymere aus Ethylen oder Propylen mit Butadien. Weiterhin werden auch Polyesterfasern, hauptsächlich Polyethylenterephthalatfasern, verwendet. Es können neben den genannten Fasertypen auch andere zur Herstellung von Vliesen geeigneten synthetischen Fasern verwendet werden, beispielsweise Fasern aus Nylon®. Insbesondere geeignet sind auch Fasern, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, beispielsweise Polyester-Copolyesterfasern oder Polypropylen-Polyethylenfasern. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Vliesstoffe können nach allen im Stand der Technik bekannten Verfahren der Vliesherstellung, wie sie beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 17, VCH Weinheim 1994, Seiten 572 - 581, beschrieben werden, hergestellt werden. Bevorzugt sind dabei Vliese, die entweder nach dem sogenannte „dry laid"- oder dem Spinnvlies- oder spunbond- Verfahren hergestellt wurden. Das „dry laid"-Verfahren geht von Stapelfasern aus, die üblicherweise durch Kardieren in Einzelfasern getrennt und anschließend unter Einsatz eines aerodynamischen oder hydrodynamischen Verfahrens zum unverfestigten Vliesstoff zusammengelegt werden.
Dieser wird dann beispielsweise durch eine thermische Behandlung zum fertigen Vlies verbunden (das sogenannte „thermobonding"). Dabei werden die synthetischen Fasern entweder soweit erwärmt, daß deren Oberfläche schmilzt und die Einzelfasern an den Kontakstellen miteinander verbunden werden, oder die Fasern werden mit einem Additiv überzogen, welches bei der Wärmebehandlung schmilzt und so die einzelnen Fasern miteinander verbindet. Durch Abkühlung wird die Verbindung fixiert. Neben diesem Verfahren sind natürlich auch alle anderen Verfahren geeignet, die im Stand der Technik zum Verbinden von Vliesstoffen eingesetzt werden.
Die Spinnvliesbildung geht dagegen von einzelnen Filamenten aus, die nach dem Schmelzspinnverfahren aus extrudierten Polymeren gebildet werden, welche unter hohem Druck durch Spinndüsen gedrückt werden. Die aus den Spinndüsen austretenden Filamente werden gebündelt, gestreckt und zu einem Vlies abgelegt, welches üblicherweise durch „thermobonding" verfestigt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für Vliesstoffe, die nach dem Spinnvlies-oder dem „dry laid"- Verfahren hergestellt werden.
Die Fasern oder Vliesstoffe werden im erfindungsgemäßen Verfahren mit der Präparation aus quaternärem Esteraminsalz, Alkglykosid und gegebenenfalls Glycerin ausgerüstet, indem die Präparation in Form einer wäßrigen Dispersion, die vorzugsweise zwischen 5 und 30 Gew.-% der Präparation, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, enthält, auf die Fasern oder den Vliesstoff aufgebracht werden. Dazu können alle in der Textiltechnik üblichen Methoden und Maschinen, beispielsweise ein Foulard, eingesetzt werden. Der Vliesstoff wird zunächst in einem Bad mit der wäßrigen Dispersion in Verbindung gebracht und der so behandelte Vliesstoff zwischen zwei Rollen geführt, wobei das Wasser durch den Druck der Rollen abgeprallt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise so gestaltet, daß die Fasern oder Vliesstoffe eine Auflage an Präparation in Mengen von 0,3 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 1,0 Gew - %, bezogen auf das Faser- oder Vliesstoffgewicht, erhalten.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Präparation enthält zwischen 50 und 95 Gew -%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, mindestens ein quaternäres Esteraminsalz der Formel (I). Besonders bevorzugt werden aber Präparationen eingesetzt, die quaternäre Esteraminsalze der allgemeinen Formel (II) enthalten
(CH2)n-R7
I +
R0OC-O-(CH2)n - N - (CH2)n-O-COR6 X' (II)
(CH2)n-R7 wobei COR6 für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht, sowie R7 gleich H oder OH bedeutet, wobei n den Wert 1, 2 oder 3 hat und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist. Die Verbindungen der Formel (II) können beispielsweise durch Umsetzung von Diethanolalkylaminen mit technischen Fettsäuren und anschließender Quaternierung erhalten werden. Beispiele für derartigen Verbindungen sind das Methyl- N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyloxyethyl)-ammoniummethosulfat oder das Bis- (Acyloxyethyl)hydroxy-ethylmethyl-ammoniummethosulfat. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, die Alkylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten und deren Alkylketten 1 bis 3 Doppelbindungen aufweisen. Es können auch Mischungen verschiedener Esteraminsalze der Formeln (I) und/oder (II) verwendet werden. Als weitere Komponente enthält die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Präparation in Mengen zwischen 5 und 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, Alkylglykoside der allgemeinen Formel RO(G)x, in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykosideinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige Zahl zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4. Besonders bevorzugt sind Präparationen, die Alkylglykoside in Mengen zwischen 5 und 30 Gew.-% enthalten.
Es hat sich gezeigt, das ein Zusatz an Glycerin in Mengen bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Präparation, zu verbesserten Eigenschaften der Fasern oder Vliesstoffe in Bezug auf die Hydrophilie und der Hautverträglichkeit führt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt so gestaltet, daß die Fasern oder Vliesstoffe mit einer glycerinhaltigen Präparation behandelt werden, wobei die Präparation Glycerin in Mengen zwischen 1,0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, enthält.
Neben den oben beschriebenen Verbindungen, können noch weitere in der Textiltechnik bekannten Stoffe in der Präparation eingesetzt werden, beispielsweise Antistatika oder Gleitmittel. Diese werden üblicherweise in Mengen bis höchstens 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, eingesetzt.
Es kann auch vorteilhaft sein das erfindungsgemäßen Verfahren so zu gestalten, daß die Fasern oder die Vliesstoffe mit einer Präparation behandelt werden, die zusätzlich zu den bereits beschriebenen Komponenten auch Monoester aus Glycerin und einer CÖ-CH- Fettsäure in Mengen zwischen 5 und 35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung, enthält. Ein besonders bevorzugter Monoester ist das Glycerinmonolaurat.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden hydrophil ausgerüstete Fasern, die ausschließlich oder überwiegend Polyolefine oder Polyester enthalten oder Vliesstoffe, die überwiegend solche Fasern enthalten, beansprucht, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Diese Fasern oder Vliesstoffe zeigen hydrophile Eigenschaften, die vorzugsweise auch bei mehrmaliger Benetzung erhalten bleiben. Insbesondere weisen die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe „liquid strike through" -Zeiten von weniger als 10 Sekunden und insbesondere weniger als 5 Sekunden auf. Unter „liquid strike-through"-Zeiten werden im Rahmen dieser Anmeldung die Zeiten verstanden, die eine bestimmte Menge Wasser oder künstlicher Urin benötigt, um durch das Vlies zu einer absorbierenden Unterschicht zu gelangen. Diese Zeit wird nach der EDANA (europäischer Verband der Vliesstofϊhersteller) Testmethode 150.0-84 bestimmt. Für den Einsatz in Windeln oder ähnlichen Hygieneartikeln sollte die „liquid strike through"-Zeit möglichst klein sein, um einen schnellen Transport der Flüssigkeit durch das Vlies zum absorbierenden Material zu gewährleisten. Auf diese Weise bleibt die Vliesoberfläche trocken und führt so zu einem erhöhten Tragekomfort. Die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe behalten diese günstige Eigenschaft auch bei mehrmaligem Gebrauch und zeichnen sich weiter dadurch aus, daß sie vorzugsweise bei dreimaliger, insbesondere bei fünfmaliger, hintereinander durchgeführten Bestimmung der „liquid strike through"-Zeit nach der EDANA Testmethode 150.0-8, in jedem Fall eine „liquid strike through"-Zeit von weniger als 10 Sekunden, insbesondere von weniger als 5 Sekunden aufweisen.
Beispiele
Zur Messung der Hydrophilie der unterschiedlich hergestellten Vliesstoffe wurden die
„strike-through"-Zeiten der Testvliese nach der EDANA Testmethode 150.0-84 gemessen.
Die Messungen wurden mit einem Testgerät mit Zeitaufhehmer (Lister-Tester) der Fa.
Lenzing AG durchgeführt. Die Testvliese (Polypropylen-spunbond-Vlies mit einem
Gewicht von 20g/m2 - Lutrasil® 4420, Fa. Freudenberg) wurden mit der wäßrigen
Dispersion der Präparation besprüht. Anschließend wurden die Testvliese bei 70 °C eine
Stunde lang getrocknet.
Für die eigentliche Messungen wurden 6 Lagen eines Filterpapiers (Evans-Adlard FF3
WIS 150) unter eine Lage des präparierten Testvliesses gelegt und anschließend mit 5 ml künstlichen Urins (1000 ml dest. H2O, 9 g NaCl) aus dem Lister-Tester in Kontakt gebracht. Die Messungen wurden bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt. Die Zeit, die die Flüssigkeit braucht, um das Vlies zu durchdringen, wurde am Zeitaufhehmer in Sekunden abgelesen.
Um die hydrophilen Eigenschaften der Vliesstoffe bei mehrmaliger Beanspruchung zu messen, wurde das Testvlies nach der ersten Messung, ohne getrocknet zu werden, mit einer neuen Schicht aus Filterpapier unterlegt und die Messung wiederholt.
Zeiten von maximal 5 Sekunden bei jeweils 5 Wiederholungen wurden als gut bewertet.
Zeiten über 10 Sekunden wurden nicht mehr wiedergegeben.
Die Ergebnisse sind der Tabelle 1 zu entnehmen. Angegeben sind die „strike-through"- Zeiten in Sekunden für Vliese, die mit unterschiedlichen Präparationen ausgerüstet wurden. Wiedergegeben sind Mittelwerte von jeweils 5 Messungen. Die Vliese wurden mit 0,5 und 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Vliesstoffgewicht, mit der entsprechenden Präparation belegt.
Getestet wurden Vliesstoffe, die mit den folgenden Präparationen ausgerüstet wurden. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Präparation. Die jeweiligen Präparationen wurde in Form einer wäßrigen Dispersion eingesetzt, welche 20 Gew.-% Aktivsubstanz, bezogen auf die wäßrige Dispersion, enthielt.
Präparation 1 :
70 Gew.-% Bis-(Acyloxyethyl)hydroxyethyl-methylammoniummethosulfat
20 Gew.-% C8-ι Alkylpolyglucosid
10 Gew.-% Glycerin
Präparation 2:
60 Gew.-% Bis-(Acyloxyethyl)hydroxyethyl-methylammoniummethosulfat
10 Gew.-% C8-ι Alkylpolyglucosid
30 Gew.-% Glycerin
Präparation 3
60 Gew.-% Bis-(Acyloxyethyl)hydroxyethyl-methylammoniummethosulfat
40 Gew.-% C8.i4 Alkylpolyglucosid
Zum Vergleich wurden folgende Präparationen verwendet:
Präparation VI :
100 Gew.-% Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyloxyethyl)- ammonium-methosulfat
Präparation V2:
50 Gew.-% Cg-u Alkylpolyglucosid
50 Gew.-% Glycerin
Tabelle 1
Anzahl der Messungen 1 2 3 4 5 6
Präparation
1 3,36 3,39 3,84 4,32 5,07 - (Auflage 0,5 %)
1 3,66 4,12 3,67 3,81 4,90 5,92 (Auflage 1,0 %)
2 4,0 3,89 4,57 5,74 - - (Auflage 0,5 %)
2 3,72 3,58 3,78 4,04 5,50 - (Auflage 1,0 %)
3 3,66 3,63 4,44 6,10 - - (Auflage 0,5 %)
3 3,29 3,45 4,02 4,1 1 5,18 - (Auflage 1,0 %)
VI 3,26 5,66 7,57 - - - (Auflage 0,5 %)
VI 3,53 4,66 7,41 9,93 - - (Auflage 1,0 %)
V2 3,34 9,52 - - - - (Auflage 0,5 %)
V2 3,50 - - - - - (Auflage 1,0 %)
Man erkennt, daß ein erfindungsgemäß hergestelltes Vlies, das mit dem Mittel 1 ausgerüstet wurde, auch bei der vierten Messung sowohl bei einer Auflage von 1 ,0 % als auch 0,5 % noch „liquid strike through"-Zeiten von weniger als 5 Sekunden zeigt. Dieser Effekt wird schon durch die Kombination aus einem quaternierten Esteraminsalz und einem Alkylpolyglucosid erzielt, wie der mit Präparation 3 ausgerüstet Vliesstoff zeigt. Auch ein Vliesstoff, der mit einem handelsüblichen Esterammoniumsalz ausgerüstet wurde, wie Präparation VI, zeigt eine gute Hydrophilierung. Diese Ausrüstung bleibt aber bei mehrfacher Belastung nicht so gut erhalten, so daß die „liquid strike through"- Zeiten bei den folgenden Messungen deutlich länger werden. Das mit dem Mittel V2 ausgerüstet Vlies belegt, daß die Verwendung von Alkylpolyglucosid und Glycerin allein nicht zu den gewünschten hydrophilen Vliesstoffen führt. Dies belegt, daß nur durch die geeignete Kombination aus quaterniertem Esteraminsalz und Alkylglykosiden die erwünschte hydrophile Ausrüstung erreicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern, die ausschließlich oder überwiegend Polyolefine oder Polyester enthalten oder von Vliesstoffen, die überwiegend solche Fasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern oder Vliesstoffe mit einer wäßrigen Dispersion einer Präparation, die 50 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, mindestens eines quatemären Esteraminsalzes der Formel (I),
R2
| + R3 - N - (CH2)n - O - COR1 X- (I)
R4
wobei R1 für einen aliphatischen Alkylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen steht, R2 entweder ein Rest (CH2)n-O-COR' oder ein Alkylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie R3 und R4 unabhängig voneinander einen Rest (CH2)n-R5 bedeuten, wobei R5 gleich H oder OH und n eine Zahl zwischen 1 und 3 bedeutet und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist, 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Alkylglykosids mit der allgemeinen Formel RO(G)x , in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22 C-Atomen bedeutet und G für eine Glykosideinheit mit 5 oder 6 C-Atomen steht und x eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeutet, sowie 0 bis 30 Gew.-% Glycerin enthält, behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als quaternäre Esteraminsalze Verbindungen der Formel (II)
(CH2)n-R7
I -
R6OC-O-(CH2)n - N - (CH2)„-O-COR6 X (II)
I
(CH2)n-R7 eingesetzt werden, wobei COR6 für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht, sowie R7 gleich H oder OH bedeutet, wobei n den Wert 1, 2 oder 3 hat und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation Alkylglykoside in Mengen zwischen 5 und 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Dispersion eingesetzt wird, die zwischen 5 und 30 Gew.-% der Präparation, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Glycerin in Mengen zwischen 1,0 und 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Präparation, enthält.
6. Hydrophil ausgerüstete Fasern, die ausschließlich oder überwiegend Polyolefine oder Polyester enthalten oder Vliesstoffe, die überwiegend solche Fasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt werden.
7. Fasern oder Vliesstoffe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Auflage der Präparation in Mengen von 0,3 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Vliesstoffgewicht, ausgerüstet sind.
8. Vliesstoffe nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die „liquid strike through"-Zeit der Vliesstoffe, gemessen nach der EDANA Testmethode 150.0-8, kleiner als 10 Sekunden, vorzugsweise kleiner als 5 Sekunden sind.
9. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesstoffe bei drei, vorzugsweise bei fünf, hintereinander durchgeführten Messungen der „liquid strike through"-Zeit, gemessen nach dem EDANA Testverfahren 150.0-84, Werte von kleiner als 10 Sekunden, vorzugsweise kleiner als 5 Sekunden aufweisen.
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