Нетканый листовой материал, способ его изготовления и адгезионная лента на основе этого материала

 

Сущность изобретения: нетканые листовые материалы включают в себя волокнистый холст беспорядочного переплетения из натянутых неразрывных штапельных волокон и связывающих волокон, причем волокнистый холст имеет рисуночное тиснение и связан химическим связывающим агентом, физическим удерживанием или их комбинацией и этот нетканый листовой материал легко разрывается руками в поперечном машинном направлении. Способ изготовления такого листового материала состоит в формировании волокнистого холста из хаотично расположенных натянутых неразрывных штапельных волокон с последующим рисуночным тиснением холста и скреплением его на всем протяжении химическим связующим агентом для получения листового материала с показателем грифа менее 250 г на квадратный лист стороной 20 см и легко разрываемого руками в поперечном направлении. Предусмотрена также чувствительная к воздействию давления адгезионная лента, с нанесенным на одну из ее поверхностей адгезивом, выполненная также как и нетканый листовой материал. 3 с. и 7 з.п. ф-лы, 12 табл.

Изобретение касается нетканых листовых материалов и изготовленных из них лент, и, в частности, улучшенных нетканых листовых материалов и лент, обладающих улучшенными характеристиками на разрыв, мокрой и сухой прочностью и высоким качеством на ощупь.

Нетканые листовые материалы очень часто используются как подкладочный или холстовой компонент лент и т.д. Эти ленты обычно применяются в санитарном деле, для прикрепления различных материалов, таких, как перевязочные материалы и канюли, как подкладка и приклеивающие материалы для предварительного изготовления перевязочных материалов, таких, как перевязка (для оказания первой помощи) островкового типа. Они обычно используются также, как скрепляющие материалы для некоторых типов изделий, таких, как диагностические электроды, хирургические заземляющие пластины и контрольно-измерительные электроды.

Ленты, изготовленные из нетканых листовых материалов, делятся на две категории, основанные на их эксплуатационных качествах.

Категория 1 включает листовые материалы и изготовленные из них ленты, которые могут раздираться в поперечном направлении. Однако, эти материалы очень часто не могут раздираться чисто, и, следовательно, часто образуют неровные или неравномерные края разрыва. С другой стороны, категория 2 включает такие листовые материалы и ленты, которые для практических целей не могут быть разорваны ни в продольном направлении, ни в поперечном направлении.

Как правило, нетканые материалы категории 1 состоят из целлюлозных волокон и имеют отношение прочности на разрыв в продольном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении менее, чем 2,5:1. Целлюлозные волокна сами по себе способны к разрыву (т.е. разрываются при воздействии нагрузки) в противоположность многим синтетическим, полимерным волокнам, которые практически являются неразрывающимися.

Целлюлозные волокна, относящиеся к первой категории листовых материалов, обычно связываются посредством химического связующего, которое иммобилизирует или частично иммобилизирует эти волокна. Кроме того, химическое связующее увеличивает плотность листовых материалов и придает другие ценные свойства, такие, как повышенная прочность на разрыв, удлинение при разрыве гриф (например, прилегаемость), ворсистость и специфические характеристики разрыва, указанные выше. Однако, эти положительные свойства быстро снижаются, когда материал становится влажным, и особенно когда он насыщается водой или другими водными жидкостями.

Материалы категории 2 наиболее часто изготавливаются из практически неразрывающихся синтетических волокон и связываются либо термически, либо механически, либо химически, чем придается структурная целостность слоистому материалу. Эти материалы могут характеризоваться достаточно высокими значениями прочности на разрыв, удлинения при разрыве, грифа и ворсистости, в зависимости от их специфической структуры. Так, например, материалы, относящиеся к категории 2, связанные механическими связями, обычно мягче и более ворсисты в сравнении с химически связанными материалами, которые имеют тенденцию к ужесточению и к потере ворсистости. Однако, практически во всех случаях, материалы категории 2 2 неспособны к разрыву поперечно направлению машины и, таким образом, они не отвечают требованиям аффиксации, необходимой для использования в индустрии гигиены.

Нетканые листовые материалы и ленты как 1, так и 2 категорий пользуются законным широким спросом, как при обработке ран, так и в практических гигиенических целях для прикрепления медицинских средств. Однако, ни один из типов материалов не в состоянии существенно расширить рынок материалов для гигиены за счет присущих им ограничений.

Материалы 1 категории нестойки к воде и не в состоянии обеспечить значительную прочность, хотя способны сохранять мягкость, хорошее качество на ощупь и/или желаемые характеристики разрыва. Прочность может быть увеличена за счет изменения отношения ориентации в поперечном машинном направлении и в машинном направлении волокон, однако в ущерб характеристикам разрыва. Кроме того, прочность может быть также улучшена за счет увеличения содержания основных волокон и веса ценой грифа и раздира.

Изменение характеристик листовых материалов категории 2, изготовленных из синтетических полимерных волокон, является еще более ограничительным. Отвечающие требованиям характеристики раздира могут быть достигнуты лишь за счет использования волокон, которые придают волокнистым листовым материалам и изготовляемым из них лентам очень высокую мягкость. При этом связь волокно-волокно значительно блокируется, что снижает прилаживаемость ткани и приводит к чрезвычайно затруднительному раздиру, и это не отвечает требованиям в отношении оборванных кромок и не позволяет получить прямые края при разрыве.

За последние годы было сделано много попыток улучшить характеристики материалов 1 и 2 категорий или получить нетканые листовые материалы и ленты обеих категорий с желаемыми характеристиками. Были сделаны попытки использовать различные типы волокон, их содержание и веса нетканых листовых материалов. Кроме того, использовать различные способы связывания, включая связывание химическими апретирующими агентами, физическое скрепление холста (например, гидроскрепление) и термическое связывание, например, за счет термического гофрирования. Смотри например, патент США N 4973513 (химическое связывание), патент США N 4341213 (химическое связывание с целью увеличения прочности и снижения воспламеняемости), патент США N 4772499 (гидроскрепленные и частичное химическое связывание), патент США N 3737368 и патент США N 3507943 (термическое гофрирование печатными валками).

Так, например, в патенте США N 3121021 описывается хирургическая адгезионная лента, получаемая из тканевой основы искусственного штапельного волокна, покрытой неклейким гидрофобным каучукообразным аппретирующим волокно полимером. Эта связанная с полимером основа покрывается тонким слоем чувствительного к воздействию давления адгезивом, который имеет микропористую структуру после сушки. Ввод гидрофобного каучукообразного аппретирующего волокно полимера служит для увеличения водонепроницаемости, и таким образом для повышения прочности во влажном состоянии материала данной 1 категории. Аналогично этому в патенте США N 4112177 описывается практически такая же нетканая основа, как и в патенте США N 3121021, однако на эту основу наносится многокомпонентные адгезионные слои для улучшения общих адгезионных свойств получаемой ленты. Другой пример пористой адгезионной ленты с двойным покрытием описывается в патенте США N 4844973.

В патенте США N 4292360 описывается многослойный нетканый листовой материал, который может использоваться для изготовления чувствительных к воздействию давления адгезионных лент. Эти листовые материалы состоят из двух нетканых холстов, накладываются друг на друга и связываются друг с другом повторно смачиваемым химическим связующим. Эти нетканые холсты могут быть изготовлены из любого типа или комбинации штапельных волокон, взятых как индивидуально, так и в комбинации со связующими. Наряду с химическими связующими, листовые материалы при желании могут быть подвергнуты каландированию или тиснению (гофрированию).

В патенте США N 3908650 описывается микропористая лента, изготовляемая из нетканого холста, покрытого с одной стороны пористым слоем чувствительного к воздействию давления адгезивом, с другой стороны пористой термопластичной пленкой. Волокна, соседние с термопластическим слоем, по крайней мере частично являются водоотталкивающими. При желании, этот волокнистый холст может быть термически или химически связан с аппретирующим агентом. Использование термопластических слоев придает повышенную стойкость к истиранию и к абразивному износу общей ленте.

В патенте США N 4772499 описывается нетканый холст, который легко раздирается поперечно направлению. Раздираемость этого холста увеличивается участками связывания моделей полотна связующим агентом. После сушки полотно легко раздирается в поперечном направлении, вдоль несвязанных участков холста. Кроме того, в патенте США N 4303724 описывается использование текстурированных или ложно крученных пряж при изготовлении нетканых материалов с целью улучшения их характеристики раздира.

В немецком патенте N ДЕ 1595300 описываются нетканые изделия, получаемые из холстов с мокрой укладкой, которые не каландрируются в то время, пока полотно сохраняет 10-40 мас. остаточной влаги. Эти полотна состоят из неподвергнутых натяжению полиэфирных связующих волокон, и при желании могут включать подвергнутые натяжению полиэфирные волокна, полиакриламидные волокна и/или полиамидоимидные волокна. Другими примерами термического связывания как основного способа повторного армирования нетканых материалов являются примеры, описанные в патентах США NN 4731277, 4639390, 4511615, 4490427 и 4083913. Кроме того, термическое связывание может осуществляться путем тиснения таких листовых материалов с использованием нагретых печатных валков. Смотри например, патенты США NN 3737368 и 3507943.

В патенте США N 4490425 описывается мягкое и ворсистое нетканое изделие, изготовленное путем термического связывания штапельных волокон, волокон неограниченной длины или обоих типов волокон, и иглопробивки (например, сшивки) одной или обеих сторон и изделия для получения ворсистой поверхности. Затем одна или более, чем одна из сторон, покрываются термическим адгезивом для получения изделия, используемого как портновский приклад в различных текстильных изделиях. Аналогичные материалы портновских прикладов и способы их изготовления описываются также в патентах США NN 4451 и 4148958.

Ни одно из описанных выше текстильных изделий или лент не может успешно сочетать в себе преимущество материалов 1 и 2 категорий, пока они имеют свои недостатки.

Ближайшим аналогом изобретения в части устройства является нетканый листовой материал, содержащий термически тисненный волокнистый холст из хаотично расположенных, подвернутых натяжению неразрывных штапельных волокон и связующих волокон [1] Этот же аналог является ближайшим и для изобретения в части способа получения нетканого листового материала. Способ, согласно аналогу, содержит формирование волокнистого холста из хаотично расположенных подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон и связующих волокон и его термическое тиснение.

Ближайшим аналогом изобретения в части чувствительной к воздействию давления адгезионной ленты является лента, представляющая собой термически тисненный волокнистый холст, состоящий из хаотично расположенных штапельных волокон и связующих волокон с нанесенным на одну из его поверхностей чувствительным к воздействию давления адгезивом [2] Ни один из указанных нетканых листовых материалов и способов их изготовления или изготовленных из этих материалов адгезионных лент не обеспечивают получения повышенной прочности в сухом состоянии, сравнимую с прочностью во влажном состоянии, и не обладают легкой раздираемостью в поперечном направлении с сохранением требуемых показателей грифа.

Техническим результатом группы изобретений является создание листовых нетканых материалов и чувствительных лент, получаемых из них, и получаемых способом взаимного связывания и рисуночного тиснения, которые способны разрываться руками в поперечном направлении в соответствии с требованиями потребителя и кроме того, имеют повышенную прочность в сухом состоянии, сопоставимую с прочностью в мокром состоянии, низкое значение грифа и отношение прочности на разрыв в поперечном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении, предпочтительно, менее, чем 3:1.

Указанный технический результат достигается тем, что нетканый листовой материал, содержащий термически тисненный волокнистый холст из хаотично расположенных, подвергнутых натяжению неразрывающихся штапельных волокон и связующих волокон, где волокнистый холст выполнен рисуночно тисненным с возможностью легкого разрыва холста руками в поперечном направлении и одинаково связан на всем протяжении химическим связующим агентом, физическим скреплением или их комбинацией, при этом нетканый листовой материал имеет показатель грифа менее 250 г/см² на квадратный лист стороной 20 см.

В нетканом листовом материале, подвергнутые натяжению, неразрывные штапельные волокна выбраны из группы, включающей поликарбонатные штапельные волокна, полисульфоновые штапельные волокна, полиэфирные штапельные волокна, полиамидные штапельные волокна, полиолефиновые штапельные волокна, полиакриловые штапельные волокна и их комбинации.

Связующие волокна в нетканом материале включают термопластичные связывающие волокна, способные связываться в расплаве с подвергнутыми натяжению неразрывными штапельными волокнами без разрыва или ослабления подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон, при этом связующие волокна имеют тонину 0,5-6 денье. В этом материале подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна включают примерно 90-60 мас. общего веса волокон, составляющих волокнистую основу, а связующие волокна включают примерно 40-10 мас. общего веса волокон, составляющих волокнистую основу.

В нетканом листовом материале подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна включают полиэфирные штапельные волокна примерно 0,75-1,25 денье, связующие волокна включают термопластичные связующие волокна примерно 1,5-2,5 денье и весовое соотношение подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон к связующим волокнам в волокнистом холсте составляет примерно 4:1-2:1.

Материал характеризуется также тем, что волокнистый холст выполнен с тиснением в виде квадратного или линейного узора в поперечном направлении.

Указанный результат достигается и тем, что в чувствительной к воздействию давления адгезионной ленте в виде термически тисненного волокнистого холста, состоящего из хаотично расположенных штапельных волокон и связующих волокон с нанесенным на одну их его поверхностей чувствительным к воздействию давления адгезивом, волокнистый холст выполнен из подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон и рисуночно тисненным с возможностью легкого разрыва холста руками в поперечном направлении и одинаково связан на всем протяжении посредством химического связующего агента, физического скрепления или их комбинации, при этом лента имеет показатель грифа менее 250 г/см² на квадратный лист стороной примерно 20 см.

В чувствительной к воздействию давления адгезионной ленте чувствительный к воздействию давления адгезив представляет собой чувствительный к воздействию давления латексный адгезив с высоким содержанием твердого компонента, включающий полимеризуемое поверхностно-активное вещество и низкомолекулярный гидрофобный полимер.

Указанный технический результат достигается также и тем, что в способе получения нетканого листового материала, содержащим формирование волокнистого холста из хаотично расположенных подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон и связующих волокон и его термическое тиснение, используют рисуночное тиснение холста и скрепляют волокнистый холст одинаково на всем его протяжении химическим связующим агентом для получения листового материала с показателем грифа менее 250 г/см² на квадратный лист стороной примерно 20 см и легко разрываемого руками в поперечном направлении.

В способе получения нетканого листового материала рисуночное тиснение включает тиснение квадратного рисунка или линейного рисунка в поперечном направлении на волокнистом холсте.

Волокнистый холст, являющийся компонентом листовых материалов или лент, отвечающих данному изобретению, изготавливается общеизвестными способами, включая способы мокрой укладки, способы сухой укладки, например, укладку в воздушной среде и прочесывание, и способы прямой укладки, например, связывание спряденных волокон и декатировка в расплаве. Примеры таких способов описываются в патенте США N 3121021 (Copeland) и в патенте США N 3575782 (Hansen), данные описания приводятся здесь как ссылочный материал.

Как подвергнутые натяжению, неразрывные штапельные волокна, так и связующие волокна, используются в изготовлении волокнистого холста, как компонента нетканых листовых материалов и лент, отвечающих настоящему изобретению. Под понятием подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна имеются в виду штапельные волокна, получаемые из синтетических полимеров, которые вытягиваются в ходе их изготовления, например, полимерные цепи, ориентированные в продольном направлении волокна и которые с трудом разрываются при воздействии умеренного разрывного усилия. Регулируемая ориентация этих штапельных волокон сообщает высокую степень упорядоченной кристалличности (например, более, чем примерно 45% ) полимерным цепям, составляющим волокна. Обычно, подвергнутые натяжению неразрушаемые штапельные волокна, отвечающие данному изобретению, не разрываются, если не подвергаются воздействию разрывного усилия не менее 3,5 г/денье.

Примерами соответствующих подвергнутых натяжению неразрушаемых штапельных волокон, отвечающих настоящему изобретению, являются полиэфирные штапельные волокна, полиолефиновые штапельные волокна, полиамидные штапельные волокна, полиакрилатные штапельные волокна, поликарбонатные штапельные волокна, полисульфоновые штапельные волокна или их комбинации.

Подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна включают, предпочтительно ориентированные полиолефиновые штапельные волокна, такие, как ориентированные полиэтиленовые, полипропиленовые или полибутиленовые штапельные волокна, ориентированные полиэфирные штапельные волокна, такие, как полиэтилентерефталатные (РЕТ) волокна или их комбинации. Эти ориентированные штапельные волокна имеют длину предпочтительно примерно 1-10 см, более предпочтительно 2-5 см, и имеют тонину примерно 0,1-20 денье, более предпочтительно примерно 0,5-5 денье и, наиболее предпочтительно, примерно 0,7-2 денье.

Согласно, особенно предпочтительному, аспекту данного изобретения, подвергнутые натяжению неразрываемые штапельные волокна включают ориентированные полиэфирные штапельные волокна, такие, как полиэфирные штапельные волокна с тониной от 0,75 денье (типа L-30, полиэтилентерефталатаные волокна (РЕТ), (Eartman Chemical Products, Ins. Kingsport, TN) или стандартные полиэфирные штапельные волокна (РЕТ); (Hoechst Celanese, Charlotte, NC), полиэфирные штапельные волокна тонины 1,25 денье (Style Т-131, РЕТ; Hoechst Celanese, Charlotte, NC), и/или стандартные полиэфирные штапельные волокна тониной 2,0 денье (РЕТ) (Hoechst Celanese, Charlotte, NC).

Для приготовления волокнистого холста, отвечающего данному изобретению, могут использоваться любые типы связующих волокон, поскольку они способны к связыванию в расплаве с подвергнутыми натяжению неразрываемыми штапельными волокнами волокнистого холста без разрыва или значительного снижения прочности подвергнутых натяжению неразрываемых штапельных волокон. В этом отношении желательно, чтобы связующие волокна изготовлялись из одного или нескольких искусственно получаемых термопластичных полимеров, которые способны связываться в расплаве с подвергнутыми натяжению неразрываемыми штапельными волокнами, используемыми в нетканых листовых материалах и лентах, отвечающих настоящему изобретению. Кроме того, связующие волокна могут включать большую разновидность конфигураций связующих волокон, которые хорошо известны в данной области техники, включая без каких-либо ограничений полностью расплавляемые связующие волокна, расположенные рядом связующие волокна, бикомпонентные связующие волокна, эллиптические связующие волокна типа ядро-оболочка, концентрические связующие волокна типа ядро-оболочка или их комбинации.

Примерами подходящих связующих волокон являются, без каких-либо ограничений, полиэфирные связующие волокна, полиолефиновые связующие волокна, такие, как термопластичные полиэтиленовые, полипропиленовые и полибутиленовые связующие волокна, полиамидные связующие волокна или их комбинации. Эти связующие волокна имеют длину предпочтительно примерно 1-20 см, более предпочтительно 2-10 см, и они имеют тонину примерно 0,1-20 денье, более предпочтительно примерно 0,2-10 денье, еще более предпочтительно примерно 0,2-10 денье и наиболее предпочтительно примерно 0,5-6 денье.

Согласно особенно предпочтительному аспекту данного изобретения, связующие волокна включают связующие волокна типа ядро-оболочка, содержащее, например, ориентированное полиэфирное или полиолефиновое волокнистое ядро, окруженное наружной оболочкой из плавящейся полиэфирной или полиолефиновой смолы.

Примерами подходящих связующих волокон типа ядро-оболочка для использования в волокнистых холстах, отвечающих настоящему изобретению, являются связующие волокна Diawa^TM (1,5 денье, 38 мм кристаллическое полипропиленовое ядро и плавкая полиэтиленовая оболочка; Chori America, Inc. Los Angeles Ca); связующее волокно Melty^TM (12 денье, 38 мм, ориентированное полиэфирное ядро и плавкая полиэфирная оболочка; Chori America, Inc.), связующее волокно К-52 (12 денье, 38 мм, ориентированное полиэфирное ядро и плавкая полиэфирная оболочка; Hoechst Celanese Corp. Charlotte, NC); и связующие волокна К-54 (2 денье, 38 мм, ориентированное полиэфирное ядро и плавкая полиэфирная оболочка; Hoechst Celanese Corp, Charlotte, NC).

Весовое отношение подвергнутых натяжению неразрываемых штапельных волокон и связующим волокном в волокнистом холсте будет зависеть от того, с какими неткаными листовыми материалами или лентами, отвечающими настоящему изобретению, они используются. В большинстве случаев предварительно заданная прочность, способность к раздиранию и другие характеристики нетканых листовых материалов и лент, отвечающих данному изобретению, могут быть получены путем балансирования количества высокопрочных подвергнутых натяжению неразрываемых штапельных волокон с количеством термопластичных связующих волокон, необходимых для требуемого связывания, и, в конечном счете, для структурной целостности волокнистого холста.

Обычно примерно 95-50 мас. предпочтительно примерно 90-60 мас. волокнистого холста заключает в себе одну из более разновидностей подвергнутых натяжению неразрываемых штапельных волокон, в то время, как примерно 50-5 мас. предпочтительно примерно 40-10 мас. волокнистого холста заключает в себе связующие волокна. Согласно предпочтительному аспекту весовое отношение подвергнутых натяжению неразрываемых штапельных волокон к связующим волокнам будет составлять примерно 10:1-1:10, более предпочтительно примерно 5:1-1:1 и наиболее предпочтительно примерно 4:1-2:1.

Толщина волокнистого холста, который составляет основной компонент нетканых холстовых материалов, отвечающих данному изобретению, в незначительной степени зависит от желаемого использования. Обычно волокнистый холст может иметь толщину примерно 0,04-0,5 мм. При желании конечного использования нетканого листового материала в качестве основы для медицинской ленты желательно, чтобы волокнистый холст имел толщину примерно 0,15-0,4 мм. Кроме того, плотность волокнистого холста может составлять примерно 10-100 г/м², предпочтительно примерно 15-70 г/м², и более предпочтительно примерно 20-50 г/м².

Согласно настоящего изобретения, волокнистый холст связан химическим связывающим агентом или физическим скреплением, или и тем и другим, и имеет рисуночное тиснение для получения листовых материалов согласно данному изобретению. Для практического осуществления изобретения важно, чтобы последовательность операций связывания и рисуночного тиснения, применяемых для волокнистого холста, осуществлялись в определенном порядке. Нанесение химического связующего агента на волокнистый холст должно быть последним этапом в обработке холста и при использовании связывания путем физического скрепления оно должно быть первым этапом. Так, например, согласно одному из принципов, волокнистый холст сначала физически скрепляется, затем подвергается рисуночному тиснению, и, в конечном счете, насыщается химическим связующим агентом, в результате чего получается нетканый листовой материал, отвечающий настоящему изобретению.

Один способ внутреннего связывания волокнистого холста заключается в физическом скреплении волокон после получения холста обычным известным в данной области способом. Так, например, волокнистый холст может быть прошит иглой, как описано в патенте США N 5016331, который производится здесь, как ссылочный материал. Как другой возможный материал и как предпочтительный способ, волокнистый холст может быть гидроскреплен, как описано, например, в патенте США N 3485706, который приводится здесь, как ссылочный материал. Один такой способ гидроскрепления включает пропускание волокнистого холста в виде слоя между отверстиями сетчатого барабана из нержавеющей стали (например, через отверстие 100 меш (0,147 мм) (National Wire Fabric, Star City, AR) с предварительной заданной скоростью (например, примерно 23 м/мм) через водную струю высокого давления ( например, примерно 3-10 МПа), которая ударяет об обе стороны холста. Затем, подвергнутые гидроскреплению холсты высушиваются и могут подвергаться рисуночному тиснению и насыщению химическим связующим, как описано в данной заявке.

Все нетканые листовые материалы, отвечающие настоящему изобретению, подвергаются рисуночному тиснению, как уже известно в данной области, как описано в патентах США NN 2464301, 3507943 и 3737368, описание которых приводится здесь как ссылочный материал. Обычно волокнистый холст пропускается через металлический валок, который украшен узором (например, гравирован), с поднятыми и пониженными участками, и твердый задний валок, обычно изготовляемый из металла или каучука. Однако, волокнистый холст может подаваться между двумя, имеющими узоры валками, имеющими соответствующие или чередующиеся гравированные участки. В любом случае общепринято подавать тепло к одному или более, чем одному валку так, что волокнистый холст термически связывается вдоль точек узорчатого контакта.

Согласно предпочтительному аспекту изобретения, волокнистые холсты, отвечающие данному изобретению, подвергаются термическому тиснению, имеющему узор валком и обратным валком. В ходе тиснения очень важно тщательно регулировать температуру валка с узором. Обычно температура должна быть такой, чтобы подвергнутые натяжению неразрываемые штапельные волокна и связующие волокна термически сплавлялись в точках контакта без разрыва штапельных волокон или без серьезного ослабления волокнистого холста ниже полезного предела прочности. В связи с этим желательно, чтобы температура валка с узором находилась в пределах примерно 120-180^oC, более предпочтительно в пределах примерно 125-145^oC. Кроме того, валок с узором должен контактировать с нетканым листовым материалом при давлении примерно 0,10-0,30 МПа, более предпочтительно примерно 0,15-0,25 МПа.

Специфический узор, гравированный на тиснильном валке, будет зависеть от конечного назначения нетканых листовых материалов и лент. Однако, в случае стандартных медицинских лент желательно использовать либо линейный узор, который обеспечивает термическое тиснение ряда линий по поперечному направлению машины на основе листового материала (ленты, или поперечно выгравированный, например, квадратный) узор, который приводит, в результате, к ряду взаимно пересекающихся тисненых линий, идущих как в продольном направлении, так и в поперечном направлении на основе листового материала/ленты. Согласно предпочтительному аспекту, поперечно выгравированный шириной примерно 0,01-0,05 мм, отделенных друг друга участком тиснения квадратной формы с каждой стороной квадрата примерно 0,06-0,1 мм.

Тисненые поверхностные участки нетканых листовых материалов должны составлять не более, чем примерно 95% предпочтительно менее, чем 80% более предпочтительно менее, чем примерно 50% и более предпочтительно менее, чем примерно 30% от общей поверхности волокнистого холста. Однако, ни в одном из случаев не должно быть термически тисненым 100% поверхностной площади волокнистого холста (т.е. подвергнутого горячему каландированию). Согласно предпочтительным аспектам настоящего изобретения линейный тисненый узор поперечного машинного направления приводит в результате к тисненой поверхности, составляющей примерно 10-20% в то время как поперечно выгравированный узор, квадрат, приводит в результате к тисненой поверхности, составляющей примерно 25-35% Согласно данному изобретению, множество различных видов химических связывающих агентов может наноситься на волокнистые холсты уже известными в данной области техники приемами. Примерами используемых для данной цели химических связывающих агентов (не являющихся, однако, ограничительным пределом) являются следующие вещества: акрилы, винилакрилы, ацетат-этилен, поливинилацетат и т.д. Какое бы химическое связующее не использовалось, оно должно обладать химическим средством и легко связываться с подвергнутыми натяжению неразрушаемыми штапельными волокнами и/или связующими волокнами, составляющими волокнистый холст.

Желательно, чтобы химический связывающий агент включал химическое связующее на водной основе, в том числе, латексы, содержащие акрилы, стирол/бутадиеновые каучуки, винилацетат/этилены, винилацетат-акрилаты, поливинилхлорид, поливиниловые спирты, полиуретаны, винилацетаты, акрил/винилацетаты и т.д. Эти химические связующие на водной основе обычно наносятся на волокнистый холст в количестве примерно 25-35% с использованием любого подходящего способа покрытия, включая способы с использованием стержня с проволочной намоткой, обратного ролика, пневматического ножа, смещаемой гравюры, захватывающего лезвия, оттискного связывания, пен и покрытия методом опрыскивания.

Примерами используемых предпочтительных химических связующих агентов, отвечающих настоящему изобретению, являются следующие продукты (которыми не ограничивается данное изобретение): Rhoplex^TM Е-2559 (примерно 45% твердого акрилового латексного связующего; Rohm and Haas Co, Филадельфия, РА), Unical^TM типа 76-4402 (примерно 50% твердых продуктов стирол/бутадиеновый каучуковый латекс; Unicol Corp. Charlott, NC) и National Starch^TM N 78-6283 (примерно 45% твердого продукта акрил/винилацетатный сополимерный латекс; National Starch Corp. Briclgewater, NJ) и National Stach^TM 78-6283 является особенно предпочтительным связующим.

Химический связывающий агент наносится в количествах, достаточных для достижения желаемых свойств, таких, как прочность в сухом состоянии, прочность во влажном состоянии и характеристики раздира, проявляемых неткаными листовыми материалами и лентами, отвечающими настоящему изобретению. Однако, количество связывающего химического агента, которое может использоваться, различно в зависимости от конечного применения. Так, например, для увеличения прочности нетканых листовых материалов может использоваться большее количество химического связывающего агента, в то время, как для снижения грифа (т.е. для улучшения прилаживаемости) материалов может использоваться меньшее количество химического связывающего агента.

Обычно когда волокнистый холст насыщается химическим связывающим агентом для получения нетканых листовых материалов и лент, отвечающих данному изобретению, весовое количество химического связывающего агента в волокнистом холсте после его сушки составляет примерно 10-40 г/м², предпочтительно примерно 15-30 г/м². В связи с этим желательно, чтобы весовое отношение волокон, составляющих волокнистый холст, к химическому связывающему агенту, включенному в волокнистый холст, составляло примерно 5:1-1:5, более предпочтительно примерно 3:1-1:3 и наиболее предпочтительно в пределах примерно 2:1-1:2.

Волокнистый холст, отвечающий настоящему изобретению, может, при желании, включать, так же смазки на водной основе, такие, как низкоадгезионный апрет (LAB), которые вводятся в то же самое время, или после ввода в холст химического связывающего агента.

Используемые предпочтительно LAB включают те продукты, которые используются в способах, описанных в патенте США N 4973513, который дается здесь как ссылочный материал. После ввода химического связывающего агента и при желании LAB, волокнистый холст высушивается с использованием соответствующих сушильных средств, например, путем контактной сушки, с использованием печей с циркуляцией воздушного потока, печей с проходящим потоком воздуха, печей с соударением частиц и т.д.

В настоящее время существуют две особенно предпочтительные общие структуры нетканых листовых материалов, отвечающих данному изобретению. В первом аспекте предпочтительный нетканый листовой материал включает волокнистый холст в количестве примерно 80 мас. примерно 1 денье, длиной 4 см. Ориентированное полиэфирное штапельное волокно в комбинации примерно с 20 мас. полиэфирного связующего волокна примерно 2 денье, длиной 5 см, имеющего среднюю общую плотность примерно 20 г/м². Этот волокнистый холст имеет рисуночное тиснение с квадратной поперечной гравировкой, которая обеспечивает связывание поверхностей примерно 28% После этого тисненый волокнистый холст насыщается химическим связывающим агентом акриловым сополимером на водной основе, разбавляется до содержания твердых веществ примерно 28% и высушивается до плотности связующего примерно 15 г/м², в результате чего получаются листовые материалы, отвечающие этому изобретению.

Второй предпочтительный нетканый листовой включает в основном тот же материал, что и первый, за исключением того, что указанный волокнистый холст гидроскрепляется до рисуночного тиснения, и общее весовое количество волокна увеличивается примерно до 50 г/м², в то время, как весовое количество (плотность) связующего увеличивается примерно до 25 г/м². Таким образом, весовое ношение волокна к связующему составляет примерно 2:1 в отличие весового отношения 1:1 для первого предпочтительного аспекта данного изобретения.

Ленты.

После связывания волокнистого холста и рисуночного тиснения с образованием нетканых листовых материалов, отвечающих настоящему изобретению, листовые материалы могут быть смотаны в рулоны для их транспортировки и последующего нанесения адгезива или других подходящих покрытий, используемых для стандартных медицинских лент и т.д. Как другой возможный вариант, нетканые листовые материалы могут подаваться непосредственно к устройству для покрытия адгезивом, с последующим разрезанием на отдельные ленточные рулоны.

Нетканые листовые материалы предпочтительно покрываются слоем чувствительного к воздействию давления адгезива, в результате чего получаются ленты, отвечающие данному изобретению. В этом отношении чувствительный к воздействию давления адгезив, который наносится на нетканый листовой материал, может быть материалом на основе растворителя, на основе воды или горячеплавкий адгезив. Подходящие для этой цели адгезивы и способы их нанесения описываются, например, в патенте США N 2708192 (адгезив на основе фенольного вулканизированного каучука), в патенте США N 24904 (адгезивы на основе воды и на основе растворителя) и в патенте США N 4833179 (горячеплавкие адгезивы). Описание этих патентов приводятся здесь как ссылочные материалы.

Согласно предпочтительному варианту осуществления данного изобретения, нетканые листовые материалы, отвечающие данному изобретению, покрываются высокотвердым чувствительным к воздействию давления латексным адгезивом, который не чувствителен к влаге и в то же время проявляет чрезвычайно высокий баланс адгезионных свойств, таких, как высокая прилаживаемость, высокая прочность сдвига, без закрепления связующего. Смотри, например, одновременно поданную и одновременно рассматриваемую патентную заявку под реестром N 48167, USА, 6 А, Lu и др. (поверенный Docket), принадлежащую владельцу данного изобретения, описание которой здесь приводится как ссылочный материал. Характеристики и преимущества предпочтительного чувствительного к воздействию давления адгезива, по крайней мере, частично, обусловлены присутствием полимеризующего поверхностно-активного вещества и низким молекулярным весом гидрофобного полимера в латексной композиции.

Предпочтительные чувствительные к воздействию давления адгезивы, наносимые на поверхность нетканых листовых материалов, отвечающих настоящему изобретению, получаются путем эмульгирования смеси воды, акрилатов и виниловых мономеров, ионного сополимеризующегося поверхностно-активного вещества, возможного агента переноса молекулярной цепи, возможных агентов поперечной сшивки и гидрофобного полимера. Эмульсия нагревается с перемешиванием в атмосфере азота, затем подвергается обработке инициатором, взятым по частям для контроля температуры. Реакционная смесь нагревается и перемешивается до тех пор, пока не прекращается реакция. Полученный акриловый латекс затем наносится на поверхность различными общепринятыми способами, известными для специалистов в данной области.

Акрилатный мономерный компонент латексного чувствительного к воздействию давления адгезива заключает в себе предпочтительно алкилэфиракрилатные мономеры с содержанием в алкиле 4-12 атомов углерода. Подходящими алкилэфиракрилатными мономерами являются (что не является ограниченным пределом для данного изобретения) н-бутилакрилат, амилакрилат, гексилакрилат, изооктилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изононилакрилат, децилакрилат, додецилакрилат и их смеси.

Кроме того, виниловые монометры в комбинации с акрилатными мономерами заключают предпочтительно 1) виниловые эфиры, включающие (но не ограничивающиеся ими) винилацетат, винилпропионат, винилбутират и т.д. 2) сложные алкиловые эфиры (2-4 атома C в алкиле) (мет)акриловой кислоты (включая, но не ограничиваясь ими) метилметакрилат, метилакрилат, этилакрилат, этилметикрилат, изобутилметакрилат, и т.д.); 3) стирол и их смеси.

Примеры используемых для данной цели сополимеризующихся ионных поверхностно-активных веществ в предпочтительном чувствительном к воздействию давления адгезиве включают (но не ограничиваются ими) те продукты, которые описаны в немецком патенте WO 89/12618, который рассматривается здесь как ссылочный материал. Описанные там поверхностно-активные вещества заключают в себе гидрофобную часть, содержащую альфа-бетаэтиленовое ненасыщенное звено, гидрофильную часть, содержащую поли(алкиленокси) сегмент, и ионный сегмент. Предпочтительным сополимеризующимся поверхностно-активным веществом является поверхностно-активное вещество MAZON SAM-211 (P.P.G. Industries, Inc.), описанное как этиленполиалкоксиаммоний сульфат, в котором число алкоксигрупп составляет примерно 5-20, и типичное количество этоксигрупп составляет примерно 15-20.

Чувствительный к воздействию давления латексный адгезив при желании может дополнительно заключать в себе поперечно сшивающий агент, включающий (но не ограничивающийся ими) многофункциональные акрилаты, такие как диакрилаты, триакрилаты и тетраакрилаты, такие как 1,6-гександиолдиакрилаты, поли(этиленгликоль)диакрилаты, поли(бутадиен)диакрилаты, полиуретандиакрилаты и триметилолпропантриакрилаты; 4-акрилоксибензофенон; дивинилбензол и их смеси. Кроме того, могут быть включены агенты переноса молекулярной цепи, такие, как тетрабромид углерода, меркаптаны, спирты и их смеси.

Как указывалось выше, предпочтительный латексный чувствительный к воздействию давления адгезив включает низкомолекулярный гидрофобный полимер. Под понятием гидрофобный полимер имеется в виду нерастворимый в воде полимер. Используемые для данной цели гидрофобные полимеры имеют средневесовой молекулярный вес в пределах примерно 400-50000, предпочтительно в пределах примерно 500-20000, более предпочтительно примерно 600-10000. Примерами низкомолекулярных несополимеризующихся гидрофобных полимеров являются полимеры (которыми, однако, не ограничивается данное изобретение), выбранные из числа следующих: полистирольные смолы, такие, как Piccolastic^TM A75, D125 и D150, выпускаемые фирмой "Геркулес Кемиклс"; поли(метилметакрилатные) смолы (РММА); полибутадиен; поли(альфа-метилстирол)+ блок-сополимеры бутадиен-стирольные и эфиросмолы, такие, как Foral^TM 85 и 105, выпускаемые фирмой "Геркулес", а также их смеси.

Желательно также, чтобы при получении покрытых адгезивом лент, отвечающих данному изобретению, использовались смазочные покрытия на адгезивном слое, или смазки, такие, как слабо адгезионные аппреты основы (LAB), наносимые на неклейкую сторону ленты для облегчения сматывания ленты в рулон. Желательно, чтобы покрытие LAB наносилось на неадгезионную сторону ленты с использованием обычных способов нанесения покрытия, принятых в текстильной индустрии.

Желательно, чтобы LAB включали композицию на водной основе, однако, могут использоваться также материалы на основе растворителя, такие, как поливинилкарбомат. Подходящими компонентами LAB на водной основе являются (однако, ими не ограничивается данное изобретение) полиэтилены, фторхимические вещества, акрилаты, силиконы, виниловые сополимеры и их комбинации с другими полимерами. Так, например, подходящие используемые в настоящем изобретении LAB описываются в патенте США N 4728571. Описание данного патента приводится здесь как ссылочный материал.

Согласно особенно предпочтительному аспекту данного изобретения, как описано в патенте США N 4973513, который дается здесь как ссылочный материал, LAB на водной основе наносится на нетканый листовой материал непосредственно после насыщения химическим связывающим агентом. В этом отношении особенно предпочтительные LAB включают поли(диметилсилоксан) и/или акрилатные полимеры, описанные как смазочные покрытия 1-15 в патенте США N 4973513. После нанесения покрытия, LAB и химические связывающие агенты, которые насыщают нетканые листовые материалы, подвергаются сушке, как описано в патенте США N 4973513.

Впервые изображены нетканые листовые материалы и ленты, получаемые из них, состоящие, в основном, из неразрываемых волокон, которым легко может быть придана раздираемость (т.е. разрываемость) в поперечном направлении листа или ленты, однако они прилаживаемы при их использовании. Кроме того, эти материалы и ленты имеют ряд других преимуществ, включая повышенную прочность в сухом состоянии, сопоставимую прочность в мокром состоянии, раздираемость в продольном направлении и равномерность плотности как в продольном направлении, так и в поперечном направлении. До настоящего времени ни одна лента ни в состоянии удовлетворить этим требованиям.

Обычно нетканые листовые материалы или ленты могут значительно ухудшать некоторые свойства в пользу других свойств. Так, например, для получения ленты, которая раздираема в поперечном машинном направлении (например, ленты категории 1), должны выполняться требования общей прочности ленты и, в частности, прочности ленты во влажном состоянии. Аналогичным образом, для получения ленты с высоким показателем прочности как в сухом, так и во влажном состоянии (например, лента типа 2) способность к раздиру и очень часто прилаживаемость снижаются. Таким образом, ленты категорий 1 и 2 очень часто ограничены в их применении. Обычно нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие настоящему изобретению, находят широкое применение в санитарии и в других областях, где требуются характеристики прилаживаемости и хороший раздир ленты. В частности, нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие настоящему изобретению, сочетают высокую прочность на разрыв в продольном направлении как в сухом, так и во влажном состоянии, что типично для материалов категории 2, с высоким показателем грифа (т.е. прилаживаемостью) и с высокими показателями раздира в продольном направлении, что типично для материалов категории 1, в результате чего получаются материалы, которые могут находить широкое применение в санитарии, спорте и в других областях.

Специфические характеристики раздира нетканых листовых материалов и лент, отвечающих настоящему изобретению, оцениваются согласно процедуре испытания, подробно описанной ниже в разделе Методы испытания. В этом методе дается оценка характеристик раздира листовых материалов и лент как в машинном направлении, так и в поперечном направлении в шкале: прекрасные, хорошие, умеренные, слабые и плохие характеристики.

Для того, чтобы нетканые листовые материалы или изготовленные из них ленты не выходили за пределы настоящего изобретения, они должны легко раздираться руками в поперечном направлении. В данном случае нетканый листовой материал легко раздирается руками, даже когда он имеет умеренные показатели раздира в поперечном направлении. Однако, желательно, чтобы нетканые листовые материалы и ленты имели, по меньшей мере, хорошие показатели раздира, наиболее предпочтительно, прекрасные показатели раздира в поперечном направлении. Кроме того, согласно предпочтительному аспекту изобретения, нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие данному изобретению, легко также раздираются руками (т.е. показывают умеренный показатель раздира) в продольном направлении листа или ленты. Согласно этому, наиболее предпочтительные листовые материалы и ленты, отвечающие данному изобретению, показывают, по меньшей мере, умеренные характеристики раздира, как в продольном, так и в поперечном направлении.

Хотя раздир руками и является важной характеристикой нетканых листовых материалов и лент, отвечающих данному изобретению, он не должен обеспечиваться ценою прилаживаемости (т.е. грифа) листовых материалов и лент. Ввиду этого нетканые листовые материалы и/или ленты, отвечающие данному изобретению, должны иметь показатель грифа менее, чем 250 г примерно на ширину листа или ленты 20 см. Нетканые листовые материалы и/или ленты, отвечающие данному изобретению, имеют показатель грифа предпочтительно менее, чем 200 г, более предпочтительно менее, чем 150 г примерно на 20 см в ширину листа или ленты. Когда показатель грифа превышает 250 г, нетканые листовые материалы и/или ленты обычно слишком жесткие для использования их на коже или других поверхностях.

Измерение раздираемости руками и грифа нетканых листовых материалов и лент, отвечающих данному изобретению, осуществляются в специальных условиях рисуночного тиснения, используемых для данных материалов. Используется предпочтительно узор машинного тиснения квадратного или линейного сечения. При использовании любого из этих узоров нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие данному изобретению, легко раздираются руками в поперечном направлении, и имеют подходящие показатели грифа. В частности, нетканые листовые материалы и ленты легко подвергаются раздиру с образованием ровных и чистых краев вдоль линий линейного или квадратного узора. Однако, когда такие материалы не имеют рисуночного тиснения, они становятся практически нераздираемыми, или же, когда они раздираемы, то этот раздир неравномерный и получаются обтрепанные края. Аналогичным образом, когда вся внешняя поверхность материала не подвергнута каландрированию, эти материалы также нераздираемы. Кроме того, если некоторые из этих материалов могут раздираться руками, то обычно они имеют настолько высокие показатели грифа, что не обладают прилаживаемостью.

Нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие настоящему изобретению, имеют также повышенное отношение прочности на разрыв в продольном направлении к весу волокон, используемых в волокнистом холсте, которое сопоставимо с указанным отношением для типичных материалов категории 2. Это действительно так, особенно в отношении прочности на разрыв данных материалов во влажном состоянии в продольном направлении. Даже если эти нетканые листовые материалы и ленты легко раздираются руками в поперечном направлении, они все же имеют прочность на разрыв во влажном состоянии в этом направлении не менее, чем примерно 10 Н/см, предпочтительно не менее, чем примерно 15 Н/см, и более предпочтительно не менее, чем примерно 20 Н/см. Аналогичным образом прочность на разрыв этих материалов в сухом состоянии в продольном направлении также составляет не менее, чем примерно 10 Н/см, предпочтительно не менее, чем примерно 15 Н/см, и более предпочтительно не менее, чем примерно 20 Н/см. Таким образом, нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие данному изобретению, показывают непредвиденно сильное снижение прочности на разрыв в продольном направлении во влажном состоянии в сравнении с прочностью на разрыв в сухом состоянии. Обычно типичные материалы из целлюлозного волокна категории 1 (например, из целлюлозного ацетатного волокна и из вискозного волокна) имеют снижение прочности на разрыв во влажном состоянии 30-40% Кроме того, раздираемость руками листовых материалов и лент, отвечающих настоящему изобретению, прямо противоположна раздираемости руками типичных материалов категории 2, которые практически нераздираемы руками как в продольном, так и в поперечном направлении.

Нетканые листовые материалы и ленты, отвечающие данному изобретению, имеют также повышенную прочность на разрыв как в продольном направлении, так и в поперечном направлении. В этом отношении желательно, чтобы отношение прочности на разрыв в продольном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении (то есть MD:CD) составляло менее, чем 3:1, еще более предпочтительно менее, чем 2:1. Кроме того, данные материалы имеют удлинение в продольном направлении предпочтительно в пределах примерно 15-40% еще более предпочтительно в пределах примерно 20-30% Характеристики на раздир нетканых листовых материалов или лент, отвечающих настоящему изобретению, определялись группой испытателей, которые знакомы с такими материалами. В частности, эти испытатели знакомы с медицинскими лентами, лентами для атлетов и другими материалами и их способами использования. В каждую испытательскую группу входили 4 испытателя, которым были предоставлены нетканые листовые материалы и ленты для оценки. Испытательская группа оценивала эти листовые материалы и ленты на легкость раздира как в машинном направлении (продольно), так и в поперечном машинном направлении (поперечно) на инициирование раздира, прямолинейность раздира, равномерность краев раздира и усилия, необходимые для полного раздира. Каждая из этих характеристик раздира оценивалась как прекрасный показатель (4), хороший показатель (3), умеренный показатель (2), слабый показатель (1) или нулевой показатель (0) (т.е. испытатель не в состоянии разодрать этот материал). Результаты, полученные четырьмя испытателями, входящими в состав испытательской группы, суммировались для каждого материала, брались средние значения данных всех четырех испытателей, округлялись до конечного значения и представлялись как один показатель характеристики раздира.

Характеристики раздира нетканых листовых материалов оценивались с использованием отрезных образцов размерами 2,5х30 см, или 5х30 см, причем характеристики раздира в машинном направлении оценивались по длине 30 см, и характеристики в поперечном машинном направлении оценивались по длине 2,5 см или 5 см. Характеристики раздира образцов лент оценивались на намотанной в рулон ленте шириной 2,5 см или 5 см, характеристики раздира в поперечном направлении оценивались по длине 2,5 см или 5 см, в то время как характеристики раздира в продольном направлении оценивались по длине примерно 20 см в нижнехолстовой части ленты.

Общие характеристики грифа (в граммах) образцов нетканых листовых материалов или лент являются показателями драпируемости/прилаживаемости этих материалов. Материалы с относительно высоким показателем грифа жестки и неприлаживаемы. И наоборот, материалы с относительно низким показателем грифа показывают мягкость, прилаживаемость материала. Показатели грифа для нижеследующих примеров получены на измерителе грифа Thwing-Albert Handle-O-Meter модели N 211-300 (фирма Thwing Albert Instrument Co. Филадельфия, Пенсильвания согласно методике, изложенной в инструкции, приложенной к Модели 211-300, которая рассматривается здесь как ссылочный материал. Все измерения грифа осуществлялись на листовых материалах в форме квадрата (стороной примерно 20 см).

Характеристики на разрыв образцов нетканых листовых материалов и лент, отвечающих данному изобретению, измерялись на испытательном приборе Инстрон для определения прочностных свойств на разрыв (Instron Corp. Кантон Массачунтс). Прочность на разрыв в продольном направлении и в поперечном направлении (например, прочность на разрыв в сухом состоянии в Н/см) и удлинение при разрыве в продольном направлении (%) измерялись согласно методу испытания АСТМ D-1682-64. Прочность на разрыв в продольном направлении (то есть прочность на разрыв в Н/см) измеряли также согласно методу АСТМ D-1682-64 после погружения образца на 5 мин в деионизированную воду, где поддерживалась температура 20^oC. После этого образец высушивали и тотчас испытывали. После получения указанных выше показателей прочности на разрыв рассчитывали отношение прочности на разрыв в продольном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении (т.е. MD:CD) сухих материалов.

Далее настоящее изобретение иллюстрируется примерами, которые не являются ограничением изобретения. Все части и проценты являются весовыми, если нет особых оговорок.

Примеры 1-8 и сравнительные примеры 9-18 Нетканые листовые материалы из примеров 1-8 и сравнительных примеров 9-18 получали на машине Hergeth Random-Card (Hergeth-Hollingsworth, GMBH, Dubman, Германия), с использованием обычных способов изготовления нетканых холстов. Состав волокна, общее весовое количество волокна, химического связующего и условия рисуночного тиснения, используемые в каждом примере и в каждом сравнительном примере для листовых материалов, даются в таблицах 1-3, приведенных ниже.

Для изготовления нетканых листовых материалов из примеров 1-8 и сравнительных примеров 9-18 использовались либо полиэтилентерефталатное штапельное волокно (РЕТ) типа L-30, 0,75 денье, 38 мм (фирмы Eastman Chemical Products, Ins. Kingsport, TN), либо полиэтилентерефталатное (РЕТ) штапельное волокно типа T-121, 1,25 денье, 38 мм (Hoechst Celanese Corp. Charlotte, NC). Кроме того, для изготовления листовых материалов из сравнительных примеров 9-13 использовалось полученное из вискозы стандартное штапельное волокно Рэйон, 1,5 денье, 40 мм (Courtauld's North America, Inc. New York, NV) в сочетании с указанными выше штапельными волокнами РЕТ.

Для изготовления нетканых листовых материалов из примеров 1-8 и сравнительных примеров 9-18 использовали как связующее волокно Diawa ^TM, 1,5 денье, 38 мм (волокно типа ядро-оболочка с ядром из кристаллического полипропилена и с оболочкой из плавкого полиэтиленового волокна; Chori America Inc. Los Angeles, Ca так и связующее волокно типа К-54, 2 денье, 38 мм (волокно типа ядро-оболочка с ориентированным полиэфирным ядром и аморфной плавкой полиэфирной оболочкой; Hoechst Celanese Corp. Charlotte, NC. Все нетканые листовые материалы из примеров 1-8 и сравнительных примеров 10-14 и 18 были рисуночно тиснеными или плоско каландрированными с использованием условий обработки, указанных в табл. 1 и 3. Затем листовые материалы указанных примеров и сравнительных примеров насыщались химическим связующим на основе акрилового винилацетатного сополимерного латекса (N 78-6283, National Starch and Chemical Co, Bridgewafer, NJ латекса с содержанием 45% твердого компонента, разбавленного до содержания твердого компонента 25-35% деионизированной водой). Кроме того, на поверхность листовых материалов сразу же после химического связующего наносили поли(диметилсилоксан), содержащий адгезивный аппрет (LAB), описанный как покрытие 1 в патенте США N 4973513, с использованием способа, описанного в патенте США N 4973513, после чего эти листовые материалы высушивали в печи.

Согласно описанным методам испытания, определяли различные механические свойства и характеристики раздира нетканых листовых материалов из примеров 1-8 и сравнительных примеров 9-18. В нижеследующих табл.2 и 4 представлены отношения прочности на разрыв в машинном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении (MD:CD), прочность на разрыв в продольном направлении в сухом состоянии (MD Dry Break), прочность на разрыв в продольном направлении в мокром состоянии (MD Wet Break), удлинение при разрыве в продольном направлении (MD Dry Elong), показатели грифа и характеристики раздира как в продольном направлении, так и в поперечном направлении.

Эти сравнительные листовые материалы не имели рисуночного тиснения, но были плоско каландированы по почти всей их поверхности (т.е. на 100).

Сравнение данных табл. 2 и 4 показывает значительное различие в прочности на разрыв в мокром состоянии в продольном направлении между неткаными листовыми материалами, отвечающими данному изобретению, и сопоставительными материалами, включающими целлюлозные волокна (например, Рэйон), обычно для материалов группы 1. В частности, нетканые листовые материалы из примеров 1-8 имеют прочность на разрыв в продольном направлении в пределах 13-19 Н/см, в то время как материалы, содержащие рэйон из сравнительных примеров 9-13, имеют прочность на разрыв в пределах 4-8 Н/см, то есть в среднем на 58% более низкую прочность во влажном состоянии, чем листовые материалы, отвечающие данному изобретению. Аналогичным образом, показатели прочности на разрыв в сухом состоянии в продольном направлении для материалов из сравнительных примеров 9-13, также значительно меньше, чем данные для нетканых листовых материалов из примеров 1-8 (т.е. 6-12 Н/см, в отличие от 13-20 Н/см, соответственно).

Кроме того, слабый раздир или нулевой раздир в поперечном направлении материалов из сравнительных примеров 14-18 показывает, что даже в случае использования волокнистых композиций аналогичных тем, что используются в нетканых листовых материалах, отвечающих настоящему изобретению, отсутствие рисуночного тиснения листовых материалов или полное плоское каландрирование листовых материалов придает им характеристику нераздираемости.

Кроме того, сопоставительные материалы являются также практически нераздираемыми в направлении листа. В противоположность этому квадратный тисненый рисунок, используемый на нетканых листовых материалах, дает в результате материалы, которые полностью раздираются руками в поперечном направлении и практически полностью раздираются руками в продольном направлении. Кроме того, слабые характеристики раздира листовых материалов из примера 2 являются результатом слабых условий обработки. В частности, листовой материал из примера 2 изготавливается с линейной скоростью на 30% превышающей скорость изготовления других материалов. Изменение линейной скорости снижает эффективность термического связывания в результате рисуночного тиснения и, тем самым, это приводит к более слабым характеристикам раздира.

Волокнистые холсты нетканых листовых материалов примеров 19-22 и сравнительных примеров 23-34, изготавливались фирмой Veratec Inc. Walpole, MA, на собственной производственной линии этой фирмы. Волокнистые нетканые холсты были неупорядоченно прочесаны и подвергнуты гидроскреплению до получения заявителем. Далее холсты дополнительно обрабатывались заявителем, после чего в примерах и сопоставительных примерах их получали как нетканые листовые материалы. Состав волокон, общее весовое количество волокон, весовое количество химического связующего и условия рисуночного тиснения для листовых материалов в каждом примере и в каждом сравнительном примере даются в нижеследующих табл.5 и 7.

В нетканых листовых материалах из примеров 19-22 и сравнительных примеров 23-24 использовались как стандартные полиэтилентерефталатные (РЕТ) штапельные волокна 0,75 денье, 38 мм, так и стандартные штапельные волокна РЕТ, 1,2 денье, 38 мм, фирмы Hoechst Celanese Corp. Charlotte, NC. Кроме того, в листовых материалах из сравнительных примеров 23-26 использовались стандартные вискозные Рэйон штапельные волокна 1,5 денье, 40 мм фирмы Courtauld's Noth America, New York, NY в сочетании с указанными выше полиэфирными штапельными волокнами.

Для получения нетканых листовых материалов примеров 19-22 и сравнительных примеров 23-24, использовались как связующие волокна Melty^TM, 2 денье, 38 мм (волокна типа ядро-оболочка, содержащие ориентированное полиэфирное ядро и плавную полиэфирную волокнистую оболочку Chori America, Inc. Los Angeles Ca), так и связующие волокна типа К-52, 2 денье, 38 мм (волокна типа ядро-оболочка, содержащие ориентированное полиэфирное ядро и аморфную плавкую полиэфирную оболочку Hoechst Celanese Corp. Charlotte, NC).

Все листовые материалы из примеров 19-22 и сравнительных примеров 26,30 и 32 были рисуночно тиснеными или плоско каландрированными и получались с использованием условий, приведенных в табл.5 и 7. После этого гидроскрепленные и рисуночно тисненные листовые материалы из примеров 19-22 и сравнительных примеров 23-27, 29-30, 32 и 34 насыщались акрилвинилацетатным сополимерным латексным химическим связующим (N 78-6283, National Starch and Chemical Co. Briclgewater, NJ); латекс с содержанием твердого компонента 45% разбавленный до содержания твердого компонента 25-35% деионизированной водой). Однако, нетканые листовые материалы из сравнительных примеров 28,31 и 32 не насыщались химическим связующим. Кроме того, LAB, содержащие поля (диметилсилоксан) (т.е. покрытие 1 из патента США N 4973513) наносили на все листовые материалы из примеров и сравнительных примеров сразу же после нанесения химического связующего с использованием метода, описанного в патенте N 4973513, после чего листовые материалы высушивали в печи.

Оценку различных механических и раздирочных свойств листовых материалов из примеров 19-22 и сравнительных примеров 23-24 осуществляли согласно методам испытания, описанным здесь. В нижеследующих табл.6 и 8 приводятся отношения прочности на разрыв в продольном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении (MD:CD), прочности на разрыв в поперечном направлении (MD Dry Break), прочности на разрыв во влажном состоянии в продольном направлении (MD Wet Break), удлинение (%) в продольном направлении (MD Dry Elong), гриф и характеристики раздира как в продольном направлении, так и в поперечном направлении.

Эти сравнительные листовые материалы не являются рисуночно тиснеными, но плоско каландированы по всей (то есть на 100%) их поверхности.

Сопоставление данных, приведенных в табл.6 и 8, показывает в основном те же результаты, что и для нетканых листовых материалов из примеров 1-8 (табл. 2) и из сравнительных примеров 9-18 (табл.4). Содержащее волокно Рэйон листовые материалы из сравнительных примеров 23-26 имеют значительно более низкие показатели прочности на разрыв во влажном состоянии в продольном направлении (т. е. 12-16 Н/см), чем листовые материалы из примеров 19-22 (т.е. 24-37 Н/см). Кроме того, ясно видно также различие между данными прочности на разрыв в сухом состоянии в продольном направлении между материалами в примерах и сравнительных примерах (25-37 Н/см в примерах 19-22 и 22-30 Н/см в сравнительных примерах 23-26). В связи с этим, следует отметить, что прочность на разрыв в сухом и влажном состояниях в продольном направлении материалов сравнительных примеров значительно ниже, чем материалов примеров в случае использования целлюлозных волокон Рэйон как единственного штапельного волокна холста (т.е. сравнительных примеров 23-24), или в случае использования волокон Рэйон в комбинации с подвергнутыми натяжению неразрываемыми штапельными волокнами (т. е. сравнительных примеров 25-26) того же типа, что используются в нетканых листовых материалах, отвечающих данному изобретению.

Аналогично этому, исключая сравнительный пример 30, аналогичные волокнистые композиционные материалы сравнительных примеров 27-29 и 31-34 практически нераздираемы в поперечном направлении. В противоположность этому, нетканые листовые материалы из примеров 19-22 обнаруживают прекрасную раздираемость как в поперечном направлении, так и в продольном направлении. Даже если нетканый листовой материал сравнительного примера 30 имеет умеренный показатель раздираемости как в поперечном направлении, так и в продольном направлении, то он имеет показатель грифа 670 г ввиду чего он настолько мягок, что не может использоваться как прилаживаемый листовой материал. Аналогично этому, материалы из сравнительных примеров 24, 25, 29, 32, 34 имеют показатели грифа, превышающие те показатели, которые требуются для нетканых листовых материалов, отвечающих настоящему изобретению. В противоположность этому нетканые листовые материалы из примеров 19-22 имеют показатели грифа в пределах 105-135 г.

В лентах из примеров 35-42 и в лентах из сравнительных примеров 43-52 используются нетканые листовые материалы из примеров 1-8, сравнительных примеров 9-18, соответственно, как подкладочные LAB материалы (материалы основы) для ленточных структур (смотри табл. 1 и 3). После рисуночного тиснения, ввода химического связующего и LAB (патент США N 4973513) и сушки этих материалов на нетканую основу, на сторону без покрытия LAB наносят латекс с высоким содержанием твердого компонента, чувствительный к воздействию давления адгезив на основе акрилата (PSA) (пример 5 совместно поданной и совместно рассматриваемой патентной заявки N 48167 USA 6A, Attorney Dockey).

Различные механические и раздирочные характеристики лент из примеров 35-42 и сравнительных примеров 43-52 определяли согласно описанным здесь методам. В частности, прочность на разрыв в сухом состоянии в продольном направлении (MD Dry Break), удлинение (%) в продольном направлении (MD Dry Elong) и характеристики раздира как в продольном, так и в поперечном направлении приводятся ниже в табл.9 и 10. Кроме того, в табл.9 и 10 приводятся отношение прочности на разрыв в продольном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении (MD:CD), прочность на разрыв во влажном состоянии в продольном направлении (MD Wet Break) и гриф листовых материалов из примеров и сравнительных примеров, где указанные листовые материалы включают ленточные основы (смотри табл. 2 и 4). Указанные значения этих свойств остаются практически неизменными в случае нанесения на нетканые листовые материалы чувствительного к воздействию давления адгезива с получением описанных здесь листовых материалов примеров и сопоставительных примеров.

В лентах из примеров 53-56 и сравнительных примеров 57-68 использовались нетканые листовые материалы, что и в примерах 19-22 и в сравнительных примерах 23-34, соответственно, в качестве материалов основы для ленточных структур (см. табл. 5 и 7).

Кроме того, в лентах из этих примеров и сравнительных примеров использовались те же адгезионные покрытия LAB и PSA, что описаны для примеров 35-42 и сравнительных примеров 43-52.

Различные механические и раздирочные характеристики лент из примеров 53-56 и сравнительных примеров 57-68 определяли согласно описанным здесь методам испытания. Значения прочности на разрыв в сухом состоянии в продольном направлении (MD Dry Break) удлинение при разрыве (%) в продольном направлении (MD Dry Elong) и характеристики раздира как в продольном направлении, так и в поперечном направлении даются ниже в табл.11 и 12. Кроме того, в табл.11 и 12 даются значения отношения прочности на разрыв в продольном направлении к прочности на разрыв в поперечном направлении (MD:CD), прочности на разрыв во влажном состоянии в продольном направлении (MD Wet Break) и грифа для листовых материалов примеров и сравнительных примеров, которые (материалы) включают ленточные основы (смотри табл.6 и 8).

Как отмечалось в примерах 35-42 и в сравнительных примерах 43-52, эти значения почти одинаковы для нетканых листовых материалов и получаемых лент с покрытием из чувствительного к давлению адгезива.

nd значение не определено для материалов данных сравнительных примеров. Все данные, приведенные в табл. 9-12, показывают, что нанесение чувствительного к воздействию давления адгезива на нетканые листовые материалы из примеров 1-8 и 9-22 и сравнительных примеров 9-18 и 23-34 ни в какой мере не изменяют указанные свойства этих материалов. В этом отношении все рассматриваемые ранее преимущества нетканых листовых материалов, отвечающих данному изобретению, относятся к равной степени к получаемым из них лентам. Таким образом, адгезионные ленты, отвечающие данному изобретению, имеют значительно более высокую прочность на разрыв во влажном состоянии и в сухом состоянии в продольном направлении (см. табл.9 и 11), чем содержащие рэйон ленты из сравнительных примеров 43-47 и 57-60 (табл.10 и 12). Кроме того, ленты в этих примерах раздираемы руками в поперечном направлении и в продольном направлении, в то время как ленты из сравнительных примеров 48-52, 61-63, 65-67 нераздираемы руками. Кроме того, ленты этих сравнительных примеров, которые обнаруживают умеренные характеристики раздира, имеют также значительные показатели грифа за пределами тех значений, которые имеют ленты, отвечающие настоящему изобретению.

Хотя согласно патентному законодательству предусматривается описание предпочтительных значений весового содержания фракций, условий обработки и полезного использования продукта, объем изобретения не ограничивается этими значениями. Для специалистов в данной области должно быть ясно, что допустимы различные модификации и варианты данного изобретения, но так, чтобы они не выходили за пределы объема изобретения. Примеры, описанные в данной патентной заявке, являются иллюстрацией и возможностью изменения типа, количества и соотношения состава волокна, а также условий рисуночного тиснения для достижения специфических целей изобретения.

Формула изобретения

1. Нетканый листовой материал, содержащий термически тисненный волокнистый холст из хаотично расположенных, подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон и связующих волокон, отличающийся тем, что волокнистый холст выполнен рисуночно тисненным с возможностью легкого разрыва холста руками в поперечном направлении и одинаково связан на всем протяжении химическим связующим агентом, физическим скреплением или их комбинацией, при этом нетканый материал имеет показатель грифа менее 250 г на квадратный лист стороной примерно 20 см.

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна выбраны из группы, включающей поликарбонатные штапельные волокна, полисульфоновые штапельные волокна, полиэфирные штапельные волокна, полиамидные штапельные волокна, полиолефиновые штапельные волокна, полиакриловые штапельные волокна и их комбинации.

3. Материал по п. 1, отличающийся тем, что связующие волокна включают термопластичные связывающие волокна, способные связываться в расплаве с подвергнутыми натяжению неразрывными штапельными волокнами без разрыва или ослабления подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон, связующие волокна имеют тонину от 0,5 до 6 денье.

4. Материал по п. 1, отличающийся тем, что подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна включают примерно 90 60% общей массы волокон, составляющих волокнистую основу, а связующие волокна включают примерно от 40 до 10% общей массы волокон, составляющих волокнистую основу.

5. Материал по п. 1, отличающийся тем, что подвергнутые натяжению неразрывные штапельные волокна включают полиэфирные штапельные волокна примерно от 0,75 до 1,25 денье, связующие волокна включают термопластичные связующие волокна примерно от 1,5 до 2,5 денье и массовое соотношение подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон и связующих волокон в волокнистом холсте составляет примерно от 4 1 до 2 1.

6. Материал по п. 1, отличающийся тем, что волокнистый холст выполнен с тиснением в виде квадратного или линейного узора в поперечном направлении.

7. Чувствительная к воздействию давления адгезионная лента в виде термически тисненного волокнистого холста, состоящего из хаотично расположенных штапельных волокон и связующих волокон с нанесенным на одну из его поверхностей чувствительным к воздействию давления адгезивом, отличающаяся тем, что волокнистый холст выполнен из подвергнутых растяжению неразрывных штапельных волокон и рисуночно тисненным с возможностью легкого разрыва холста руками в поперечном направлении и одинаково связан на всем протяжении посредством химического связующего агента, физического скрепления или их комбинации, при этом лента имеет показатель грифа менее 250 г на квадратный лист стороной примерно 20 см.

8. Лента по п. 7, отличающаяся тем, что чувствительный к воздействию давления адгезив представляет собой чувствительный к воздействию давления латексный адгезив с высоким содержанием твердого компонента, включающий полимеризуемое поверхностно-активное вещество и низкомолекулярный гидрофобный полимер.

9. Способ получения нетканого листового материала, включающий формирование волокнистого холста из хаотично расположенных подвергнутых натяжению неразрывных штапельных волокон и связующих волокон и его термическое тиснение, отличающийся тем, что используют рисуночное тиснение холста и скрепляют волокнистый холст одинаково на всем его протяжении химическим связующим агентом для получения листового материала с показателем грифа менее 250 г на квадратный лист стороной примерно 20 см и легко разрываемого руками в поперечном направлении.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что рисуночное тиснение включает тиснение квадратного рисунка или линейного рисунка в поперечном направлении на волокнистом холсте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7