DE19645380B4

DE19645380B4 - Zusammensetzung für die Permanenthydrophilierung von Polyolefinfasern, und Verwendung der Zusammensetzung

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Publication number: DE19645380B4
Application number: DE19645380A
Authority: DE
Inventors: Zang-Ju Dr. Dzen; Christine Dr. Wild
Original assignee: Schill and Seilacher AG
Current assignee: Schill and Seilacher GmbH
Priority date: 1996-11-04
Filing date: 1996-11-04
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: EP0839947A2; US6008145A; ES2210445T3; DE59710918D1; DK0839947T3; DE19645380A1; EP0839947A3; EP0839947B1

Abstract

Zusammensetzung für die Permanenthydrophilierung von Polyolefinfasern und -filamenten und daraus hergestellten, nichtgewebten Textilerzeugnissen (Nonwovens), enthaltend
A) 15–75 Gew.-Teile mindestens eines nichtionischen Tensids sowie
B) 25–85 Gew.-Teile einer Komponente, bestehend aus
– mindestens einer quartären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel I

worin
R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 C-Atomen,
R² und R³, unabhängig voneinander, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen, Hydroxyethyl oder einen Polyglykolrest,
X ein Sauerstoffatom, NH, N-CH₃ oder eine (OC₂H₄)_z-Gruppe mit z = 1 bis 10,
Y^- eines der Anionen CH₃OSO₃ ^-, C₂H₅OSO₃ ^-, CH₃COO^-, Cl^-, H₂PO₄ ^-, Lactat,
m und n, unabhängig voneinander, eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten,
und
– mindestens einem kationisch modifizierten Polydimethylsiloxan der Formel IIa oder IIb

worin
r und s, unabhängig voneinander, eine ganze Zahl von 1 bis 50,

Y^- eines der Anionen...

Description

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen, vorzugsweise in Form von Spinnpräparationen, für Polyolefinfasern oder -filamente, die diesen grundsätzlich hydrophoben Fasern permanenthydrophile Eigenschaften zu verleihen vermögen, sowie mit diesen Zusammensetzungen behandelte bzw. ausgerüstete Fasern und Filamente und daraus hergestellte, nichtgewebte textile Flächengebilde, insbesondere Vliese.
Hydrophile Vliese werden als Abdeckvliese, d.h. als oberstes Vlies oder als Zwischenvlies mehrlagiger Vliese, für Babywindeln, Inkontinenzprodukte und ähnliche Erzeugnisse verwendet. Solche Vliese haben die Aufgabe, Körperflüssigkeiten wie Urin schnell an die darunter liegende Absorptionsschicht weiterzuleiten. Gewöhnliche hydrophilierende Präparationen werden durch den Flüssigkeitstransport innerhalb der Windeln oder sonstigen Produkte mehr oder weniger schnell und mehr oder weniger stark vom Vlies abgewaschen. Dadurch verliert das Abdeckvlies allmählich seine hydrophilen Eigenschaften und wird, wegen der hydrophoben Eigenschaften von Polyolefinen, mehr und mehr hydrophob. Bei nachfolgenden weiteren Kontakten mit Körperflüssigkeit wird deren Weiterleitung an die Absorptionsschicht immer mehr erschwert und schließlich ganz unmöglich. Die Folge ist, daß die Flüssigkeit aus dem Produkt ohne oder mit geringer Retention ausläuft und daß das Produkt seine ursprüngliche Funktion, die Haut eines Babies oder eines Patienten trocken zu halten, nicht mehr ausüben kann.
Demgegenüber soll eine Präparation für die Permanenthydrophilierung möglichst dauerhaft auf dem Polyolefin haftenbleiben und dem Vlies über einen möglichst langen Zeitraum hinweg eine möglichst gleichbleibende Hydrophilie verleihen.
Üblicherweise erfolgt die Bildung eines Vlieses aus Filamenten und/oder Fasern, wobei Wirrfaservliese üblicherweise entweder mittels physikalischer Methoden, z.B. durch Vernadeln, oder auf chemische Weise verfestigt werden. Bei der Herstellung kardierter Vliese, die anschließend thermofixiert werden, muß eine hydrophilierende Spinnpräparation zusätzlich noch weitere Anforderungen erfüllen: So muß die Präparation die Herstellung und Verarbeitung der Fasern ermöglichen; dazu gehören optimale Gleiteigenschaften und Kohäsion der Fasern bzw. Filamente sowie eine ausreichende antistatische Ausrüstung, um die Vliesbildung mit akzeptabler Geschwindigkeit durchführen zu können.
Aus dem US-Patent 4 988 449 sind hydrophilierende Zusammensetzungen bekannt, welche Diethanolamide, nichtionische Tenside, Alkylphosphate, quartäre Ammoniumsalze und/oder Alkylimidazoliumsalze enthalten und als Flüssigkeitsdurchlässigkeit verleihende Mittel für Polyolefin-Nonwovens eingesetzt werden.
Aus dem US-Patent 5 258 129 sind hydrophilierende Zusammensetzungen bekannt, die Polyoxyalkylen-modifiziertes Polydimethylsiloxan allein oder zusammen mit nichtionischen Tensiden, Alkylphosphaten, quartären Ammoniumsalzen und/oder Alkylimidazoliumsalzen enthalten.
Aus EP-B1-0 410 485 ist ein Verfahren zur Hydrophilierung von Polyolefinfaservliesen durch Aufbringen einer wäßrigen, alkoxylierten Tensidzusammensetzung auf die Oberfläche der Fasern bekannt, bei dem die Zusammensetzung entweder zu mindestens 80 % aus alkoxylierten Triglyceriden von C₁₈-Fettsäuren besteht, wobei diese Triglyceride einen großen Anteil an alkoxyliertem Ricinolein oder an alkoxyliertem und hydriertem Ricinolein aufweisen, oder aber zu mindestens 80 % aus einem Gemisch aus alkoxyliertem oder alkoxyliertem und hydriertem Ricinolein, einem Polyalkylen-modifizierten wasserlöslichen Polydimethylsiloxan und einer antistatischen Verbindung besteht, wobei letztere beispielsweise ein neutralisierter Phosphorsäureester, alkoxyliertes Phosphat, Kaliumsalz, Ammoniumsalz oder alkoxyliertes Ammoniumsalz sein kann.
Diese bekannten Zusammensetzungen verleihen den damit behandelten bzw. ausgerüsteten Fasern und Faservliesen zwar permanenthydrophile Eigenschaften, sie sind jedoch teuer in der Herstellung und verbesserungsbedürftig hinsichtlich der erzielbaren Kohäsion und der antistatischen Eigenschaften.
Aus DE 44 39 076 A1 ist ein Avivagemittel mit verbessertem Wiederbenetzungsvermögen bekannt, das phosphatierte Esterquats und ein nichtionisches Tensid enthält. Ein mit dem Avivagemittel ausgerüstetes Baumwollgewebe wurde hinsichtlich der Wiederbenetzbarkeit und des Weichgriffs geprüft und für gut befunden.
Aus DE 37 19 086 C1 sind diquartäre Polysiloxane und deren Verwendung in kosmetischen Haarpflegemitteln bekannt. Sie führen zu einer verbesserten Naß- und Trockenkämmbarkeit sowie verbessertem Glanz der behandelten Haare.
Aus DE 38 02 622 A1 sind Mittel zur Ausrüstung von Textilfasern oder daraus hergestellten Produkten bekannt, die den Griff des Textils unter gleichzeitiger Hydrophilierung verbessern. Die Mittel bestehen aus einem Gemisch zweier Typen von Organopolysiloxanen, wovon der eine keine Ammoniumgruppen, der andere eine oder mehrere quartäre Ammoniumgruppen enthalten kann. Die Ausrüstung eines Baumwolf-Polyester-Gewirkes mit diesem Mittel ist ebenfalls beschrieben.
Aus EP 0 503 221 A1 sind Weichspülkonzentrate für die Wäsche bekannt, die eine quartäre Ammoniumverbindung mit endständigen Amidfunktionen sowie nichtionische Tenside enthalten.
Keine der vorgenannten Druckschriften beschreiben eine Zusammensetzung aus einem nichtionischen Tensid, einer quartären Ammoniumverbindung, die frei von Polysiloxan-Struktureinheiten ist, und einem quartäre Ammoniumgruppen enthaltenden, kationisch modifizierten Polydimethylsiloxan, und keine der genannten Druckschriften befaßt sich mit der Permanenthydrophilierung von Polyolefinfasern oder daraus hergestellten Textilerzeugnissen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zusammensetzung mit guten permanenthydrophilierenden Eigenschaften und mit verbesserter Kohäsionswirkung und guten antistatischen Eigenschaften zu schaffen, um hohe Vliesproduktionsgeschwindigkeiten und generell hohe Geschwindigkeiten bei der Verarbeitung der behandelten bzw. ausgerüsteten Fasern, Filamente und der daraus hergestellten Nonwovens zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zusam mensetzung für die Permanenthydrophilierung von Polyolefinfasern und -filamenten und daraus hergestellten, nichtgewebten Textilerzeugnissen (Nonwovens), enthaltend

A) 15–75 Gew.-Teile mindestens eines nichtionischen Tensids sowie
B) 25–85 Gew.-Teile einer Komponente, bestehend aus
– mindestens einer quartären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel I
worin R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 C-Atomen, R² und R³, unabhängig voneinander, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen, Hydroxyethyl oder einen Polyglykolrest, X ein Sauerstoffatom, NH, N-CH₃ oder eine (OC₂H₄)_z-Gruppe mit z = 1 bis 10, Y^- eines der Anionen CH₃OSO₃ ^-, C₂H₅OSO₃ ^-, CH₃COO^-, Cl^-, H₂PO₄ ^-, Lactat, m und n, unabhängig voneinander, eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten, und
– mindestens einem kationisch modifizierten Polydimethylsiloxan der Formel IIa oder IIb
worin r und s, unabhängig voneinander, eine ganze Zahl von 1 bis 50,
Y^- eines der Anionen CH₃OSO₃ ^-, C₂H₅OSO₃ ^-, CH₃COO^-, Cl^-, H₂PO₄ ^-, Lactat oder
mit R⁵ = CH₃, C₂H₄OH q = eine ganze Zahl von 3 bis 18

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt hervorragende permanenthydrophilierende Eigenschaften, eine hervorragende Kohäsionswirkung und gute antistatische Eigenschaften. In wäßriger Verdünnung können diese Zusammensetzungen deshalb besonders gut als Spinnpräparationen zur permanenthydrophilen Ausrüstung von Polyolefinfasern, Polyolefinfilamenten und daraus hergestellten Nonwovens, insbesondere Vliesen, verwendet werden.
Als kationisch modifiziertes Polydimethylsiloxan der Formeln (IIa) oder (IIb) ist die Verwendung solcher Polydimethylsiloxane bevorzugt, bei denen der Rest R⁴ als freies oder "echtes" Kation vorliegt. Demgegenüber sind diejenigen Polydimethylsiloxane, bei denen der Rest R⁴ eine amphotere Betainstruktur aufweist, hinsichtlich der permanenthydrophilierenden Eigenschaften etwas schlechter, aber durchaus noch akzeptabel, dabei aber billiger und damit wirtschaftlicher als die zwar besser wirksamen, aber teuereren "echt" kationisch modifizierten Silikone.
Das nichtionische Tensid, die Komponente A der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, ist vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Verbindungen, die allesamt eine oder mehrere alkoxylierte C₈-C₁₈-Kohlenwasserstoffketten, die jeweils verzweigt oder geradkettig sein können, in ihrem Molekül aufweisen: Alkoxylierte C₈-C₁₈-Fettalkohole, alkoxylierte C₈-C₁₈-Amine, alkoxylierte C₈-C₁₈-Amine, alkoxylierte C₈-C₁₈-Fettsäuren, alkoxylierte C₈-C₁₈-Fettsäureester und alkoxylierte C₈-C₁₈-Alkylphenole.
Bevorzugt sind ferner solche erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die die Komponenten A (nichtionisches Tensid) und B (quartäre Ammoniumverbindung und kationisch modifiziertes Polydimethylsiloxan) in Gewichtsverhältnis von 1:1 enthalten.
Vorzugsweise liegt die erfindungsgemäße Zusammensetzung in Form einer wäßrigen Dispersion oder Emulsion vor, deren Gehalt an aktiven Komponenten 0,5 bis 20 Gew.-% beträgt. Unter "aktiven Komponenten" werden die Komponenten A und B und die als Komponente C gegebenenfalls zugesetzten weiteren Bestandteile, mit Ausnahme von Wasser, verstanden.
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen gegebenenfalls durch Verdünnung mit Wasser so eingestellt, daß ihre kinematische Viskosität bei 20°C im Bereich zwischen 1 und 200 mm²/s (centistokes), besonders bevorzugt zwischen 1 und 10 mm²/s, liegt.
Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Komponente C mindestens ein Kohäsionsmittel, Gleitmittel, Korrosionsschutzmittel und/oder mindestens einen Emulgator enthalten.
Vorzugsweise wird als Kohäsionsmittel ein Ricinusölethoxylat verwendet.
Das Gleitmittel ist vorzugsweise ein Fettsäureethoxylat.
Als Korrosionsschutzmittel zum Schutz der Metallteile der Spinnmaschinen und der sonstigen Verarbeitungsmaschinen, z.B. der Karden, wird vorzugsweise ein Fettsäureaminderivat verwendet.
Der Emulgator ist vorzugsweise ebenfalls ein Fettsäureethoxylat.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird vorzugsweise verwendet als permanenthydrophilierende Spinnpräparation für Polyolefinfasern oder -filamente oder aber als Mittel zur permanenthydrophilen Ausrüstung von aus Polyolefinfasern oder -filamenten hergestellten nichtgewebten textilen Flächengebilden (Nonwovens), insbesondere Polyolefinfaservliesen.
Die jeweils verwendete Zusammensetzung wird in Form einer wäßrigen Emulsion oder in Form einer wäßrigen Dispersion auf die Fasern, Filamente oder Nonwovens aufgebracht, und zwar in einer Menge von 0,2 bis 2 %, bezogen auf das Trockengewicht des jeweiligen Erzeugnisses (Faser, Filament, Vlies).
Die Applikation der Zusammensetzung erfolgt, wie dem Fachmann bekannt, über Dosierstifte, Kissroller, Tauchbäder, oder durch Aufsprühen.
Ergebnis der Anwendung der Erfindung sind somit auch Polyolefinfasern und -filamente, die mit einer der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen permanenthydrophil ausgerüstet oder behandelt sind, aber auch nichtgewebte textile Flächengebilde (Nonwovens), insbesondere Vliese, aus Polyolefinfasern oder -filamenten, die mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung permanenthydrophil ausgerüstet oder behandelt sind, wobei auch eine doppelte Ausrüstung und Behandlung möglich ist, also zunächst die Fasern oder Filamente permanenthydrophil ausgerüstet werden und anschließend das daraus hergestellte Vlies insgesamt noch einmal mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung permanenthydrophil ausgerüstet wird.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäß ausgerüsteten Faservliesen um unverdichtete Wirrfaservliese oder um chemisch oder physikalisch verfestigte, z.B. vernadelte oder thermisch fixierte Faservliese.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Beispiel 1 (Vergleich)

Komponente A: 31,5 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester-methylether (nichtionisches Tensid)
Komponente B: 48,5 Gew.-% Di(palmcarboxyethyl)-hydroxyethyl-methylammonium-methosulfat (quartäre Ammoniumverbindung)
Komponente C: 10 Gew.-% ethoxyliertes Ricinusöl (Kohäsionsmittel) und 10 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester (Emulgator und Gleitmittel).

Die Komponenten A, B und C werden gründlich miteinander vermischt und homogenisiert. Dann wird die so erhaltene Zusammensetzung mit destilliertem oder entmineralisiertem Wasser unter Bildung einer 10 Gew.-%igen wäßrigen Dispersion der Zusammensetzung verdünnt. Diese 10 %ige Dispersion wird als Spinnpräparation zur permanenthydrophilen Ausrüstung dreier Polypropylen-Substrate verwendet, nämlich von PP-Fasern mit einem Titer von 2,2 dtex, einem PP-Spunbond-Vlies mit einem Flächengewicht von 23 g/m² und von PP-Filamenten 450/34.
Die Ausprüfung dieser Zusammensetzung in Verbindung mit den genannten textilen Substraten ist unten im Zusammenhang mit der Tabelle näher beschrieben.
Beispiel 2 (Vergleich)

Komponente A: 26 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester-methylether (nichtionisches Tensid)
Komponente B: 57 Gew.-% Di(palmcarboxyethyl)-hydroxyethyl-methyl-ammoniummethosulfat (quartäre Ammoniumverbindung)
Komponente C: 8,5 Gew.-% ethoxyliertes Ricinusöl (Kohäsionsmittel), 8,5 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester (Emulgator und Gleitmittel)

Die Komponenten A, B und C werden intensiv miteinander vermischt und homogenisiert, und die Zusammensetzung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit Wasser verdünnt und darin dispergiert. Die 10 %ige wäßrige Dispersion wird als Spinnpräparation verwendet und bei den gleichen textilen Substraten getestet, die auch zur Ausprüfung der Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 herangezogen wurden.
Beispiel 3

Komponente A: 24 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester-methylether (nichtionisches Tensid)
Komponente B: 47 % Di(palmcarboxyethyl)-hydroxyethyl-methyl-ammoniummethosulfat (quartäre Ammoniumverbindung), 13 Gew.-% Tegopren^®6920 (kationisch modifiziertes Polydimethylsiloxan, Hersteller: Th. Goldschmidt AG, Essen)
Komponente C: 8 Gew.-% ethoxyliertes Ricinusöl (Kohäsionsmittel), 8 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester (Emulgator und Gleitmittel)

Die Komponenten A, B und C werden intensiv miteinander vermischt und homogenisiert und, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit Wasser verdünnt und darin dispergiert. Die so erhaltene 10 %ige wäßrige Dispersion wird als Spinnpräparation eingesetzt, und die permanenthydrophilierende Wirkung wird bei PP-Fasern mit einem Titer von 2,2 dtex und bei einem Vlies aus PP-Fasern mit einem Titer von 1,7 dtex und mit einem Flächengewicht von 23 g/m² getestet.
Beispiel 4

Komponente A: 25 Gew.-% Fettsäurepolyethylenglykolester-methylether (nichtionisches Tensid)
Komponente B: 50 Gew.-% Di(palmcarboxyethyl)-hydroxyethyl-methyl-ammoniummethosulfat (quartäre Ammoniumverbindung), 25 Gew.-% Tegopren^®6920 (kationisch modifiziertes Polydimethylsiloxan)

Die Komponenten A und B werden sorgfältig miteinander vermischt und homogenisiert und in Wasser dispergiert, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die entstandene 10 %ige Dispersion wird als Spinnpräparation verwendet und bei zwei verschiedenen PP-Vliesen, jeweils mit einem Flächengewicht von 23 g/m², getestet, wobei ein Vlies aus Filamenten mit einem Titer von 1,7 dtex hergestellt worden war, während der Titer im zweiten Falle 2,2 dtex betrug.
Beispiel 5 (Vergleich)
Zu Vergleichszwecken wurde eine hydrophilierende Standard-Spinnpräparation der Schill & Seilacher GmbH & Co., Böblingen, verwendet, die im Handel unter der Bezeichnung Silastol^®GF 602 erhältlich ist. Es handelt sich dabei um ein Gemisch aus Fettsäureethoxylaten, Ricinusölethoxylaten und Phosphorsäureestern.
Ausprüfung der mit den Zusammensetzungen gemäß den Beispielen 1 bis 5 ausgerüsteten Polypropylenfasern, -filamenten und -vliese:
In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse von 11 Tests zusammengefaßt, die mit den erfindungsgemäßen Spinnpräparationen und mit der bekannten Präparation gemäß Vergleichsbeispiel bei drei verschiedenen textilen Substraten durchgeführt worden sind. Die Tests Nr. 1 bis 3 sind mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 durchgeführt worden, die Tests Nr. 4 bis 6 mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 2, die Tests Nr. 7 und 8 mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 3, die Tests Nr. 9 und 10 mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 4 und Test Nr. 11 mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 5. Die einzelnen Komponenten der Zusammensetzungen sind in der Tabelle in Gew.-% angegeben.
Das Auflagegewicht an Aktivsubstanz der Präparation betrug in allen Fällen 0,5 %, bezogen auf das Trockengewicht des jeweiligen textilen Substrats. Alle in der Tabelle angegebenen Textilsubstrate waren aus Polypropylen. Die Titer der Fasern und Filamente sind in der Tabelle angegeben, ebenso das Flächengewicht der Vliese.
Bestimmt wurden die Sinkzeit, der Mahlo-Wert, die Durchschlagzeit (strike through), das Rücknässen (rewet), die Reibung Faden/Faden (F/F), die Reibung Faden/Festkörper (F/M) und die Kohäsion (stick slip).
Sinkzeit
Die Sinkzeit wurde gemäß ASTM-Methode D-1117-79 gemessen. Dabei werden 5 g einer Faser- oder Filamentprobe in ein ca. 3 g schweres Drahtkörbchen eingewogen. Aus einer Höhe von 5 cm wird das Körbchen in ein mit destilliertem Wasser gefülltes Becherglas geworfen. Es wird die Zeit gemessen, nach der das Körbchen vollständig in das Wasser eingetaucht ist. Je kürzer die Sinkzeit ist, um so schneller nimmt die Faser bzw. das Filament Wasser auf.
Mahlo-Test
Mit einem Feuchtigkeitsmeßgerät, dem Textometer Typ DMB-6 der Firma Mahlo GmbH, Saal/Donau, wird die Oberflächenleitfähigkeit der präparierten Fasern bzw. Filamente gemessen. Der Wert ist in Skalenteilen (skt) angegeben. Diese stellen keine Absolutwerte, sondern nur Relativwerte im Vergleich zu einem Standard dar. Je höher der Wert ist, um so besser ist die antistatische Ausrüstung der Faser.
Durchschlagzeit (strike through)
Gemäß EDANA-Methode ERT 150.2-93 wird die Zeit gemessen, die 5 ml einer synthetischen Urinlösung benötigen, um ein präpariertes Vlies zu durchdringen und in die darunterliegende Absorptionsschicht aus Filterpapier zu gelangen. Um zu testen, ob die hydrophilierende Ausrüstung ausgewaschen wird oder tatsächlich permanent hydrophilierend ist, wird die Messung am selben Vlies fünfmal hintereinander durchgeführt, wobei das Absorptionsfilterpapier jeweils erneuert wird. Die fünf Meßwerte sind in Sekunden eingegeben.
Rücknässen (rewet)
Gemäß der Edana-Methode ERT 151.0–93 wird die Menge (in Gramm) an Flüssigkeit gemessen, die bei Belastung eines durchnäßten Vlieses durch ein 4 kg-Gewicht in ein darübergelegtes, trockenes Filterpapier zurückfließt.
Reibwerte
Die Reibwerte werden nach firmeninternen Prüfnormen gemessen. Zur Bestimmung der Faden/Faden-Reibung wird der zu testende Faden mittels einer Rolle um etwa 180° umgelenkt. Die beiden gegenläufigen Trums werden durch Drehung mitein ander verschlungen, und zwar dreimal um 360°, so daß es zu einer annähernden Längsreibung der Fadenabschnitte aneinander kommt. Gemessen wird die Fadenspannung in Newton.
Die Faden/Festkörper-Reibung wird an einem Faden gemessen, der mit konstanter Geschwindigkeit um ein feststehendes Reiborgan aus Keramik oder Metall läuft. Die Fadenspannung wird vor und nach der Reibstelle gemessen. Die Differenz ist in der Tabelle in Newton angegeben.
Kohäsion (stick slip)
Hierbei wird die Faden/Faden-Haftung eines Filamentes bei Raumtemperatur gemessen, wobei der Faden mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 0,6 mm/min. gemessen wird. Die Meßdauer beträgt 30 min. Die Spannungsschwankung wird in Newton gemessen. In der Tabelle sind Durchschnittswerte aus 8 oder 9 Einzelfilamenten angegeben.
Wie sich aus der Tabelle ergibt, wirkt sich die Anwesenheit eines kationisch modifizierten Polydimethylsiloxans in der Komponente B positiv auf die Wasseraufnahmegeschwindigkeit (Sinkzeit) und auf die antistatischen Eigenschaften (Mahlo) aus.
Aus den Strike through-Testergebnissen ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch nach fünfmaliger Benässung die aufgegebene Flüssigkeit noch innerhalb von 5,5 bis 10,7 sek. an die darunterliegende Absorptionsschicht weiterleiten, während die Standardpräparation des Vergleichsbeispiels schon bei der dritten Benässung nur noch äußerst langsam (innerhalb von 16,7 sek.) 5 ml der aufgegebenen Urinlösung abzuleiten vermag, danach aber überhaupt nicht mehr, was beweist, daß die Standardpräparation zwar für den einmaligen Gebrauch hervorragende hydrophilierende Wirkungen besitzt, jedoch keine permanenthydrophilierenden Wirkungen, da die Präparation offensichtlich bei mehrmaliger Benässung von der Faser bzw. dem Filament abgewaschen wird.
Hinsichtlich der Rücknässung sind diejenigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung deutlich besser als die Vergleichspräparation, die keinen Anteil an kationisch modifiziertem Silikon enthalten.
Hinsichtlich der gemessenen Reibwerte unterscheiden sich die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ausgerüsteten Fasern kaum von denjenigen, die mit der Standardpräparation ausgerüstet worden sind.
Somit wird dem Fachmann mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ein weiteres Mittel an die Hand gegeben, das zur permanenthydrophilen Ausrüstung von Polyolefinfasern und -filamenten sowie daraus hergestellten textilen Flächengebilden hervorragend geeignet ist und das besonders vorteilhaft zur Herstellung hydrophiler Abdeckvliese für Babywindeln und Inkontinenzprodukte eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen führen außerdem zu einer deutlich verbesserten Kohäsion der damit ausgerüsteten Nonwovens und zu verbesserten antistatischen Eigenschaften; dies wiederum hat zur Folge, daß die Textilerzeugnisse mit höheren Geschwindigkeiten produziert und verarbeitet werden können als bisher.

Claims

Zusammensetzung für die Permanenthydrophilierung von Polyolefinfasern und -filamenten und daraus hergestellten, nichtgewebten Textilerzeugnissen (Nonwovens), enthaltend A) 15–75 Gew.-Teile mindestens eines nichtionischen Tensids sowie B) 25–85 Gew.-Teile einer Komponente, bestehend aus – mindestens einer quartären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel I
worin R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 C-Atomen, R² und R³, unabhängig voneinander, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen, Hydroxyethyl oder einen Polyglykolrest, X ein Sauerstoffatom, NH, N-CH₃ oder eine (OC₂H₄)_z-Gruppe mit z = 1 bis 10, Y^- eines der Anionen CH₃OSO₃ ^-, C₂H₅OSO₃ ^-, CH₃COO^-, Cl^-, H₂PO₄ ^-, Lactat, m und n, unabhängig voneinander, eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten, und – mindestens einem kationisch modifizierten Polydimethylsiloxan der Formel IIa oder IIb
worin r und s, unabhängig voneinander, eine ganze Zahl von 1 bis 50,
Y^- eines der Anionen CH₃OSO₃ ^-, C₂H₅OSO₃ ^-, CH₃COO^-, Cl^-, H₂PO₄ ^-, Lactat oder
mit R⁵ = CH₃, C₂H₄OH q = eine ganze Zahl von 3 bis 18 bedeuten.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische Tensid (Komponente A) ausgewählt ist aus der Gruppe: alkoxylierte C₈-C₁₈-Fettalkohole, alkoxylierte C₈-C₁₈-Amine, alkoxylierte C₈-C₁₈-Amide, alkoxylierte C₈-C₁₈-Fettsäuren, alkoxylierte C₈-C₁₈-Fettsäureester, alkoxylierte C₈-C₁₈-Alkylphenole, wobei die C₈-C₁₈-Kohlenwasserstoffkette jeweils verzweigt oder geradkettig ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Komponenten A (nichtionisches Tensid) und B (quartäre Ammoniumverbindung und kationisch modifiziertes Polydimethylsiloxan) im Gewichtsverhältnis von 1:1 enthält.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer wäßrigen Dispersion oder Emulsion vorliegt, deren Gehalt an aktiven Komponenten 0,5–20 Gew.-% beträgt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihre kinematische Viskosität bei 20°C 1 bis 200 mm²/s, vorzugsweise 1 bis 10 mm²/s, beträgt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich als Komponente C mindestens ein Kohäsionsmittel, Gleitmittel, Korrosionsschutzmittel und/oder mindestens einen Emulgator enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohäsionsmittel ein Ricinusölethoxylat ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel ein Fettsäureethoxylat ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosionsschutzmittel ein Fettsäureaminderivat ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator ein Fettsäureethoxylat ist.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 als permanenthydrophilierende Spinnpräparation für Polyolefinfasern oder -filamente.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 als Mittel zur permamenthydrophilen Ausrüstung von aus Polyolefinfasern oder -filamenten hergestellten nichtgewebten textilen Flächengebilden (Nonwovens), insbesondere Polyolefinfaservliesen.