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Dokumentenidentifikation DE69713107T2 19.09.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0920546
Titel FASERBÜNDEL ZUR BEWEGUNG VON FLÜSSIGKEITEN MIT HOHEM DURCHSATZ UND IHRE VERWENDUNG IN AUFNAHME- UND VERTEILUNGSTRUKTUREN
Anmelder Clemson University Research Foundation, Clemson, S.C., US
Erfinder PHILLIPS, Mal, Bobby, Jonesborough, US;
NELSON, Lee, Jackson, Johnson City, US;
BAGRODIA, Shriram, Kingsport, US
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69713107
Vertragsstaaten BE, CH, DE, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.08.1997
EP-Aktenzeichen 979384393
WO-Anmeldetag 19.08.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/14607
WO-Veröffentlichungsnummer 0009807909
WO-Veröffentlichungsdatum 26.02.1998
EP-Offenlegungsdatum 09.06.1999
EP date of grant 05.06.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.09.2002
IPC-Hauptklasse D01D 5/253

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft Strukturen, die Flüssigkeiten durch Kapillarwirkung transportieren. Insbesondere betrifft diese Erfindung Fasern sowie saugfähige Körperhygiene-Produkte, wie Windeln, Inkontinenzbinden für Erwachsene und Damenbinden, sowie die Strömung, Verteilung und Aufnahme von Flüssigkeiten in den Fasern und Produkten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In den zurückliegenden Jahren gab es ein großes Interesse an Polymerstrukturen, die für Flüssigkeitstransport und Flüssigkeitsspeicherung sorgen.

Das U.S. Patent Nr. 5,200,248 an Thompson et al. wurde am 6. April 1993 erteilt und offenbart Kapillarkanal-Strukturen, wie Fasern, welche Intrastruktur-Kapillarkanäle umfassen, die Flüssigkeit speichern und transportieren. Das Patent von Thompson et al. offenbarte, dass diese Kapillarkanalfasern mit Materialien beschichtet sein können, die mit Wasser eine Adhäsionsspannung von mindestens 25 dyn/cm liefern. Die Lehren und speziell die Definitionen im Patent von Thompson et al. werden hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen, als ob sie hier vollständig aufgeführt wären. Diese Beschreibung liefert Werte für hier in Bespielen dargestellte Fasern für einige der im Patent von Thompson et al. definierten Größen.

Die Europäische Patentanmeldung Nr. EP 0 516 730 B1 beansprucht die Priorität der Anmeldung, die sich zu dem Patent von Thompson et al. entwickelt hat.

Das am 18. März 1997 an Phillips et al. erteilte United States Patent Nr. 5,611,981 offenbart spontan benetzbare Fasern, welche eine Kombination von X-Werten und Oberflächenkontaktwinkeln aufweisen, die Bedingungen für eine spontane Benetzung erfüllen. Der X-Faktor ist dort als X = PW/(4r + (π - 2)D) definiert, wobei PW die benetzte Umfangslänge des Filaments, r der Radius des Umkreises ist, der den Querschnitt der Faser umgibt, und D die Nebenachsenabmessung über den Querschnitt der Faser ist. Die Lehren und speziell die Definitionen in dem Patent von Phillips mit der Endnummer 981 werden hiermit durch Bezugnahme hier eingeschlossen, als ob sie hier vollständig aufgeführt wären. Diese Beschreibung offenbart Werte für in Beispielen hier dargestellte Fasern für einige der im Patent von Phillips mit der Endnummer 981 definierte Größen.

Das am 7. Dezember 1993 an Phillips et al. erteilte U.S. Patent Nr. 5,268,229 offenbart spezielle "U"- und "E"-förmige Querschnitte von spontan benetzbaren Fasern mit stabilisierenden Schenkeln.

Das U.S. Patent Nr. 5,314,743 offenbart aus Kapillarkanalfasern hergestellte Vliesstoffe.

Das U.S. Patent Nr. 3,121,040 an Shaw et al. offenbart "+"- und "Y"-förmige Polyolefin-Fasern mit Armlängen/Armbreiten-Verhältnissen von mehr als 4. Diese Fasern sind so dick und groß, dass sie zur Verwendung in Verbraucher- Wegwerfprodukten zu steif sind. Die kleinste in dem Patent an Shaw et al. offenbarte Armbreite beträgt etwa 75 Mikrometer.

Die Europäische Patentveröffentlichung Nr. EP 0 776 189 offenbart eine Struktur, die imstande ist, Flüssigkeiten durch Interkapillarwirkung zu transportieren, wobei im Wesentlichen parallele Fasern verwendet werden, und offenbart, dass die treibende Kraft auf die Flüssigkeit von den offenen Bereichen zu den geschlossenen Bereichen hin gerichtet ist.

Das am 16. Mai 1989 an Phillips et al. erteilte U.S. Patent Nr. 4,829,761 offenbart Garne mit Endlosfilamenten. Die Lehren und speziell die Definitionen in diesem Patent werden hiermit durch Bezugnahme hier eingeschlossen, als ob sie hier vollständig aufgeführt wären. Diese Beschreibung liefert Werte für hier dargestellte Fasern für die in dem Patent von Phillips mit der Endnummer 761 definierte Größe Spezifisches Volumen. Das U.S. Patent Nr. 4,245,001 an Phillips et al. offenbart ebenfalls die Größe Spezifisches Volumen, und seine Lehren werden ebenfalls durch Bezugnahme eingeschlossen, als ob sie hier vollständig aufgeführt wären. Das spezifische Volumen ist im Patent von Phillips mit der Endnummer 761 in · Einheiten von Kubikzentimeter pro Gramm definiert als 8,044 dividiert durch das Gewicht des Garns in Gramm, wenn das Garn unter einer Zugspannung von 0,1 Gramm pro Denier steht, für ein Garnvolumen, das ein Volumen von 8,044 Kubikzentimetern füllt. Somit ist das spezifische Volumen das Volumen pro Gramm Material in einem Raumvolumen, wenn die Fasern des Garns in dem Raumvolumen gegeneinander gepresst werden und unter einer definierten Zugspannung stehen.

Ein Großteil des Interesses an Polymerstrukturen, die Flüssigkeit absorbieren und transportieren, besteht wegen ihrer Verwendbarkeit in Verbraucher- Wegwerfprodukten. Die Erfinder betrachten absorbierende Kerne von modernen Verbraucher-Wegwerfprodukten, einschließlich Windeln, Inkontinenzkissen für Erwachsene und Damenbinden, als ob sie drei primäre Aufgaben hätten: Aufnahme, Verteilung und Speicherung von Flüssigkeiten. Die Verteilungsaufgabe wird mit gängigen absorbierenden Kernbestandteilen, wie beispielsweise Fluff-Zellstoff und/oder superabsorbierendem Polymer schlecht erfüllt. Folglich sind ein zu häufiges Auslaufen und eine schlechte Ausnutzung des absorbierenden Kernmaterials im Verhältnis zum theoretischen maximalen Absorptionsvermögen des absorbierenden Kernmaterials Probleme, welche die Leistungsfähigkeit dieser Verbraucher-Wegwerfprodukte begrenzen.

Eine schlechte Verteilung findet statt, weil die Bestandteile des Kerns typischerweise gut im Hinblick auf die Speicherung von Flüssigkeiten aber schlecht im Hinblick auf ihre Verteilung sind. Im Stand der Technik sind viele Versuche unternommen worden, um dieses Problem zu lösen.

Die Internationale Patentanmeldung Nr. WO 95/00093 vom 5. Januar 1995 offenbart eine Menstruationsbinde mit einem flüssigkeitsleitenden Streifen und einem absorbierenden Streifen, die unter einer Decklage angeordnet sind.

Das U.S. Patent Nr. 5,342,336 an Meirowitz et al. wurde am 30. August 1994 erteilt und offenbart eine Struktur zum Absorbieren und Transportieren einer Flüssigkeit, die geformte Stapelfasern enthält, um Flüssigkeiten mehr in Richtung der Enden der Binde zu transportieren. Typischerweise sind Stapelfasern weniger als zwei Inches lang.

Das U.S. Patent Nr. 4,324,247 an Aziz wurde am 13. April 1982 erteilt und offenbart einen saugfähigen oder absorbierenden Gegenstand, der eine Decklage, einen absorbierenden Kern und eine perforierte thermoplastische Folie zwischen der Decklage und dem absorbierenden Kern umfasst. Das Patent von Aziz lehrt, dass seine Struktur verhindert, dass Flüssigkeit im Kern aus dem absorbierenden Kern heraus zurück zur Decklage fließt, wenn die Struktur gequetscht oder zusammengedrückt wird.

Das U.S. Patent Nr. 4,321,924 an Ahr wurde am 30. März 1982 erteilt und offenbart einen saugfähigen Gegenstand, umfassend eine Decklage, eine an der Innenseite der Decklage befestigte Schicht von Fasern, wobei die Faserschicht über einer Zwischenschicht mit einer Vielzahl von verjüngten Kapillaren liegt, sowie einen absorbierenden Kern. Das Patent von Ahr behauptet, dass die Struktur von Ahr für eine verbesserte Aufnahme und eine geringere Wiederbenetzung sorgt.

Die United Kingdom Patentanmeldung GB 2,225,724A wurde am 13. Juni 1990 veröffentlicht und offenbart eine saugfähige oder absorbierende Vorrichtung, die eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage, einen absorbierenden Kern und eine flüssigkeitsdurchlässige Zwischenschicht einschließt, die sich zwischen dem absorbierenden Kern und der Decklage befindet und die Öffnungen und Konturen aufweist. Diese Patentanmeldung behauptet, dass ihre Struktur für eine geringere Wiederbenetzung sorgt.

Die Europäische Patentveröffentlichung Nr. EP 0 857 050 offenbart eine mit Öffnungen versehene Folie mit ausgeschnittenen Teilen in den mit Öffnungen versehenen Wänden, um für eine spontane Flüssigkeitsumkehr von der Vorderseite der Decklage zur Rückseite der Decklage zu sorgen. Die Lehren der Anmeldung mit der Endnummer 450 werden hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen, als ob sie hier vollständig aufgeführt wären, und können in Verbindung mit den hier definierten Erfindungen eines saugfähigen oder absorbierenden Produkts verwendet werden.

Somit besteht ein allgemeiner anhaltender Wunsch auf dem Fachgebiet, für verschiedene Anwendungen das Saugvermögen und das Flüssigkeitstransportvermögen von Polymermaterial zu vergrößern. Auf dem Fachgebiet besteht eine spezifischere anhaltende Nachfrage nach einer Familie von Aufnahme/Verteilungs-Strukturen, die in saugfähigen Wegwerfprodukten Flüssigkeiten besser transportieren und verteilen können.

Weiter versteht sich, dass die Erfinder im Hinblick auf das neuartige Transportvermögen der hier offenbarten grundlegenden Faserstrukturen an zusätzliche Anwendungen denken, einschließlich das Filtern von Flüssigkeiten und Suspensionen, der horizontalen Transport von Flüssigkeiten und der vertikale Transport von Flüssigkeiten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung ist ein Bündel von synthetischen Fasern für den Transport von Fluiden oder Flüssigkeiten. Das Bündel umfasst mindestens zwei Fasern, die, wenn sie als einzelne Fasern fungieren, schlechte Flüssigkeitstransporteure sind, wobei jedoch, wenn sie sich in einem Bündel befinden, die Fasern ein Bündel bereitstellen, das ein ausgezeichneter Flüssigkeitstransporteur ist. Die Bündel sind nützlich in saugfähigen Gegenständen, wie Windeln, Inkontinenz-Artikeln und Damenhygieneprodukten.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Bündel synthetischer Fasern für den Transport von wässrigen Fluiden oder Flüssigkeiten, umfassend mindestens zwei Fasern in einem Bündel, wobei mindestens eine der zwei Fasern einen nicht-runden Querschnitt aufweist, und das Bündel

(A) einen MPFB/MPFSF von mehr als oder gleich 3,0,

(B) einen MPFB von mehr als oder gleich 0,14 cm³/(den·h) aufweist.

Denier (den) bezeichnet eine Gewichtseinheit in Gramm von 9000 m Garn oder Faden, die Längeneinheit. Die Umwandlung von 1 Denier in SI-Einheiten (g/m) wird erreicht, indem man den Denier-Wert durch 9000 dividiert.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen aufgeführt.

Das Bündel weist ein spezifisches Volumen von mehr als 4,0 Kubikzentimetern pro Gramm (cm³/g), eine mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreite oder -weite von 25 bis 400 Mikrometern, und eine Länge von mehr als einem Zentimeter (cm) auf. Vorzugsweise ist das zu transportierende Fluid wässrig, und die Fluidbewegung im Bündel wird gemäß den nachfolgenden Parametern, wie hier definiert, gemessen: ein MPFB/MPFSF von mehr als oder gleich 3,0, ein MPFB von mehr als oder gleich 0,14 Kubikzentimeter pro Denier pro Stunde (cm³/(den·h)).

Das Bündel weist eine mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreite oder -weite von 25 bis 400 Mikrometern auf.

Vorzugsweise bildet oder umgrenzt der Querschnitt einen ersten Arm mit einer Länge von mehr als 40 Mikrometern. Die Längen des Querschnitts der Fasern reichen bis zu beinahe 1000 Mikrometern, wobei einige der Beispiele Armlängen aufweisen, die zwischen 100 und 400 Mikrometern liegen. Vorzugsweise besitzen die Fasern ein Denier (den) zwischen 15 und 250. Der Querschnitt und die Oberflächen-Zusammensetzung der nicht-runden Fasern erfüllen bevorzugt die Ungleichung: (Pγ cos(θa))/d > 0,03 dyn/den, worin P die Umfangslänge des Querschnitts der Faser ist, γ die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist, (θa) der Kontaktwinkel bei vorrückender Front der Flüssigkeit ist, gemessen auf einer ebenen Oberfläche, die aus dem gleichen Material wie die Faser hergestellt ist und die gleiche Oberflächen-Behandlung aufweist, und d das Denier der Faser ist.

Weiter betrifft die Erfindung einen saugfähigen oder absorbierenden Gegenstand, umfassend eine Decklage oder obere Folie, eine Rückseitenlage oder Rückseitenfolie und einen absorbierenden Kern, wobei der besagte Gegenstand ein Bündel synthetischer Fasern umfasst.

Weiter schließt das Verfahren zur Herstellung der Fasern der vorliegenden Erfindung ein Erwärmen des Polymers auf zwischen 270 und 300ºC und ein Extrudieren des erwärmten Polymers durch eine Öffnung mit einer Breite oder Weite von weniger als 0,12 Millimetern (mm) und einer Gesamtlänge von mindestens dem 50-fachen der Weite oder Breite ein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A ist eine schematische Darstellung, die relative Abmessungen einer Öffnung einer in Beispiel 1 verwendeten Spinndüse ausweist;

Fig. 1B ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein Bohrungsdetail für die Öffnung der Spinndüse aus Fig. 1A zeigt;

Fig. 1C ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 1 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 2 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von 156 von Querschnitten der Fasern aus Beispiel 1;

Fig. 3A ist ein technisches Schaubild in Draufsicht, das die relativen Abmessungen einer Öffnung einer in Beispiel 2 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 3B ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein Bohrungsdetail für die in Fig. 3A dargestellte Öffnung der Spinndüse zeigt;

Fig. 3C ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 2 verwendeten Spinndüse, die ein Spinndüsenöffnungsmuster zeigt;

Fig. 4 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von 162 von Querschnitten von Fasern aus Beispiel 2;

Fig. 5A ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Bohrung für eine Öffnung einer in Beispiel 3 verwendeten Spinndüse;

Fig. 5B ist eine schematische Ansicht einer Bohrung und einer Öffnung einer in Beispiel 3 verwendeten Spinndüse;

Fig. 5C ist eine schematische Darstellung, die relative Abmessungen einer Öffnung einer in Beispiel 3 verwendeten Spinndüse ausweist;

Fig. 5D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 3 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 6 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von 158 von Querschnitten der Fasern aus Beispiel 3;

Fig. 7A ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein Bohrungsdetail für eine Öffnung einer in Beispiel 4 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 7B ist eine Draufsicht auf eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 4 verwendeten Spinndüse;

Fig. 7C ist eine schematische Darstellung, die relative Abmessungen einer Öffnung der in Beispiel 4 verwendeten Spinndüse ausweist;

Fig. 7D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 4 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 8 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von 158 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 4;

Fig. 9A ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein Bohrungsdetail für eine Öffnung einer in Beispiel 5 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 9B ist eine Draufsicht auf eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 5 verwendeten Spinndüse;

Fig. 9C ist eine schematische Darstellung, welche die relativen Abmessungen einer Öffnung der in Beispiel 5 verwendeten Spinndüse ausweist;

Fig. 9D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 5 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 10 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von 163 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 5;

Fig. 11A ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein Bohrungsdetail für eine Öffnung einer in Beispiel 6 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 11B ist eine Draufsicht, die eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 6 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 11C ist eine schematische Darstellung, welche die relativen Abmessungen einer Öffnung der in Beispiel 6 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 11D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 6 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 12 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 190 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 6;

Fig. 13A ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein Bohrungsdetail für eine Öffnung einer in Beispiel 7 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 13B ist eine Draufsicht auf eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 7 verwendeten Spinndüse;

Fig. 13C ist eine schematische Darstellung, welche die relativen Abmessungen einer Öffnung der in Beispiel 7 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 13D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 7 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 14 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 130 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 7;

Fig. 15A ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Bohrungsdetails für eine Öffnung einer in Beispiel 8 verwendeten Spinndüse;

Fig. 15B ist eine Draufsicht, die eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 8 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 15C ist eine schematische Darstellung, welche die relativen Abmessungen der Öffnung der in Beispiel 8 verwendeten Spinndüse ausweist;

Fig. 15D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 8 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 16 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 230 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 8;

Fig. 17A ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Bohrungsdetails für eine Öffnung einer in Beispiel 9 verwendeten Spinndüse;

Fig. 17B ist eine Draufsicht auf eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 9 verwendeten Spinndüse;

Fig. 17C ist eine schematische Darstellung, welche die Abmessungen der Öffnung der in Beispiel 9 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 17D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite cler in Beispiel 9 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 18 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 87 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 9;

Fig. 19A ist eine schematische Darstellung eines Faserquerschnitts aus dem Vorhersage-Beispiel 10, die verallgemeinerte Abmessungen des Querschnitts zeigt;

Fig. 19B ist eine schematische Darstellung eines Faserquerschnitts aus dem Vorhersage-Beispiel 10, der sich aus der in Fig. 19C dargestellten Spinndüsenöffnung ergibt;

Fig. 19C ist eine Draufsicht auf eine Öffnung einer Spinndüse aus dem Vorhersage- Beispiel 10;

Fig. 20 ist eine schematische Darstellung eines Faserquerschnitts, die verallgemeinerte Abmessungen für den Querschnitt einer Faser aus Beispiel 3 zeigt;

Fig. 21A ist eine schematische Darstellung eines Faserquerschnitts aus dem Vorhersage-Beispiel 11, welche die verallgemeinerten Abmessungen des Querschnitts zeigt;

Fig. 21B ist eine schematische Draufsicht auf die Form einer Spinndüsenöffnung, deren Verwendung zu einer Faser mit dem in Fig. 21C dargestellten Querschnitt führt;

Fig. 21C ist eine schematische Darstellung eines Faserquerschnitts aus dem Vorhersage-Beispiel 11, der sich bilden wird, wenn die in Fig. 21B dargestellte Spinndüsenöffnung verwendet wird;

Fig. 21D ist eine schematische Draufsicht auf eine Öffnung einer Spinndüse zur Verwendung im Vorhersage-Beispiel 11, die eine Faser erzeugen wird, deren Form der in Fig. 21A dargestellten Form ähnlich ist, wobei sämtliche der θ-Winkel 90º betragen;

Fig. 21E ist eine Draufsicht auf eine Öffnung einer Spinndüse für das Vorhersage- Beispiel 11, die eine Faser erzeugen wird, deren Form der in Fig. 21A dargestellten Form ähnlich ist, wobei sämtliche der θ-Winkel 90º betragen,

Fig. 21F ist eine schematische Draufsicht auf eine Öffnung einer Spinndüse für das Vorhersage-Beispiel 11, die eine Faser erzeugen wird, deren Form der in Fig. 21A dargestellten Form ähnlich ist, wobei sämtliche der θ-Winkel 90º betragen;

Fig. 21G ist eine Draufsicht auf eine Öffnung einer Spinndüse für das Vorhersage- Beispiel 11, die eine Faser erzeugen wird, deren Form der in Fig. 21A dargestellten Form ähnlich ist, wobei sämtliche der θ-Winkel 90º betragen;

Fig. 22A ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die verallgemeinerte Abmessungen von Querschnitten der Fasern aus Beispiel 5 zeigt;

Fig. 22B ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, welche die verallgemeinerte Form von Fasern aus Beispiel 5 aufweist, und der sich aus der in Fig. 22C dargestellten Spinndüsenöffnung ergibt;

Fig. 22C ist eine schematische Darstellung einer Öffnung einer Spinndüse, deren Verwendung zu einer Faser führen wird, die den in Fig. 22B dargestellten Querschnitt aufweist;

Fig. 23 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, welche die verallgemeinerte Form von Fasern aus Beispiel 6 aufweist;

Fig. 24 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, welche die verallgemeinerte Form von Fasern aus Beispiel 8 aufweist;

Fig. 25 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser der Erfindung, die zusätzliche Merkmale in den Querschnitten von Fasern der Erfindung zeigt;

Fig. 26A ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser zur Verwendung bei der Veranschaulichung der Definition des Einzelfaser- Volumenfaktors;

Fig. 26B ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser zur Verwendung bei der Veranschaulichung der Definition des Einzelfaser- Volumenfaktors;

Fig. 27 ist eine schematische Darstellung, die ein Bildanalysesystem zur Verwendung bei der Messung von Eigenschaften von Fasern veranschaulicht;

Fig. 28 ist eine schematische ebene Schnittansicht entlang einer Achse einer Flüssigkeitsabgabespitze des Abbildungssystems aus Fig. 27;

Fig. 29 ist eine schematische Seitenansicht der Flüssigkeitsabgabespitze aus Fig. 28;

Fig. 30A ist eine schematische Darstellung, welche die Abmessungen einer Öffnung einer im Vergleichs-Beispiel 12 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 30B ist eine schematische Darstellung, die eine Seite der im Vergleichs-Beispiel 12 verwendeten Spinndüse veranschaulicht, wobei sie eine Anordnung von Bohrungen und Öffnungen zeigt;

Fig. 31 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 270 von einem Querschnitt aus dem Vergleichs-Beispiel 12;

Fig. 32A ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Bohrung für eine Öffnung der in Beispiel 13 verwendeten Spinndüse;

Fig. 32B ist eine schematische Draufsicht auf eine Bohrung und eine Öffnung der in Beispiel 13 verwendeten Spinndüse;

Fig. 32C ist eine schematische Darstellung, welche die Abmessungen einer Öffnung der in Beispiel 13 verwendeten Spinndüse zeigt;

Fig. 32D ist eine Draufsicht auf eine Innenseite der in Beispiel 13 verwendeten Spinndüse, die eine Bohrung und ein Öffnungsmuster zeigt;

Fig. 33 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 420 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 13;

Fig. 34 ist eine Fotokopie einer Fotografie eines Querschnitts mit einer Vergrößerung von etwa 330 von einem Querschnitt einer Faser aus Beispiel 14;

Fig. 35 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die zur Veranschaulichung der Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für Querschnitte mit Kanälen veranschaulicht, die im Wesentlichen parallele Kanalwände aufweisen, welche durch weniger als 150 Mikrometer getrennt sind.

Fig. 36A ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die nützlich ist, um die Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für Faserquerschnitte mit Wänden zu veranschaulichen, die Kanäle begrenzen, welche durch mehr als 150 Mikrometer getrennt sind;

Fig. 36B ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die nützlich ist, um die Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für große Kanäle zu veranschaulichen;

Fig. 36C ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die nützlich ist, um die Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für große Kanäle mit einer langen Wand und einer kurzen Wand zu veranschaulichen;

Fig. 37A ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die nützlich ist, um die Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für "V"- förmige Kanäle zu veranschaulichen, deren Kanalwände einen Winkel von weniger als 120º begrenzen oder einschließen und die an den Mündungen Weiten oder Breiten von weniger als 150 Mikrometern aufweisen;

Fig. 37B ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die nützlich ist, um die Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für Kanäle zu veranschaulichen, deren Wände einen Winkel von weniger als 120º begrenzen oder einschließen, und die an der Mündung eine Weite oder Breite von mehr als 150 Mikrometern aufweisen;

Fig. 37C ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die bei der Veranschaulichung der Ermittlung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für Kanäle nützlich ist, deren Wände einen Winkel von weniger als 120º begrenzen oder einschließen, die an der Mündung eine Weite oder Breite von mehr als 150 Mikrometern aufweisen, und bei denen eine Kanalwand kürzer als die andere Kanalwand ist;

Fig. 38A ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die bei der Veranschaulichung der Ermittlung des Einzelfaser-Volumenfaktors nützlich ist;

Fig. 38B ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Faser, die bei der Veranschaulichung der Ermittlung des Einzelfaser-Volumenfaktors nützlich ist;

Fig. 39 ist eine schematische Darstellung, die eine Metall-/Kunststoff-Harfe mit herumgebundenen Schleifen von Fasern veranschaulicht, die bei der Veranschaulichung der Ermittlung des vertikalen Anstiegs nützlich ist;

Fig. 40A ist eine schematische geschnittene Seitenansicht einer grundlegenden Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur der vorliegenden Erfindung;

Fig. 40B ist eine schematische geschnittene Seitenansicht eines saugfähigen oder absorbierenden Produkts der Erfindung, welche die Verteilung der Flüssigkeit in der Aufnahme/Verteilungs-Struktur zwischen der Decklage oder Abdeckfolie und dem absorbierenden Kern zeigt;

Die Fig. 41A-C sind Oberseitenansichten von verschiedenen alternativen Ausführungsformen der grundlegenden Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Strukturen der Fig. 40A-40B sind, die verschiedene Flüssigkeits-Verteilungs- Strukturen zeigen;

Die Fig. 42A-D sind grafische Darstellungen der Verteilung der Flüssigkeitsströmung in verschiedene Schichten des saugfähigen oder absorbierenden Produkts der Erfindung;

Die Fig. 43A-B sind geschnittene Seitenansichten der Aufnahme/Verteilungs- Struktur und des absorbierenden Kerns, die Ausführungsformen der Verbindung der Kanäle oder Rillen in der Verteilungs-Schicht mit dem absorbierenden Kern zeigen;

Fig. 44A ist eine Draufsicht von oben auf eine in den Beispielen 15-22 verwendete Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur der Erfindung;

Fig. 44B eine geschnittene Seitenansicht des Aufnahme/Verteilungs-Systems aus Fig. 44A;

Fig. 45A ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts eines Faserbündels aus Beispiel 15;

Fig. 45B ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts eines Faserbündels aus Beispiel 18;

Fig. 45C ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts eines Faserbündels aus Beispiel 19;

Fig. 45D ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts eines Faserbündels aus Beispiel 20;

Fig. 46A ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts eines Faserbündels aus Beispiel 21;

Fig. 46B ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts eines Faserbündels aus Beispiel 22;

Fig. 47A ist eine Draufsicht von oben auf eine in Beispiel 28 verwendete Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur;

Fig. 47B ist eine geschnittene Seitenansicht einer in Beispiel 28 verwendeten Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur;

Fig. 48 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur der vorliegenden Erfindung;

Fig. 49 ist eine Seitenansicht einer anderen alternativen Ausführungsform einer Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur der vorliegenden Erfindung;

Fig. 50 ist eine Oberseitenansicht von noch einer anderen alternativen Ausführungsform einer Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur der vorliegenden Erfindung;

Fig. 51A ist eine schematische Draufsicht von oben auf einen saugfähigen oder absorbierenden Gegenstand aus Beispiel 29;

Fig. 51B ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des saugfähigen oder absorbierenden Gegenstandes aus Beispiel 29;

Fig. 52 ist eine Fotokopie einer Fotografie des Faserhaltemechanismus aus Fig. 27;

Fig. 53 ist eine Fotokopie einer Fotografie eines Videobildes;

Fig. 54 ist eine schematische Darstellung eines Histogramms einer Bildpixelintensität über der Anzahl von Pixeln;

Fig. 55 ist eine Fotokopie einer Fotografie eines Videobildes eines interessanten Bereichs zu vier verschiedenen Zeiten;

Fig. 56 ist eine Fotokopie einer Fotografie eines Videobildes, das verschiedene Daten enthält, die mit Flüssigkeitsfluss-Berechnungen in Beziehung stehen;

Fig. 57 ist ein Fließbild, das eine Übersicht über Algorithmen zur Ermittlung von MPF und Vo zeigt;

Fig. 58 ist ein Fließbild, das einen Algorithmus zur Einrichtung für eine Datensammlung zeigt;

Fig. 59 ist ein Fließbild, das einen Algorithmus zum Erfassen von Daten zeigt;

Fig. 60 ist ein Fließbild, das einen Algorithmus zum Berechnen von MPF und Vo basierend auf erfassten Daten zeigt;

Fig. 61 ist ein schematischer Querschnitt einer Faser, der beim Definieren von SCV und SCSA hilfreich ist; und

Fig. 62 ist ein schematischer Querschnitt einer Faser, der beim Definieren von S und CCW hilfreich ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist ein Bündel von synthetischen Fasern, das, wenn es benetzt oder nass gemacht worden ist, imstande ist, Flüssigkeit entlang seiner Länge zu transportieren, und zwar mit einem verhältnismäßig großen Flüssigkeitsfluss, verglichen mit dem Flüssigkeitsfluss, der mit einer einzelnen Faser im Bündel verbunden ist. Mit anderen Worten besteht das Bündel aus Fasern, die einzeln schlechte Flüssigkeitstransporteure sind oder die auf ihren Oberflächen keine "Kapillarkanäle" aufweisen, d. h. keine Intrafaser-Kapillarkanäle aufweisen. Dieser unerwartete verbesserte Flüssigkeitstransport, den die Bündel gegenüber den einzelnen Fasern liefern, die schlechte Flüssigkeitstransporteure sind, ist eine Erscheinung, die aus einer neuartigen Kombination von Faser- und Bündelstruktur, die Interfaser- oder Zwischenfaser-Kapillaren erzeugen, und der Oberflächen- Zusammensetzung der Fasern resultiert.

Der Begriff "Kapillarkanäle", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Definitionen dieses Begriffs aus dem Stand der Technik, wo Kanäle mit einer Breite oder Weite von etwa weniger als 300 Mikrometern, vorzugsweise 250 Mikrometern, als Kapillarkanäle betrachtet werden, da die innerhalb der Kanäle wirkenden Kapillarkräfte viel größer als die Schwerkraft sind.

Bündelstruktur

So, wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff "Bündel" auf zwei oder mehr synthetische Fasern, vorzugsweise 8 bis 50000 Fasern, die eine Länge aufweisen, die größer als ein Zentimeter ist, im Mittel oder Durchschnitt parallel zueinander ausgerichtet sind und Zwischenfaser-Kapillaren aufweisen. Eine mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreite oder -weite D der Bündel von Fasern beträgt etwa 25 bis 400 Mikrometer, vorzugsweise 60 bis 300 Mikrometer und noch besser 100 bis 300 Mikrometer. Die mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser- Kapillarbreite oder -weite D ist durch die folgende Gleichung definiert:

worin SV das spezifische Volumen des Faserbündels (cm³/g) ist, ρp die Dichte des Polymers ist, aus dem die Faser hergestellt ist (g/cm³), dpf das mittlere oder durchschnittliche Denier (den) der einzelnen Faser ist (g/9000 Meter einer einzelnen Faser) und P die mittlere Umfangslänge des Querschnitts der einzelnen Fasern (Mikrometer) ist.

SV wird unter Verwendung des im U.S. Patent Nr. 4,829,761 beschriebenen Verfahrens gemessen, außer dass die zum Definieren von SV verwendete Zugspannung hier 0,05 g/den statt der 0,10 g/den beim Patent mit der Endnummer 761 beträgt. Das Bündel wird mit einer vorgegebenen Zugspannung von 0,05 Gramm/den in einen zylindrischen Schlitz mit bekanntem Volumen (normalerweise 8,044 cm³) gewickelt. Das Bündel wird aufgewickelt, bis das bekannte Volumen des Schlitzes durch das Aufwickeln des Bündels vollständig gefüllt ist. Das Gewicht des im Schlitz enthaltenen Bündels wird bis auf die nächsten 0,1 Milligramm (mg) ermittelt. Das spezifische Volumen wird dann als das Verhältnis des bekannten Volumens zum Gewicht des Bündels im Schlitz definiert, was dargestellt werden kann als

SV (bei 0,05 g/den Zugspannung) = 8,044 cm³/Garngewicht in g

Das Bündel von synthetischen Fasern der Erfindung liefert die nachfolgenden zwei Eigenschaften:

1. MPFB > 0,14 cm³/(den·h)

und

2. MPFB/MPFSF ≥ 3

worin der maximale mögliche Fluss (Maximum Potential Flux = MPF) ein Maß für das maximale Flüssigkeitsvolumen ist, das pro Denier der Faser (oder Fasern), welche die Kapillare (oder Kapillaren) bilden, pro Zeiteinheit transportiert wird. Sämtliche MPF-Werte in dieser Anmeldung liegen in der Einheit Kubikzentimeter pro Denier pro Stunde (cm³/(den·h)) vor. Die bei der Messung vom MPF für Daten in dieser Beschreibung verwendete Testflüssigkeit muss entweder sein (1) Syltint® Red Fugitive Tint, die von Milliken Chemical, einer Sparte von Milliken & Company, Inman, South Carolina, kommerziell erhältlich ist, oder (2) Rote Testlösung, wie unten ausführlich beschrieben. Beide Testflüssigkeiten sind dunkel gefärbte wässrige Lösungen, was sie visuell sichtbar macht. Syltint® Red weist eine Oberflächenspannung von etwa 54 dyn/cm und eine dynamische Viskosität von etwa 1,5 Centipoise auf. Die Rote Testlösung weist eine Oberflächenspannung von etwa 54 dyn/cm und eine dynamische Viskosität von etwa 1,5 Centipoise auf. Die dynamische Viskosität wird bei 25ºC unter Verwendung eines geeichten Cannon- Ubbelohde-Viskosimeters gemessen. Das Verfahren zum Erhalt von MPF-Werten wird unten ausführlich erläutert.

MPF ist eine Größe, welche die Wirksamkeit oder den Wirkungsgrad einer Faser oder eines Bündels von Fasern beim Transportieren von Flüssigkeit pro Gewicht der Fasern anzeigt. Der Index "SF" verweist auf den MIPF einer einzelnen Faser. Der Index "B" verweist auf den MPF eines Bündels von Fasern. Die MPF-Werte basieren auf dem Netto-Flüssigkeitsfluss, der sich entlang von beiden Richtungen der Faser oder des Bündels von Fasern ausbreitet. Weil der Fluss eine Eigenschaft in einer Richtung ist, erscheint in der Definition von MPF ein Faktor Zwei, um die Bewegung von Flüssigkeit in beiden Richtungen weg von der Stelle, wo sie mit dem Bündel in Berührung tritt, zu berücksichtigen. Dies wird manchmal als "Zwei-Wege"-MPF bezeichnet, um den Faktor Zwei in der Definition zu betonen. So bedeutet MPFB MPF für ein Bündel von Fasern, und MPFSF bedeutet MPF für eine einzelne Faser (d. h. ein Filament).

Das MPFB/MPFSF-Verhältnis bezieht sich auf den MPFSF für eine einzelne Faser, die im Wesentlichen identisch mit Fasern ist, die das Bündel mit dem MPFB bilden (d. h. dieselbe Gestalt der Oberflächenmorphologie und dieselbe Zusammensetzung aufweist). Ein Bündel kann aus Fasern mit unterschiedlich geformten Querschnitten gebildet sein. Für ein solches Bündel, das aus Fasern mit unterschiedlich geformten Querschnitten gebildet ist, kann ein effektives MPFB/MPFSF-Verhältnis berechnet werden, indem man die MPFSF-Werte für das Bündel bildenden Fasern mittelt und den Mittelwert für MPFSF in dem Verhältnis für MPFB/MPFSF verwendet. Eine spätere Bezugnahme auf das MPFB/MPFSF-Verhältnis schließt für Bündel, die aus Fasern mit unterschiedlich geformten Querschnitten gebildet sind, das effektive Verhältnis ein.

Für ein Bündel von N Fasern, ist MPFB durch die Gleichung definiert:

was in Kubikzentimetern pro Denier pro Stunde angegeben wird, worin N die Anzahl der Fasern im Bündel ist; VoN die Anfangsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in dem N- Faser-Bündel in Millimetern pro Sekunde (mm/s) ist, gemessen gemäß den unten beschriebenen Verfahren; SV das spezifische Volumen des Bündels ist; und ρp die Dichte des Polymers (g/cm³) ist, das die Fasern des Bündels bildet. Zum Beispiel beträgt der maximale mögliche Fluss für ein Bündel von acht Fasern:

worin Vo&sub8; die definierte Größe ist, genannt "Anfangsgeschwindigkeit" der Flüssigkeit, die sich entlang eines Bündels von acht Fasern bewegt, in Millimetern pro Sekunde; SV das spezifische Volumen des Bündels von Fasern in Kubikzentimetern pro Gramm bei einer Zugspannung von 0,05 g/den ist, ρp die Dichte des Polymers ist, das verwendet wird, um die Fasern des Bündels von acht Fasern herzustellen (g/cm³). Sämtliche hier angegebenen Werte für MPFB basieren auf Vo für ein Bündel von acht Fasern. Die Verwendung eines Bündels von acht Fasern als Grundlage zur Messung von Vo der vorliegenden Erfindung ist eine beliebig gewählte Anzahl. Der Grund dafür, dass bei den Verfahren zur Ermittlung von MPF ein Bündel von acht Fasern verwendet wird, bezieht sich auf die Einfachheit, mit der Flüssigkeitstransporteigenschaften eines Bündels von acht Fasern und einer einzelnen Faser mit demselben Instrument gemessen werden können, und nicht weil ein Bündel von acht Fasern beim Transportieren von Flüssigkeit wirkungsvoller ist als ein Bündel aus einer größeren Anzahl von Fasern.

Der Zwei-Wege- MPFSF für eine einzelne Faser ist in Kubikzentimetern pro Denier pro Stunde definiert als:

MPFSF = 2·0,1620·Vo·(Kapillarkanalfläche für die Strömung)·1/dpf worin Vo (mm/s) die Anfangsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist und dpf das Denier der einzelnen Faser (g/9000 m) ist. Die Kapillarlkanalfläche für die Strömung (Mikrometer²) wird nachfolgend bei der Erörterung der Fig. 35-37C definiert.

Der MPFB für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung reicht von 0,14 bis 2,0 cm³/(den·h) und vorzugsweise von 0,2 bis 2,0 cm³/(den·h). Da der MPFB die Bewegung von Fluid entlang des Bündels ist, ist es um so besser, je höher dieser Wert ist. Somit ist der Wert für MPFB, der Bündel von Fasern dieser Erfindung repräsentiert, einfach größer als 0,14 cm³/(den·h), bevorzugter größer als 0,2 cm³/(den·h). Die hier offenbarten Beispiele haben MPFB für Acht-Faser-Bündel zwischen etwa 0,06 und etwa 0,36. Das Verhältnis von MPFB/MPFSF beträgt von 3 bis 28. Vorzugsweise ist das Verhältnis größer als 5 und bevorzugter größer als 11.

Die Länge des Bündels hängt von der Länge des Flüssigkeitstransports ab, der für die gewünschte Anwendung gefordert wird. Vorzugsweise ist das Bündel mindestens einen Zentimeter lang. Bevorzugter ist das Bündel mindestens fünf Zentimeter lang. Für Windeln, Damenbinden und Inkontinenzkissen reichen die gewünschten Flüssigkeitstransportlängen von etwa 5 Zentimeter bis etwa 40 Zentimeter. Die Bündellänge beträgt gewöhnlich etwa das Doppelte der größten Transportlänge, über welche die Flüssigkeit transportiert werden soll. Der Grund dafür liegt darin, dass beabsichtigt ist, dass sich die Benässungen mit Flüssigkeit in der Nähe der Mitten der meisten saugfähigen oder absorbierenden Produkte befinden sollen.

Vorzugsweise berührt, wenn das Bündel benetzt oder nass gemacht ist, mindestens eine Hälfte der Fasern des Bündels mindestens eine andere Faser des Bündels durchschnittlich mindestens einmal pro Zentimeter. Bevorzugter berührt, wenn das Bündel benetzt oder nass gemacht ist, jede der Fasern des Bündels mindestens eine andere Faser des Bündels durchschnittlich mindestens einmal pro Zentimeter.

Vorzugsweise liegen Tangenten zur Längsachse von jeder der Fasern eines Bündels entlang von mindestens einer Hälfte der Länge des Bündels innerhalb von 30º zueinander. Jedoch liegen Bündel von Fasern, die sich an irgendeiner Stelle in zwei oder mehr Bündel aufspalten oder aufteilen, die nicht miteinander fluchten aber ansonsten die oben angegebenen Kriterien erfüllen, innerhalb des Umfangs dieser Erfindung.

Um einen Kontakt zwischen Fasern des Bündels sicherzustellen, wenn das Bündel nicht benetzt oder nass gemacht ist, können die Fasern durch eine leichte Klebrigkeit zusammengehalten werden, die aus einer antistatischen oder einer hydrophilen Oberflächenbeschaffenheit resultiert, wenn eine solche Oberflächenbeschaffenheit vorhanden ist, durch eine Kräuselung in der Faser, welche die Fasern des Bündels in Bezug zueinander mechanisch einschränkt, oder lediglich durch die ausgerichtete Anordnung der Fasern benachbart zueinander, wenn keine wesentlichen Anziehungs- oder Abstoßungskräfte auf die Fasern des Bündels vorhanden sind.

Die Fasern des Bündels haben nicht notwendigerweise eine eindeutige Querschnittsausrichtung in Bezug zueinander. Das heißt, da die Fasern des Bündels nicht notwendigerweise starr miteinander verbunden sind, können Drehungen der Querschnitte oder fokale abweichende Ausrichtungen der Fasern entlang ihrer Länge vorhanden sein. Ihre Ausrichtungen in Bezug zueinander entlang ihrer Länge können zufällig sein, oder die Bündel können minimal verdreht sein. Es gibt kein Erfordernis einer festen räumlichen Beziehung zwischen den Fasern des Bündels, wenn das Bündel nicht benetzt oder nass gemacht ist, um für den großen Flüssigkeitsfluss zu sorgen, wenn das Bündel benetzt oder nass gemacht ist. Somit liegt ein beliebiges Bündel von gegeneinander gepressten Fasern, das eine durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreite oder -weite von 25 bis 400 Mikrometern bereitstellt und ein spezifisches Volumen von mehr als 4,0 cm³/g aufweist, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.

Zu Zwecken einer weiteren Erläuterung der Erfindung ist eine idealisierte Struktur ein Bündel von Fasern, die, wenn sie benetzt oder nass gemacht sind und dadurch zusammengepresst werden, (mindestens) einen Zwischenfaser-Kapillarkanal begrenzen oder bilden, der parallele Wände aufweist, bei dem die Wände des Zwischenfaser-Kapillarkanals aufgrund von irgendeiner Art von abstehender Struktur im Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar um die oben angegebenen mittleren oder durchschnittlichen Zwischenfaser-Kapillarbreiten oder -weiten, und bei dem die abstehende Struktur Teil des Querschnitts von mindestens einigen der Fasern des Bündels ist.

Faserstruktur

Die einzelnen Fasern der vorliegenden Erfindung sind geformte Fasern, die dünne, mit Armen versehene Querschnitte aufweisen. Der Begriff "geformte" Fasern bedeutet Fasern mit nicht-runden Querschnitten. Eine einzelne Faser weist mindestens einen Kanal auf, der Wände besitzt, die durch Liniensegmente oder - abschnitte des Querschnitts der Faser gebildet werden. Die Kanalbreite oder -weite eines Kanals einer einzelnen Faser ist die Länge eines Liniensegments, das die distalen Spitzen der Kanalwände berührt. Der größte Teil der Kanalbreiten oder - weiten ist vorzugsweise größer als 300 Mikrometer, was verhältnismäßig groß ist, verglichen mit Kanalbreiten oder -weiten für Fasern aus dem Stand der Technik, die als Intrafaser-Kapillarkanäle aufweisend klassifiziert sind.

Die Liniensegmente des Querschnitts, welche die Kanalwände bilden, können benachbarte ebene Teile sein, die im Querschnitt in Bezug zueinander unter mehr als 60º, mehr als 90º, oder sogar mehr als 120º ausgerichtet sind. Zum Beispiel können die ebenen Teile einen Kanal erzeugen, der zwei Wände aufweist, die sich an einem "V"-förmigen Kreuzungspunkt vereinigen, oder können auch einen Basisbereich einschließen, mit dem proximale Enden der zwei Wände vereinigt sind. Außerdem kann die Oberfläche des Kanals gekrümmt sein und daher keinen ebenen Teil aufweisen, der eine Kanalwand bildet.

Ein quantitatives Maß der Abweichungen des Querschnitts einer einzelnen Faser von rund ist als Formfaktor bekannt. Der Einzelfaser-Formfaktor ist ein dimensionsloses Verhältnis, das definiert ist als:

Formfaktor = P/(4πAF)1/2

worin

AF = Fläche des Querschnitts der Faser, und

P = die Umfangslänge des Querschnitts der Faser ist.

Der Formfaktor für die einzelnen Fasern der vorliegenden Erfindung ist gleich oder größer als 2,0, vorzugsweise größer als etwa 5,0. Der Formfaktor kann von Hand aus mikroskopischen Aufnahmen von Querschnitten gemessen werden, oder er kann von mehreren kommerziell erhältlichen computergesteuerten optischen Mikroskopsystemen automatisch ermittelt werden. Der Formfaktor einer Faser mit einem runden Querschnitt beträgt 1.

Eine andere Eigenschaft der geformten Faser ist ein Maß des Verhältnisses von freien Flächen, die vom Querschnitt einer geformten Faser gebildet werden, zur Polymerfläche des Querschnitts der geformten Faser. Diese Eigenschaft wird hier als Einzelfaser-Volumenfaktor (Single Fiber Bulk Factor = SFBF) bezeichnet, der gleich oder größer als 4 ist und vorzugsweise von 4 bis 10 beträgt. SFBF ist definiert als:

SFBF = Summe der freien Querschnittsflächen/Faserquerschnittsfläche

Die freien Flächen sind in den Faserquerschnitten der Fig. 26A-B und 38A-B zusammen mit beispielhaften Berechnungen des SFBF für die in den Fig. 26A-B dargestellten Querschnitte veranschaulicht. Wie beim Formfaktor kann der Einzelfaser-Volumenfaktor von Hand oder unter Verwendung eines automatisierten Mess-Systems bestimmt werden.

Zusätzliche Eigenschaften der einzelnen Fasern eines Bündels der Erfindung, welche die schlechten Flüssigkeitstransporteigenschaften der Fasern charakterisieren, schließen einen MPFSF von gleich oder weniger als 0,03 cm³/(den·h) ein.

Die Berechnung(en) dieser Eigenschaft ist oben erörtert.

Da sie schlechte Flüssigkeitstransporteure sind, haben die einzelnen Fasern der Erfindung vorzugsweise keine Intrafaser-Kapillaren. So, wie hier verwendet, bedeutet Intrafaser-Kapillaren Kanalbreiten oder -weiten von weniger als 300 Mikrometern. Die Strukturen der Faser sind derart, dass ein Bündel der Fasern Zwischenfaser-Kapillaren bildet, welche die großen Flüssigkeitsflüsse erzeugen.

Wenn diese Fasern Bündel der Erfindung definieren, können die Bündel einen MPFB von mehr als 0,2 cm³/(den·h) und einen vertikalen Anstieg von Flüssigkeit von über sechs Zentimetern (nach 15 Minuten) aufweisen.

Fasern aus dem Stand der Technik mit Intrafaser-Kapillaren, die Flüssigkeit auf ihrer Oberfläche wirkungsvoll transportieren, erfüllen die im U.S. Patent Nr. 5,200,248 (dem Patent mit der Endnummer 248) aufgeführten Kriterien. Die Fasern aus dem Patent mit der Endnummer 248, die einzeln als ausgezeichnete Flüssigkeitstransporteure wirken, weisen die folgenden Eigenschaften auf: Spezifisches Kapillarvolumen (Specific Capillary Volume = SCV) von mindestens 2,0 cm³/g, spezifische Kapillaroberfläche (Specific Capillary Surface Area = SCSA) von mindestens 2000 cm²/g, Druckfestigkeit Trocken von mindestens 13800 dyn/cm², Schlankheitsverhältnis von mindestens etwa 9, und mindestens 30 Prozent der Kapillarkanäle (d. h. Intrafaser-Kapillaren) weisen eine Kapillarkanalbreite oder - weite (Capillary Channel Width = CCW) von weniger als etwa 300 Mikrometern auf. Fasern, die keine Intrafaser-Kapillaren aufweisen, sind einzeln schlechte Flüssigkeitstransporteure und liegen außerhalb des Umfangs des Patents mit der Endnummer 248.

Jedoch sind die Fasern der vorliegenden Erfindung, die keine Intrafaser-Kapillaren aufweisen und einzeln schlechte Flüssigkeitstransporteure sind, in unerwarteter Weise ausgezeichnete Flüssigkeitstransporteure, wenn sie in Form eines Bündels von solchen Fasern vorliegen, umfassend mindestens zwei einzelne Fasern.

Die nachfolgenden Verfahren sind nützlich zur Bestimmung von Parametern, die benutzt werden, um die Kapillarkanal-Strukturen zu definieren und zu beurteilen, und sind wörtlich aus dem United States Patent Nr. 5,200,248, Spalte 27, Zeile 45 bis Spalte 30, Zeile 12 und Spalte 35, Zeile 63 bis Spalte 35, Zeile 59 entnommen.

Die Verfahren können die Herstellung von Strukturen mit unterschiedlichen Längen erforderlich machen, von denen einige die Länge der tatsächlich zum Gebrauch bestimmten Struktur übersteigen können. Es versteht sich, dass jegliche Strukturen, die kürzer sind als die für die Verfahren erforderlichen Längen, auf der Grundlage von äquivalenten Strukturen beurteilt werden, welche die in solchen Verfahren angegebenen erforderlichen Längen aufweisen, außer wie dies sonst speziell vorgesehen sein kann. Spezifische Einheiten können in Verbindung mit einer Messung und/oder Berechnung von Parametern vorgeschlagen sein, die in den Verfahren beschrieben sind. Diese Einheiten sind nur zu Zwecken der Veranschaulichung vorgesehen. Es können andere Einheiten verwendet werden, die mit der Absicht und dem Zweck des Verfahrens im Einklang stehen.

Das zur Bestimmung der spezifischen Kapillaroberfläche (SCSA) und des spezifischen Kapillarvolumens (SCV) einer Kapillarkanal-Struktur verwendete Verfahren wird bei einer mikroskopischen Aufnahme angewandt, die einen repräsentativen Querschnitt der Kapillarkanal-Struktur zeigt. Für die mikroskopische Aufnahme wird der Querschnitt der Struktur durch Einbettungs- und Mikrotom- Techniken präpariert, die dem Fachmann bekannt sind. Die folgenden Gleichungen werden verwendet:

(1) SCSA = Summe über x = 1 bis i, von Px/ρAS,

(2) SCV = Summe über x = 1 bis i, von AvX/ρAS,

worin

ρ = Dichte des Feststoffs (d. h. Polymers);

AS = Fläche des Querschnitts des Kapillarkanal-Festkörpers senkrecht zur Kapillarkanalachse, der die innerhalb des Umfangs der Kriterien (a) und (b) liegenden Kapillarkanäle begrenzt,

die Summe über x = 1 bis i von Px = die Summe der Umfangslängen des Querschnitts des Festkörpers ist, der jeden der Kapillarkanäle x bildet, wobei jede Umfangslänge Px den Kapillarkanal begrenzt und innerhalb des von Cx gelieferten theoretischen Verschlusses liegt;

die Summe über x = bis i von Avx = die Summe der freien Flächen der Kapillarkanal-Struktur ist, wobei jeder Avx als die Fläche berechnet wird, die von der Umfangslänge des den Kanal bildenden Festkörpers und von Cx begrenzt wird; und

wobei i die Anzahl von Kapillarkanälen in der Struktur ist, sich x auf spezifische Kapillarkanäle einer Kapillarkanal-Struktur bezieht, und Cx demjenigen Teil eines Kreises entspricht, der zum Inneren des Kanals hin konvex ist und einen ausgewählten Durchmesser aufweist, der jeden Kapillarkanal x verschließt, wobei der Kreis Cx gemäß den folgenden Kriterien bemessen und angeordnet ist:

(a) der Kreis Cx berührt beide Wände des Kapillarkanals x an den Punkten, wo er auf die Wände trifft; und

(b) für jeden Kapillarkanal x maximiert der Kreis Cx, der (a) erfüllt, Avx für jeden solchen Kanal x, unter den Einschränkungen, dass:

(i) die Linien, die zum Schnittpunkt von Cx und den Kapillarkanalwänden tangential sind, sich schneiden und einen Winkel von 120º oder weniger bilden; und

(ii) Cx in Bezug zum tatsächlichen Maßstab der Kapillarkanal-Struktur einen Radius von nicht mehr als etwa 0,025 cm aufweisen kann (der Kreisradius wird durch denselben Vergrößerungsfaktor vergrößert, der bei der tatsächlichen Struktur in der mikroskopischen Aufnahme verwendet wird).

Für Kapillarkanal-Strukturen die Kapillarkanalwand-Fluidaustauschöffnungen aufweisen, wird die Auswirkung auf SCV und SCSA wegen der dünnen Wände der Kapillarkanal-Strukturen im Allgemeinen nicht von numerischer Bedeutung sein und kann im Allgemeinen in den Berechnungen außer Betracht gelassen werden.

Für Kapillarkanäle, die mit einem Kreis von maximalem Radius, wie oben vorgesehen, mehrere Berührungspunkte aufweisen, wird der Kreis so angeordnet, dass die Querschnittsfläche (Av) des Kanals maximiert wird. Für Kapillarkanal- Strukturen, die Veränderungen der Querschnittsgröße oder -form aufweisen, können ausreichend Querschnitte ausgewertet werden, um ein repräsentatives gewichtetes Mittel von SCV und/oder SCSA bereitzustellen. Wenn jedoch ein beliebiger Teil der Struktur von linearer Länge (in axialer Richtung der Kapillarkanäle) von mindestens etwa 0,2 cm, vorzugsweise mindestens etwa 1,0 cm einen SCV und SCSA innerhalb der hier beanspruchten Bereiche aufweist, heißt dies, dass eine solche Struktur eine Kapillarkanal-Struktur der vorliegenden Erfindung umfasst.

Für Kapillarkanalfolien, insbesondere diejenigen mit einer Kapillarkanalbasis von verhältnismäßig großer Breite, kann eine repräsentative Probe des Produkts, die einen Bruchteil der Gesamtbreite der Basis aufweist, an Stelle des Gesamtquerschnitts der Folie substituiert werden. Eine solche Probe eines Bruchteils der Folie weist vorzugsweise eine Breite von mindestens 0,5 cm auf. Der Zweck von SCV und SCSA, wie oben definiert, ist es, eine quantitative Analyse von Strukturen zu liefern, die durch offene Kapillarkanäle gekennzeichnet sind. Es ist denkbar, dass derartige Strukturen massive Teile, Anhängsel und dergleichen aufweisen können, die sonst nicht zur Definition der Kapillarkanäle bei diesem Verfahren beitragen. Die obigen Kriterien werden aus den Berechnungen Umfangslängen und freie Flächen ausschließen, die solchen unwirksamen Teilen der Struktur entsprechen. Auch die Querschnittsfläche von unwirksamen massiven Elementen soll nicht in die Berechnung von As eingehen. Ein Ausschluss von solchen Umfangslängen und Querschnittsflächen wird unten ausführlicher an Hand von Beispielen dargelegt.

Fig. 61 stellt ein Beispiel für ein Fragment 800 einer Kapillarkanal-Struktur und für die Anwendung des SCV- und SCSA-Verfahrens darauf dar. Dargestellt ist das Festkörper-(d. h. Polymer-)Fragment 800 mit einer Fläche As, freien Kapillarkanal- Flächen Av&sub1;, Av&sub2;, Av&sub3;, Av&sub4; mit entsprechenden Kapillarkanal-Umfangslängen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;, P&sub4; und theoretischen Verschlusskreisen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4;. Ebenfalls dargestellt sind Kreise C&sub5;, C&sub6;, C&sub7;. Radien r1', r1", r2', r2", r3', r3", r4', r4", r&sub5;, r&sub6;, r&sub7; sind jeweils senkrecht zu der Linie die eine Tangente zu den Berührungspunkten m1', m1", m2', m2", m3', m3", m4', m4", m&sub5;, m&sub6; bzw. m&sub7; zwischen den entsprechenden Kreisen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3;, C&sub4;, C&sub5;, C&sub6;, C&sub7; und dem Festkörper-Fragment 800 ist.

Die Kreise C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; und C&sub4; sind so gezeichnet, dass sie die obigen Kriterien erfüllen. Wie man sehen kann, sind die Kreise C&sub1; und C&sub2; im Radius r&sub1;, r&sub2; durch Winkel γ&sub1;, γ&sub2; begrenzt, die 120º-Schnittwinkel zwischen Tangentenlinien t1', t1" bzw. zwischen t2', t2" darstellen. Av&sub1;, Av&sub2;, Av&sub3; und Av&sub4; sind die von Umfangslängen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; und P&sub4; bzw. Kurven cc&sub1;, cc&sub2;, cc&sub3; und cc4 begrenzten Flächen. Die Kreise C&sub3; und C&sub4; stellen den größtmöglichen Kreis für einen Kapillarkanal dar, bei dem der Schnittwinkel von Linien, die an den Punkten m3', m3" bzw. bei m4' und m4" tangential zum Kreis sind, kleiner wäre als 120º. Wie in dieser beispielhaften Figur dargestellt, würden somit die Kreise C&sub3; und C&sub4; nach einer Verkleinerung zur Aufhebung der Vergrößerungswirkungen jeweils einen Radius von 0,025 cm aufweisen. Die Umfangslängen werden als die Länge der Festkörperbegrenzung innerhalb der Kanäle zwischen den Berührungspunkten zwischen dem Kreis und dem Festkörper für jeden Kanal ermittelt. C&sub5;, C&sub6; und C&sub7; stellen Kreise mit maximalem Radius dar, die an Teile der Struktur angelegt worden sind, die nicht als Kapillarkanäle gemäß den Kriterien dieses Verfahrens in Frage kommen. Somit wären P und Av für diese Kreise null. Wie man an den Umfangslängen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; und P&sub4; und den Kurven cc&sub1;, cc&sub2;, cc&sub3; und cc&sub4; sehen kann, wäre die Fläche des Festkörpers zwischen m4' und m4" in As enthalten, da ein solcher Festkörper Kapillarkanalwänden entspricht, die bei der Berechnung von SCV und SCSA Kanäle innerhalb der Kriterien für Av begrenzen. Die Flächen Ax3' und Ax3", die von linearen Verlängerungen der Radien r3', r3" begrenzt werden (wobei die besagten Radien senkrecht zu der Tangentenlinie zwischen dem Kreis C&sub3; und den Wänden des Kanals sind), sind nicht in As enthalten. Gleichfalls schneidet der Radius r4' die Fläche Ax4 aus der Berechnung von As heraus, basierend auf einer Verlängerung von r4' des Kreises C&sub4;.

Das Schlankheitsverhältnis (S), die Kapillarkanalbreite oder weite (Capillary Channel Width = CCW) und die mittlere Dicke der Struktur (tave) werden gemäß den Verfahren, wie folgt, bestimmt. Die Verfahren werden durchgeführt, basierend auf einer mikroskopischen Aufnahme eines repräsentativen, mit einem Mikrotom hergestellten Querschnitt der Kapillarkanal-Struktur, wie zuvor beschrieben. Für Kapillarkanal-Strukturen mit Änderungen oder Schwankungen im Schlankheitsverhältnis, in der Kapillarkanalbreite oder -weite und in der mittleren Dicke der Struktur in axialer Richtung der Kapillarkanäle sollten ausreichend viele Querschnitte ausgewertet werden, um einen repräsentativen gewichteten Mittelwert des Schlankheitsverhältnisses, der Kapillarkanalbreite oder -weite und/oder der mittleren Dicke der Struktur zu liefern. Falls jedoch irgendein Teil dieser Struktur mit einer linearen Länge in axialer Richtung der Kapillarkanäle von mindestens etwa 0,2 cm, vorzugsweise mindestens etwa 1,0 cm, einen Wert des Schlankheitsverhältnisses, der Kapillarkanalbreite oder -weite und/oder der mittleren Dicke der Struktur innerhalb der hier genannten Bereiche aufweist, dann kann eine solche Struktur eine Kapillarkanal-Struktur der vorliegenden Erfindung umfassen. Zu Zwecken der Erläuterung der Verfahren wird auf Fig. 62 Bezug genommen.

Es werden die folgenden Gleichungen verwendet:

S = L²/4Ast

tave = 2Ast/L

worin

L = gesamte Festkörperumfangslänge des Querschnitts der Struktur; und

Ast = Gesamtfläche des Querschnitts des die Struktur bildenden Festkörpers senkrecht zur Kapillarkanalachse.

Die vorangehende Gleichung für das Schlankheitsverhältnis behandelt die Faser unter einer Betrachtung, als ob sie eine kanalbildende Wand darin aufweist. Für mit Kanälen versehene Fasern, die einen funktionalen Teil aufweisen, in dem ein oder mehrere Kanäle vorhanden sind, kann die Formel für das Schlankheitsverhältnis (S) angegeben werden als:

S = L²/4AstN

worin:

L und Ast wie zuvor definiert sind; und

N = Anzahl von Kanalwänden in der Struktur ist, wobei die besagten Wände diejenigen sind, die auf einer oder beiden Seiten Kanäle aufweisen, welche durch geradlinige Verschlusssehnen verschließbar sind.

CCW ist die Länge der geradlinigen Verschlusssehne eines Kapillarkanals, bei dem die besagte Sehne den besagten Intrastruktur-Kapillarkanal verschließt, und welche die Schnittpunkte mit den Kapillarkanalwänden des besagten Kanals in einer solchen Weise tangential berührt, dass das Volumen des Kanals maximiert wird. (Teile der Struktur, die keine offenen Kanäle zusteuern, welche durch geradlinige Verschlusssehnen verschließbar sind, sollten vor den obigen Berechnungen außer Betracht gezogen werden.)

Fig. 62 zeigt zu Zwecken der Erläuterung einen Querschnitt einer Kapillarkanal- Struktur 900, die Sehnen W1, W2, W3, W4, W5 und W6 für Kapillarkanäle C1, C2, C3, C4, C5 bzw. C6 aufweist, womit N = 6. Fig. 62 zeigt auch den Bereich an, welcher der Gesamtquerschnittsfläche Ast entspricht, und zeigt die durchgehende Linie PL an, deren Länge die Gesamtumfangslänge L ist. Xa-Xp zeigen Berührungspunkte der Sehnen und des Querschnitts an.

Nunmehr Bezug nehmend auf Fig. 10, ist dort ein Querschnitt einer beispielhaften Faser eines Bündels der vorliegenden Erfindung dargestellt, das der oben erörterten idealisierten Struktur nahe kommt. Dieser Querschnitt schließt die langen, dünnen Kanalarme 101A und 101C und den kurzen dünnen Kanalarm 101B ein. Wenn eine Mehrzahl von Fasern mit dem in Fig. 10 dargestellten Querschnitt zusammengebündelt werden, liegen die langen dünnen Kanalarme 101A und 101C von benachbarten Fasern einander gegenüber und werden durch die abstehenden Arme 101B in einem Abstand zwischen 50 und 100 Mikrometern (d. h. der durchschnittlichen Zwischenfaser-Kapillarweite) getrennt voneinander gehalten. Somit halten die abstehenden Arme 101B die langen dünnen Arme 101A und 101C benachbarter Fasern im Abstand voneinander, und die langen dünnen Arme 101A und 101C von benachbarten Fasern, die einander gegenüberliegen, kommen den oben erörterten idealisierten parallelen Zwischenfaser-Kapillarkanalwänden nahe. Die Tatsache, dass die langen dünnen Arme 101A und 101C viel länger sind als die mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreite oder -weite D, definiert einen Kapillarkanal mit einer Länge (d. h. parallel zu den langen Armen), die größer ist als D. Die Querschnitte der Fasern, die einen Teil (wie beispielsweise einen Arm oder eine Basis) aufweisen, der sich in einer Dimension mindestens über die oben angegebene gewünschte mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser- Kapillarbreite oder -weite erstreckt, ist eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung.

Synthetische Fasern der Erfindung sind Fasern, die aus den hauptsächlichen, aus der Schmelze spinnbaren Gruppen hergestellt sind. Diese Gruppen schließen Polyester, Nylonarten, Polyolefine und Zelluloseester ein. Fasern aus Polyethylenterephthalat und Polypropylen sind zumindest wegen ihrer Herstellbarkeit und ihres weiten Anwendungsbereichs besonders nützlich. Vorzugsweise liegt das Denier von jeder Faser zwischen etwa 15 und etwa 250 und bevorzugter zwischen etwa 30 und 170.

Faseroberflächen-Zusammensetzung

Die Fasern der Bündel der Erfindung weisen eine Oberflächen-Zusammensetzung auf, die entweder hydrophil oder hydrophob ist. Die Oberflächen-Zusammensetzung kann aufgrund der Art des zur Herstellung der Fasern verwendeten Materials inhärent sein oder kann durch Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen gefertigt werden. Die Art von Oberflächenbeschichtung hängt von der Art der Flüssigkeit ab, die durch die Zwischenfaser-Kapillarkanäle transportiert werden soll. Hydrophile Oberflächenbeschichtungen liefern Strukturen, deren Oberflächen mit wässrigen Flüssigkeiten eine große Adhäsionsspannung aufweisen (d. h. diese stark anziehen) und werden daher für Anwendungen bevorzugt, die wässrige Flüssigkeiten betreffen. Für Absorbtions-, Filter- und Transport-Anwendungen, die nichtpolare Flüssigkeiten betreffen, ist eine hydrophobe Oberflächenbeschichtung erforderlich, um mit nichtpolaren Flüssigkeiten für große Adhäsionsspannungen zu sorgen.

Vorzugsweise weisen die Fasern des Bündels eine hydrophile Oberfläche auf, die als eine Oberfläche definiert wird, die mit destilliertem Wasser eine Adhäsionsspannung von mehr als 25 dyn/cm aufweist.

Vorzugsweise besitzen die Fasern des Bündels eine spezifische Oberflächenkraft, die mathematisch durch die nachfolgende Gleichung bestimmt wird:

(Pγ cos(θa))/d ≥ 0,03 dyn/den

worin P die Umfangslänge des Querschnitts der Faser ist; γ die Oberflächenspannung der Flüssigkeit auf der Oberfläche ist; θ der Kontaktwinkel bei vorrückender Front der Flüssigkeit auf einer ebenen Oberfläche ist, welche dieselbe Zusammensetzung und Oberflächenbeschaffenheit wie die Oberfläche der Faser aufweist (wie im U.S. Patent Nr. 5,611,981 angegeben); γ cos(θa) die Adhäsionsspannung der Flüssigkeit auf der Oberfläche der Faser ist; und d das Denier der Faser ist, auf der P gemessen wurde. Bündel von Fasern, welche diese Ungleichung erfüllen, weisen entlang der Länge des Bündels eine ausgezeichnete Fluidströmung auf, egal ob wässrig oder nicht-wässrig.

Die Oberflächenbeschichtungen werden typischerweise während ihrer Herstellung auf Fasern aufgebracht. Die Beschichtung findet gewöhnlich statt, gleich nachdem das geschmolzene Polymer durch die Öffnung einer Spinndüse extrudiert und abgeschreckt worden ist, jedoch kann sie später aufgebracht werden. Die Dicke der Beschichtung ist viel dünner als der Querschnitt der Faser und wird in Form ihres Prozentanteils am Gesamtgewicht der Faser gemessen. Der Gewichtsprozentanteil der Beschichtung liegt typischerweise zwischen 0,005 und 2,0 Prozent des Gesamtgewichts der Faser.

Einige der Beschichtungen/Schmiermittel, die nützlich sind, um mit wässrigen Flüssigkeiten große Adhäsionsspannungen bereitzustellen, sind im U.S. Patent Nr. 5,611,981 beschrieben oder genannt. Oberflächenbeschichtungen sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt.

Großer Flüssigkeitsfluss

Die Kräfte, die den Transport eines großen Flüssigkeitsflusses entlang des Bündels der Fasern erzeugen, sind das Ergebnis der Oberflächenenergien und der dünnarmigen Querschnittsformen der Fasern, sowie von Relativpositionen der Fasern, wenn sie benetzt oder nass gemacht sind, wodurch die Zwischenfaser- Kapillaren gebildet werden. Wenn es benetzt oder nass gemacht worden ist, weist das Bündel von Fasern ein größeres Verhältnis von Zwischenfaser-Kapillarvolumen (d. h. freiem Volumen) zum Volumen des Polymers in den Fasern auf, die das Bündel bilden. Je dünner die Querschnitte der Fasern sind, um so größer ist das Verhältnis des freien Volumens zum Volumen des Polymers in den Fasern für eine gegebene Querschnittsform. Dieses Verhältnis kann durch den Einzelfaser-Volumenfaktor oder das spezifische Volumen gekennzeichnet werden.

Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit erzeugt radial gerichtete Kräfte auf die Fasern des Bündels, welche die Fasern des Bündels gegeneinander pressen oder zusammenziehen, bis die Fasern durch ihre Querschnittsformen an einem weiteren radialen Zusammenziehen gehindert werden. Das anfängliche Zusammenziehen findet sehr schnell statt, sobald die Fasern benetzt oder nass gemacht worden sind, und führt dazu, dass sich die Fasern des Bündels entlang ihrer Längen im Kontakt miteinander befinden, kurz nachdem das Bündel benetzt worden ist. Solange sich die Fasern in dem Zeitpunkt, in dem die Fasern benetzt werden, an einem beliebigen Punkt entlang ihrer Längen im Kontakt befinden, sind die Kräfte auf zwei beliebige Fasern ausreichend, um die Fasern gegeneinander zu pressen, um die Zwischenfaser-Kapillaren zu bilden.

Der Fluss einer Flüssigkeit in einer beliebigen Kapillare ist das Produkt aus der Querschnittsfläche der Kapillare, die für den Fluss verfügbar ist, mal der Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Querschnittsfläche der Kapillare, die für einen Fluss verfügbar ist, und zwar pro Masse, die mit dem Kanal verbunden ist. Damit die Bündel von Fasern wirksame Flüssigkeitsbeweger sind, muss die Geschwindigkeit der Flüssigkeits-/Festkörper-/Luft-Front, die sich von dort, wo das Bündel benetzt wird, entlang der Achse des Bündels bewegt, mal der Querschnittsfläche für den Fluss relativ groß sein. Die Anfangsgeschwindigkeit von Flüssigkeit entlang eines Bündels von Fasern der Erfindung nimmt mit der Anzahl von Fasern von zwei Fasern pro Bündel bis etwa zwölf Fasern pro Bündel synergistisch zu, wonach mit der Anzahl von Fasern im Bündel nur ein geringe Änderung der Anfangsgeschwindigkeit vorhanden ist.

Der Fluss einer Flüssigkeit in einer beliebigen Kapillare hängt auch vom Zusammenspiel der treibenden Kraft auf die Flüssigkeit in der Kapillare, der inneren Reibungskraft auf die sich bewegende Flüssigkeit und den Gravitationskräften auf die Flüssigkeit ab. Der Flüssigkeitsfluss ist proportional zu der treibenden Kraft dividiert durch innere Reibungskraft (auch als Strömungswiderstand bekannt). Die Gravitationskräfte auf die Flüssigkeit beeinflussen den Flüssigkeitsfluss für Kapillaren, die nicht horizontal ausgerichtet sind, wie es bei einem von Menschen getragenen saugfähigen oder absorbierenden Produkt häufig der Fall ist.

Die treibende Kraft auf die Flüssigkeit in einer beliebigen Kapillare ist proportional zur Adhäsionsspannung der Flüssigkeit mit der Oberfläche der Kapillare sowie zur Umfangslänge des Querschnitts der Kapillare. Somit führen größere Adhäsionsspannungen zu größeren Flüssigkeitsflüssen. Die Adhäsionsspannung der Flüssigkeit mit der Oberfläche der Kapillare hängt von der Zusammensetzung der Flüssigkeit und der Zusammensetzung der Oberfläche der Kapillare ab. Die meisten herkömmlichen hydrophilen Oberflächenbeschichtungen liefern mit wässrigen Flüssigkeiten eine Adhäsionsspannung zwischen etwa zwanzig und sechzig dyn/Zentimeter. Die Adhäsionsspannungen mit nichtpolaren Flüssigkeiten für die meisten herkömmlichen hydrophoben Oberflächenbeschichtungen liegen im Bereich von zehn bis dreißig dyn/Zentimeter.

Die innere Reibungskraft auf die sich bewegende Flüssigkeit in der Kapillare ist Etwa proportional zur Viskosität der sich bewegenden Flüssigkeit in der Kapillare, der Umfangslänge des Querschnitts der Kapillare und dem Durchmesser der Kapillare. Kapillaren, die enge Weiten aufweisen, besitzen ein relativ großes Verhältnis der Umfangslänge des Querschnitts der Kapillare zur Querschnittsfläche der Kapillare, was zu einer größeren inneren Reibungskraft und somit zu einem geringeren Flüssigkeitsfluss führt.

Die Schwerkraft auf die Flüssigkeit in der Kapillare beeinflusst den Flüssigkeitsfluss durch die Kapillare, wenn die Kapillare nicht horizontal ausgerichtet ist. Wegen der Gravitationskraft ist die Weite einer vertikal ausgerichteten Kapillare, die den Flüssigkeitsfluss bis zu einer gegebenen Höhe maximiert, enger als die Weite einer horizontal ausgerichteten Kapillare, die den Flüssigkeitsfluss maximiert.

Die mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreite oder -weite D ist das Maß, das benutzt wird, um festzustellen, ob die Zwischenfaser-Kapillaren ausreichend weit im Abstand voneinander angeordnet sind, damit sich große Flüsse ergeben. Wie oben erörtert, ist D der mittlere oder durchschnittliche Abstand zwischen gegenüberliegenden Wänden der Zwischenfaser-Kapillaren und beträgt zwischen 25 und 400 Mikrometer. Bündel, die Zwischenfaser-Kapillaren mit einer großen Kapillarquerschnittumfangslänge pro Querschnittsfläche der Kapillare und enge mittlere oder durchschnittliche Zwischenfaser-Kapillarbreiten oder -weiten (D) aufweisen, besitzen einen hohen Strömungswiderstand. In benetztem Zustand müssen somit Bündel mit kleinen Ds stärkere treibende Kräfte pro Querschnittsfläche der Zwischenfaser-Kapillaren besitzen, damit sie einen großen Fluss aufweisen. Kleine Zwischenfaser-Kapillarbreiten oder -weiten sorgen nicht für den maximalen Flüssigkeitsfluss, weil enge Kapillaren kleinere Querschnitte für eine Flüssigkeitsströmung aufweisen und die innere Reibungskraft die Geschwindigkeit der sich bewegenden Flüssigkeit verzögert.

Bei Betrachtung von sämtlichen de Kräfte auf wässrige Flüssigkeiten liegt das bevorzugte D für eine Kapillare, die aus einer Polymerstruktur gebildet wird, die den Flüssigkeitsfluss von wässrigen Flüssigkeiten maximieren soll und die eine durch eine herkömmliche Oberflächenbeschichtung bereitgestellte Adhäsionsspannung aufweist, zwischen 50 und 150 Mikrometern für eine Kapillare, in der die Flüssigkeit mindestens drei Zentimeter aufsteigen muss, und liegt für eine horizontal ausgerichtete Kapillare zwischen 200 und 400 Mikrometern. Während es bei vielen saugfähigen oder absorbierenden Produkten nützlich ist, Flüssigkeit bis zu einer Höhe von drei Zentimetern zu bewegen, ist es ersichtlich wünschenswert, den Flüssigkeitsfluss auch bis zu anderen Höhen zu maximieren. Somit liegt D für eine Polymerstruktur, die einen maximalen Fluss bis etwa sechs Zentimeter hoch liefern soll, vorzugsweise zwischen 40 und 120 Mikrometern.

Aufnahme/Verteilungs-Strukturen

Vorzugsweise sind die Bündel der Erfindung in neuartigen saugfähigen oder absorbierenden Wegwerfprodukten enthalten, wie Windeln, Inkontinenz-Produkten für Erwachsene und Damen-Hygieneprodukten, und zwar als Mittel, um in diesen Produkten Flüssigkeit im Inneren aufzunehmen und zu transportieren.

Diese Erfindung beschreibt neuartige Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Strukturen für saugfähige oder absorbierende Produkte, die wässrige Flüssigkeiten verteilen und in Wegwerf-Verbraucherprodukten, wie beispielsweise Windeln, Damenbinden und Inkontinenz-Produkten nützlich sind. Die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Strukturen nehmen menschliche Körperflüssigkeiten auf und verteilen sie, vermindern das Auslaufen, verbessern die Kernmaterialausnutzung durch Verstärkung der Flüssigkeitsverteilung in Bereiche des Kerns, was die Trockenheit der Außenseite des saugfähigen Produkts verbessert, wodurch der Komfort des Trägers verbessert wird.

Die Aufnahme/Verteilungs-Strukturen können auch für nicht polare Flüssigkeiten nützlich sein. Zum Beispiel sind absorbierende Materialien für saugfähige oder absorbierende Produkte zum Aufnehmen im Falle eines Verschüttens von Öl in Haushalt oder Gewerbe nützlich. Saugfähige oder absorbierende Produkte zum Aufnehmen von Ölen können eine Aufnahme/Verteilungs-Struktur einschließen, die zum Aufnehmen und Verteilen von nichtpolaren Flüssigkeiten maßgeschneidert ist.

Das neuartige saugfähige oder absorbierende Produkt schließt ein: (1) eine Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur, umfassend (a) eine Deckschicht, (b) eine Verteilungsschicht und (c) eine Durchflusswiderstandsschicht, die in der zur Ebene des Gewebes oder Stoffes senkrechten Richtung gegen Hindurchdringen beständig ist, (2) einen absorbierenden Kern, und (3) eine undurchlässige Rückseitenlage. Die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur des saugfähigen oder absorbierenden Produkts ist gewöhnlich die Schicht (oder Schichten) direkt oberhalb des absorbierenden Kerns, der das Flüssigkeitsspeichermaterial enthält, wie in Fig. 43B dargestellt. Der Kern liegt oberhalb der undurchlässigen Rückseitenlage, womit das saugfähige oder absorbierende Produkt vervollständigt wird.

Die Deckschicht, die auch Decklage genannt wird, kann irgend ein herkömmliches Decklagenmaterial sein, wie beispielsweise perforierte Polyethylenfolie oder eine aus Polypropylenfaser hergestellte aufkalandrierte oder aufgesponnene Decklage. Jedoch kann die Deckschicht aus anderen perforierten Polymerfolien und -fasern hergestellt werden. Die Unterseite der Decklage kann mit wässrigen Flüssigkeiten einen kleineren Kontaktwinkel aufweisen als die Oberseite der Decklage.

Die Decklage kann aus einer mit Öffnungen versehenen Folie mit ausgeschnittenen Teilen in den Öffnungswänden hergestellt werden, um für eine spontane Flüssigkeitsumkehr von der Vorderseite der Decklage zur Rückseite zu sorgen, wie in der Europäischen Patent-Veröffentlichung Nr. EP 0 857 050 offenbart.

Die Verteilungsschicht oder Verteilungs-Struktur kann aus einem beliebigen durchgehenden Kapillarsystem, wie beispielsweise einer Kapillaren-Schicht, einer Bahn, einem Bündel oder einem Towgarn oder Filamenten bzw. Endlosfasern hergestellt sein, die jeweils für einen spontanen Transport (oder Benetzung) von Flüssigkeiten entlang ihrer Oberflächen sorgen. Das Kapillarsystem schließt Kapillaren ein, die in spezifischen Richtungen ausgerichtet sind. Das Kapillarsystem kann Fasern einschließen, die jeweils spontan die interessierenden Flüssigkeiten transportieren (oder benetzen). Vorzugsweise schließt die Verteilungsschicht oder Verteilungs-Struktur ein Bündel der Fasern mit hohem MPFB der in den Beispielen 1-9 offenbarten Art ein.

Obwohl dies nicht bevorzugt ist, kann die Verteilungsschicht oder Verteilungs- Struktur aus einer großen Anzahl von durchgehenden Fasern mit rundem Querschnitt hergestellt sein, die sich in enger Nachbarschaft zueinander befinden und einander vorzugsweise berühren. Welche Fasern auch immer in der Verteilungsschicht verwendet werden, sie bilden Zwischenfaser-Kapillaren, die für eine gerichtete Flüssigkeitsströmung entlang der ausgerichteten Richtung der Fasern sorgen.

Beispiele von Fasern sind die spontan transportierenden oder benetzbaren Fasern, die in den U.S. Patenten Nr. 5,268,229, 5,200,248 und 5,611,981 offenbart sind, sowie die in dieser Beschreibung offenbarten Bündel von Fasern. Diese Fasern können in Form von Towgarnen, Faserbändern, Faservliesen, Garnen bzw. Fäden usw. hergestellt sein.

Die spontan transportierenden Fasern sind nicht darauf beschränkt, dass sie zusammengebündelt (d. h. in enger Nachbarschaft voneinander) sind, damit sie Flüssigkeit transportieren. Jedoch liefern die spontan transportierenden Fasern einen größeren Fluss, wenn sie gebündelt sind. Eine spontane Benetzbarkeit und enge Nachbarschaft bedeuten in diesem Zusammenhang, dass die Fasern keine Zwischenfaser-Kapillaren bilden müssen, da jede einzelne Faser Flüssigkeit transportiert, dass es jedoch wünschenswert ist. Da (1) die Kapillarwirkung nur bei Kapillaren von Bedeutung ist, die Kräfte erzeugen können, die im Vergleich mit der Schwerkraft auf die Flüssigkeit groß sind, und (2) nur Kapillaren mit Abmessungen von weniger als etwa 300 Mikrometern dies tun, bedeutet enge Nachbarschaft in diesem Zusammenhang weniger als etwa 300 Mikrometer. Daher können spontan transportierende oder benetzbare Fasern in der Verteilungsschicht einen mittleren oder durchschnittlichen Abstand von mehr als 300 Mikrometern voneinander aufweisen.

Die gerichtete Strömung in der Verteilungsschicht kann so ausgelegt werden, dass Anordnungen der Richtungen des Transports der Flüssigkeit sind: (1) von einem Punkt oder kleinen Bereich aus im Wesentlichen radial nach außen verlaufend, (2) im Wesentlichen bidirektional, (3) fächerförmig (d. h. von einem Punkt oder kleinen Bereich aus entlang eines Bogens ausstrahlend), (4) mehrfach fächerförmig (d. h. von einem Punkt oder kleinen Bereich aus entlang von mindestens zwei Bögen ausstrahlend), (5) gitterstrukturartig, und (6) ein beliebiges anderes, im Wesentlichen zweidimensionales Strömungsmuster in der Verteilungsschicht, in Abhängigkeit vom Bedarf des Produkts. Der wichtige Punkt besteht darin, dass die Verteilungsschicht so ausgelegt werden kann, dass Flüssigkeit, die mit einem Bereich auf der Verteilungsschicht in Kontakt kommt, der für den Flüssigkeitskontakt vorgesehen ist, durch Anordnung der Achsen der Faser, die das Kapillarsystem bildet, entlang eines Strömungsmusters an Orte in der Struktur verteilt wird, die vom Kontaktbereich entfernt sind und in denen die Flüssigkeit gespeichert werden kann. Dies bedeutet, dass ein erster Bereich in der Verteilungsschicht vorhanden ist, in dem entweder die Achsen der Fasern im Wesentlichen miteinander ausgerichtet sind, oder von dem weg die Achsen der Fasern ausstrahlen.

In der Verteilungsschicht kann ein zweiter Bereich vorhanden sein, wo entweder die Achsen der Fasern im Wesentlichen miteinander ausgerichtet sind, und zwar entlang einer anderen Richtung als der Richtung der Achsen der Fasern im ersten Bereich, oder aus dem die Achsen der Fasern in einem Bogen weg ausstrahlen.

Die Verteilungsschicht sorgt für ein Strömungsmuster, das die Flüssigkeit zu mindestens zwei verschiedenen Bereichen oder zu mindestens drei verschiedenen Bereichen von absorbierendem Kernmaterial verteilt.

Die Verteilungsschicht kann mindestens zwei Gruppen oder mindestens drei Gruppen von Fasern einschließen, die im Auftreffbereich zueinander ausgerichtet sind und die außerhalb des Flüssigkeitsauftreffbereichs nicht parallel zueinander sind. Die Verteilungsschicht kann eine Mehrzahl von Gruppen von Fasern einschließen, die im Auftreffbereich zueinander ausgerichtet sind, die außerhalb des Auftreffbereichs nicht parallel zueinander sind, und die Flüssigkeit aus dem Auftreffbereich im Wesentlich gleichförmig in entferntere Bereiche des absorbierenden Kerns verteilen.

Die Verteilungsschicht kann Garne einschließen, die aus den spontan transportierenden oder benetzbaren Fasern hergestellt sind, welche eine hydrophile Oberfläche aufweisen. Die Garne (Towgarne) in der Verteilungsschicht reichen bis zu 100000 Denier. Der Abstand der Garne kann von keinem Abstand, das heißt, sämtliche benachbarten Garne berühren sich, bis hin zu Abständen vom bis zum Dreifachen des Garndurchmessers reichen. Die dpfs der einzelnen Fasern können von 5 bis 150 variieren. Vorzugsweise überschreitet der MPFB der Fasern in der Verteilungsschicht 0,005 cm³/(den·h).

Die Wahl des Garns für die Verteilungsschicht wird durch den gewünschten Trennabstand zwischen der Decklage und der Durchflusswiderstandsschicht beeinflusst. Typischerweise ist ein Abstand von 3,0 Millimetern die maximale gleichförmige Abstandsentfernung. Jedoch ist es in einigen Fällen wünschenswert, dass im Wesentlichen sämtliche der Fasern ein einziges Bündel bilden. In diesem Fall ist der Trennabstand zwischen der Decklage und der Durchflusswiderstandsschicht an irgendeinem Rand des Gegenstandes im Wesentlichen null, kann jedoch bis zu 10 Millimetern betragen, wo sich das Faserbündel zwischen der Decklage und der Durchflusswiderstandsschicht befindet.

Sämtliche der Fasern in der Verteilungsschicht können innerhalb eines ungefähr 25 mm breiten Bandes entlang einer Hauptachsen-Mittellinie des saugfähigen oder absorbierenden Gegenstandes angeordnet sein.

Das Gewicht der Verteilungsschicht hängt von der Art von Produkt ab. Für Damenbinden sollte das Gewicht zwischen 1/4 und 2 Gramm liegen, wobei die Länge der Fasern zwischen 7 und 25 Zentimetern liegt. Für Windeln kann das Gewicht der Verteilungsschicht zwischen 1/2 und 4 Gramm liegen, wobei die Länge der Fasern zwischen 10 und 40 Zentimetern liegt. Für Inkontinenz-Produkte für Erwachsene sollte das Gewicht der Verteilungsschicht zwischen 1 und 10 Gramm liegen, wobei die Längen der Fasern zwischen 10 und 70 Zentimetern liegen.

Die Verteilungsschicht kann Fasern mit mindestens zwei Längen einschließen. Dies ermöglicht einen Transport der Flüssigkeit in Bereiche, die sich in unterschiedlichen Entfernungen vom Auftreffbereich befinden. Die spezifischen Längen der Fasern in der Verteilungsschicht und die Verteilung dieser Längen hängt von der Gestaltung des saugfähigen oder absorbierenden Gegenstandes ab.

Die Durchflusswiderstandsschicht erfüllt zwei primäre Funktionen. Erstens setzt die Durchflusswiderstandsschicht einer Strömung, die senkrecht zur Ebene der Schicht ist, einen Widerstand entgegen. Diese erste Funktion verhindert, dass die Flüssigkeit den Kern erreicht, bevor die Flüssigkeit verteilt ist. Zweitens trägt die Durchflusswiderstandsschicht dazu bei, die gerichteten Kapillaren in der Verteilungsschicht von einem Kontakt mit dem Kernmaterial abzuhalten, wo dieser Kontakt nicht erwünscht ist. Die Durchflusswiderstandsschicht kann dieselbe Struktur und Zusammensetzung wie die Decklage aufweisen. Die Durchflusswiderstandsschicht kann auch so ausgelegt werden, dass sie einen größeren Strömungswiderstand als die Decklage aufweist. Die Länge der Durchflusswiderstandsschicht kann kürzer als die Verteilungsschicht oder die Decklagenschicht sein. Dies gestattet es, dass die Verteilungsschicht Flüssigkeit direkt zu vorbestimmten Bereichen des absorbierenden Kerns jenseits der Ränder der Durchflusswiderstandsschicht transportieren wird. Die Durchflusswiderstandsschicht kann auch eine Gruppe von Öffnungen aufweisen, durch welche die Verteilungsschicht Flüssigkeit zum absorbierenden Kern durchlassen kann. Die Gruppe von Öffnungen kann im Abstand voneinander in einem vorgesehenen Array angeordnet sein. Zum Beispiel könnten die Öffnungen so angeordnet sein, dass für einen im Wesentlichen gleichförmigen Flüssigkeitsfluss in sämtliche Bereiche des absorbierenden Kerns gesorgt wird.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Spinndüsen, Fasern und Bündel

Die zur Herstellung der Fasern verwendeten Spinndüsen sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung, werden jedoch zum besseren Verständnis beschrieben.

Nunmehr ausführlicher Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern über die mehreren Ansichten hinweg gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, ist Fig. 1A eine schematische Darstellung, welche die Abmessungen einer Öffnung einer Spinndüse zeigt, die verwendet wird, um die Fasern aus Beispiel 1 herzustellen, wobei sie Arme 1, 2, 3 einschließt, die von einer gemeinsamen Achse 4 ausstrahlen. Die Arme 1, 2, 3 weisen eine kurze Abmessung mit einer Breite W und eine lange Abmessung mit einer Länge von 150 W auf. Die Breite W beträgt 0,067 m (2,6 mils).

Fig. 1B zeigt die Einzelheiten einer Bohrung für eine Öffnung der in Beispiel 1 verwendeten Spinndüse, die eine erste (äußere) Seite 5A, eine zweite (innere) Seite 5B, eine Dicke 6 und eine Blindbohrung 7 aufweist. Die Dicke 6 am Boden der Blindbohrung 7 für die in Beispiel 1 verwendete Spinndüse beträgt 1,3 mm (50 mils). Die Öffnung ist in Fig. 1B nicht dargestellt. Jedoch erstrecken sich die Öffnungen der Spinndüse durch die Dicke 6 zwischen dem Boden der Blindbohrung 7 und der ersten Seite 5A.

Fig. 1C zeigt eine Spinndüse 8 mit einer Seite 9 und Bohrungen mit Öffnungen 10. In der Spinndüse 8 befinden sich zehn Öffnungen. Die Öffnungen sind entlang dreier Reihen angeordnet und sind im Verhältnis zu den Reihen alle in derselben Weise ausgerichtet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt 11 einer Faser aus Beispiel 1 in einer mit einer Vergrößerung von 156 aufgenommenen Fotografie. Nach einer Extrusion der Faser aus den Armen 1, 2, 3 des in Fig. 1 dargestellten Öffnungsmusters wird der Faserquerschnitt 11 von Polymerarmen 1A, 2A, 3A gebildet. Die Polymerarme 1A, 2A, 3A begrenzen Kanäle 12, 13 und 14. Die Polymerarme 1A, 2A und 3A weisen distale Spitzen 1B, 2B bzw. 3B auf. Die Länge eines Liniensegments, das zwei benachbarte distale Spitzen des Querschnitts 12 berührt, definiert eine Kanalbreite. Zum Beispiel definiert der Abstand zwischen der distalen Spitze 1B und 2B die Kanalbreite 1 C. Entsprechend sind die Kanalbreiten 2C und 3C die Breiten der Kanäle zwischen den distalen Spitzen 2B und 3B bzw. 3B und 1B.

Fig. 3A zeigt die Abmessungen einer Öffnung 20, in der W eine Weite der Öffnung 20 veranschaulicht, und Längen von Teilen der Öffnung im Verhältnis zur Länge W dargestellt sind. Die Öffnung 20 wird von Kanalwänden 21, 22 gebildet, die sich senkrecht zu einer Kanalbasis 23 erstrecken, sowie von Vorsprüngen 24, die sich von den Kanalwänden weg erstrecken. Die Vorsprünge 24 schließen einen äußeren Teil 25 ein, der vom Kanal weg übersteht, sowie einen inneren Teil 26, der in den Kanal übersteht. Zusätzlich schließt die Öffnung 20 einen Vorsprung 27 ein, der eine Verlängerung der Basis 23 jenseits des Schnittpunkts der Basis 23 und der Kanalwand 21 ist, sowie einen Vorsprung 28, der eine Verlängerung der Kanalwand 21 jenseits des Schnittpunkts der Kanalwand 21 und der Kanalbasis 23 ist. Ähnliche Vorsprünge wie die Vorsprünge 27 und 28 gibt es in der Nähe des Schnittpunkts der Kanalwand 22 und der Kanalbasis 23. Die Vorsprünge 25, 26, 27, 28 sind als fünf mal so lang wie die Weite W dargestellt. Jedoch könnten diese Vorsprünge länger oder kürzer sein, in Abhängigkeit von dem gewünschten Querschnitt der daraus erzeugten Faser. Zudem können die Vorsprünge 24, die weiter vom Schnittpunkt der Kanalwand 21 und der Basis 23 entfernt sind, länger sein als die Vorsprünge, die näher am Schnittpunkt der Kanalwand 21 und der Kanalbasis 23 liegen, um die Oberfläche des Kanals in der Polymerfaser zu vergrößern, die sich aus der Extrusion von Polymer durch die Öffnung 20 ergibt. Entsprechend können die Vorsprünge 24A entlang der Basis 23, die in der Nähe der Mitte der Basis 23 liegen, länger sein als die Vorsprünge 24 aus der Basis 23, die näher bei den Kanalwänden 21, 22 liegen, um die Oberfläche des Kanals der Polymerfaser zu vergrößern, die sich aus einer Extrusion von Polymer durch die Öffnung 20 ergibt. Die Vorsprünge entlang der Kanalwände und der Kanalbasis der Öffnung 20 brauchen nicht in gleichen Abständen angeordnet sein, und die relativen Längen der Wände in der Basis können von denjenigen abweichen, die in Fig. 3A dargestellt sind. Die Weite W für die Öffnung 20 beträgt 0,090 Millimeter. Die Basis 23 erstreckt sich über 70 W und die Arme 21, 22 erstrecken sich über etwa 47 W.

Fig. 3B zeigt ein Bohrungsdetail einer teilweise geschnittenen Ansicht 30 für eine Öffnung einer in Beispiel 2 verwendeten Spinndüse. Die Öffnung ist in Fig. 3B nicht dargestellt. Die teilweise geschnittene Ansicht 30 zeigt eine Oberfläche 31 und eine Fläche 32, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar mit einem Maß 33A, das bei der in Beispiel 2 verwendeten Spinndüse 2,34 plus oder minus 0,51 mm beträgt. Die Öffnung 20 der in Beispiel 2 verwendeten Spinndüse wird durch das Blindmaß 33A hindurch eingearbeitet. Das entsprechende Blindmaß in den anderen Beispielen reicht von etwa 1,02 mm bis 2,54 mm. Die Oberfläche 31 zusammen mit der Oberfläche 34 begrenzen die Bohrung 33 teilweise. Die Bohrung 33 wird auch durch eine angefaste Oberfläche 35 begrenzt. Der Durchmesser der Bohrung 33 der in Beispiel 2 verwendeten Spinndüse beträgt etwa 9,1 mm. Das heißt, der Abstand zwischen den in Fig. 3B dargestellten Oberflächen 34 und 35 beträgt für die in Beispiel 2 verwendete Spinndüse etwa 9,1 mm. Die Oberfläche 35 ist in Bezug zur Oberfläche 34 unter einem 45º-Winkel angefast.

Fig. 3C zeigt die in Beispiel 2 verwendete Spinndüse 41 mit der Bohrung und dem Öffnungsmuster 40. Das Bohrungsmuster besteht aus Bohrungen, die in fünf Reihen ausgerichtet sind, in denen die Öffnungen alle in derselben Weise ausgerichtet sind.

Fig. 4 ist eine Fotokopie einer mit einer Vergrößerung von 162 aufgenommenen Fotografie von Faserquerschnitten, die den Querschnitt 45 einschließen. Der Querschnitt 45 schließt Polymerarme 46A, 46B und eine Polymerbasis 46C ein. Die Polymerarme 46A, 46B erstrecken sich so aus der Polymerbasis 46C, dass die Basis und jeder Arm einen Winkel von wesentlich mehr als 90º bilden oder einschließen. Der Querschnitt 45 schließt Vorsprünge 47 ein, die sich aus den Polymerarmen 46A, 46B und der Polymerbasis 46C erstrecken und die den Vorsprüngen 24, 27, 28 der Öffnung 20 der in Fig. 3 dargestellten Spinndüse entsprechen. Der Querschnitt 45 weist eine Kanalbreite 46D auf. Die Polymerarme 46A, 46B und die Polymerbasis 46C schließen Schnittwinkel ein, die wesentlich größer sind als die 90º-Schnittwinkel, die für die Basis 23 und die Arme 21 und 22 der Öffnung 20 der in Fig. 3A dargestellten Spinndüse dargestellt sind. Dass die Faserwinkel größer sind als die Öffnungswinkel ergibt sich durch die Wirkung der Oberflächenspannung auf das aus der geformten Öffnung extrudierte geformte geschmolzene Polymer. Die Vorsprünge 47 des Querschnitts 45 der Polymerfaser weisen ein Längenverhältnis (d. h. Höhe-zu-Breite-Verhältnis) auf, das wesentlich kleiner ist als das Längenverhältnis der Vorsprünge 24, 27, 28 in der Öffnung 20 der in Fig. 3A dargestellten Spinndüse, ebenfalls wegen der Wirkung der Oberflächenspannung auf geschmolzenes Polymer, das durch die Öffnung 20 extrudiert wird.

Fig. 5A zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht 50 eines Bohrungsdetails für die Bohrung und die Öffnung, die in Fig. 5B dargestellt sind. Die teilweise geschnittene Ansicht 50 ähnelt der in Fig. 1 B dargestellten teilweise geschnittenen Ansicht und zeigt die Öffnung durch den Boden der Bohrung nicht.

Fig. 5B zeigt eine Öffnung 51A in einer Bohrung 51 B, die lange Arme 52A und 52C und kurze Arme 52B und 52D einschließt. Die Arme 52A, 52B, 52C und 52D erstrecken sich von einem Zentrumspunkt weg, wobei sie 90º-Winkel miteinander einschließen.

Fig. 5C ist ein schematisches Schaubild, das relative Abmessungen der Öffnung 51A aus Beispiel 3 ausweist. Die langen Arme 52A, 52C weisen eine Länge von 150 W auf, und die kurzen Arme 52B und 52D weisen eine Länge von 75 W auf. 52A, 52B, 52C und 52D strahlen alle von einer gemeinsamen Achse 52E aus. W ist die Weite der Öffnung in jedem Arm senkrecht zu der Richtung, in der sich dieser Arm erstreckt. Die Weite W beträgt 0,067 Millimeter (was 2,6 mils ist.)

Fig. 5D zeigt eine Spinndüse 53 mit Öffnungen 51A in den Bohrungen 51B für die Spinndüsenseite 54 aus Beispiel 3. In der Spinndüse 53 gibt es dreizehn Öffnungen 51A, die in drei Reihen ausgerichtet sind.

Fig. 6 ist eine Fotokopie einer mit einer Vergrößerung von 158 aufgenommenen Fotografie, die einen Querschnitt 60 einer Polymerfaser aus Beispiel 3 zeigt. Der Polymerquerschnitt 60 schließt die langen Arme 61A, 61C und die kurzen Arme 61B, 61D ein. Die Arme 61A, 61B, 61C und 61D bilden Kanäle 62A, 62B, 62C und 62D, die Kanalbreiten 63A, 63B, 63C und 63D aufweisen. Die Kanäle 62A, 62B, 62C und 62D ähneln einander im Wesentlichen, und zwar wegen ihrer Erzeugung aus der Spinndüse, die Öffnungen aufweist, die jeweils symmetrisch sind, wie in Fig. 5D dargestellt.

Fig. 7A zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Bohrung 70 für eine Öffnung der Spinndüse aus Beispiel 4, die in Fig. 7B dargestellt ist. Die Öffnung ist nicht dargestellt.

Fig. 7B zeigt die Bohrung 70 und die Öffnung 71 einer Spinndüse aus Beispiel 4. Fig. 7B zeigt auch die Arme 72A, 72B, 72C und 72D der Öffnung 71. Für die in Beispiel 4 verwendete Spinndüse beträgt die Länge 73 etwa 15,7 mm, die Länge 74 beträgt etwa 12,7 mm, die Länge 75 beträgt etwa 1,65 mm, die Länge 77 beträgt 20,3 mm, die Länge 76 beträgt 73,6 mm und die Länge 78 beträgt 1,65 mm. Die Arme 72A, 72B, 72C und 72D erstrecken sich alle von einer gemeinsamen Achse 72E aus, wie in Fig. 7C dargestellt. Außerdem fluchten die Arme 72A und 72C miteinander, die Arme 72B und 72D fluchten miteinander, und die Arme 72B und 72D sind senkrecht zu den Armen 72A und 72C.

Fig. 7C ist eine schematische Darstellung, die Abmessungen der Öffnung 71 veranschaulicht. Fig. 7C zeigt die Längen der Arme 72A, 72B, 72C und 72D als 183 W, 196 W, 40 W bzw. 80 W. W stellt die Weite von jedem der Arme der Öffnung 71 dar. Die Weite W in der Öffnung 71 beträgt 0,067 Millimeter (2,6 mils).

Fig. 7D zeigt die Spinndüse 80, die ein Muster 79 der Bohrungen 70 und der Öffnungen 71 aus Beispiel 4 aufweist. Es gibt elf Öffnungen 71 und eine Spinndüsenseite 80, und die Öffnungen 71 sind in der Spinndüse 80 in drei Reihen ausgerichtet, um das Muster 79 zu bilden.

Fig. 8 zeigt eine Fotokopie einer mit einer Vergrößerung von 158 aufgenommenen Fotografie eines Querschnitts 81 einer Faser aus Beispiel 4, die von der in Fig. 7A- 7D dargestellten Spinndüse gebildet worden ist. Der Querschnitt 81 schließt Polymerarme 82A, 82B, 82C und 82D ein. Die Polymerarme 82A-82D weisen jeweils distale Spitzen 83A-83D auf. Die Polymerarme 82A-82D begrenzen auch Kanäle 84A-84D, wie dargestellt. Die Länge zwischen den distalen Spitzen 83A und 83B definiert die Kanalbreite 85A des Kanals 84, die auch in Fig. 8 dargestellt ist. Die Kanalbreite 85B ist die Länge zwischen den distalen Spitzen 83B und 83C. Die Kanalbreite 85C ist die Länge zwischen den distalen Spitzen 83C und 83D. Die Kanalbreite 85D ist die Länge zwischen den distalen Spitzen 83D und 83A. Die Faser mit dem in Fig. 8 dargestellten Querschnitt 81 wird durch Extrusion aus einer Öffnung der in Fig. 7D dargestellten Spinndüsenseite 80 gebildet. Die Abweichung der Winkel zwischen den Polymerarmen 82A-82D für den Querschnitt 81 von rechten Winkeln wird durch den Extrusionsvorgang verursacht.

Fig. 9A zeigt eine Bohrung 90 der in Beispiel 5 verwendeten Spinndüse in einer teilweise geschnittenen Ansicht.

Fig. 9B zeigt eine Draufsicht auf die Bohrung 90 und eine Öffnung 91 der Spinndüse aus Beispiel 5. Die Öffnung 91 schließt die Arme 92A, 92B und 92C ein.

Fig. 9C ist eine schematische Darstellung, welche die relativen Abmessungen der Öffnung 91 der Spinndüse aus Beispiel 5 ausweist. Fig. 9C zeigt, dass die Arme 92A und 92C einen Winkel von 120º einschließen, und dass der Arm 92B mit jedem der Arme 92A und 92C einen Winkel von 60º einschließt. Außerdem zeigt Fig. 9, dass die Arme 92A und 92C Längen aufweisen, die das 100-fache ihrer Weiten W betragen, und dass der Arm 92B eine Länge aufweist, die das 30-fache seiner Weite W beträgt. Die Weite W in der Öffnung 91 beträgt 0,064 Millimeter.

Fig. 9D zeigt die in Beispiel 5 verwendete Spinndüse 95, welche die Seite 96 aufweist und zwanzig Bohrungen 90 in einem Muster von drei Reihen enthält. Die in Fig. 9D dargestellten zwanzig Öffnungen 91 sind so in drei Reihen ausgerichtet, dass Zentrumspunkte für die Öffnungen in jeder Reihe eine Linie definieren.

Fig. 10 ist eine Fotokopie einer mit einer Vergrößerung von 163 aufgenommenen Fotografie eines Polymerquerschnitts 100 einer Polymerfaser, die von der in den Fig. 9A-9D dargestellten Spinndüse 95 gebildet worden ist. Der Polymerquerschnitt 100 schließt Arme 101A, 101B und 101C ein. Die Arme 101A, 101B, 101C weisen distale Spitzen 102A, 102B bzw. 102C auf. Die Arme 101A und 101 B begrenzen einen Kanal 103, und die Arme 101 B und 101 C begrenzen einen Kanal 104. Die Länge zwischen der distalen Spitze 102A und 102B definiert die Kanalbreite 103A. Die Länge zwischen der distalen Spitze 102B und 102C definiert die Kanalbreite 104A.

Fig. 11A ist eine teilweise geschnittene Ansicht, welche die Bohrung 110 für eine Öffnung der in Beispiel 6 verwendeten Spindüse zeigt.

Fig. 11B zeigt eine Öffnung 111 in der Bohrung 110 und mit den Armen 112A, 112B und 112C.

Fig. 11 C ist eine schematische Darstellung, welche die Abmessung der Öffnung 111 der im Beispiel 6 verwendeten Spinndüse 118 zeigt. Fig. 11C zeigt, dass die Arme 112A, 112B, 112C alle von einer gemeinsamen Achse 112D ausstrahlen und unter Winkeln ausstrahlen, die im Abstand von 120º voneinander angeordnet sind. Fig. 11C zeigt auch, dass die Arme 112A, 112B und 112C Längen aufweisen, die das 150-fache ihrer Weite W betragen. Die Weite W in der Öffnung 111 beträgt 0,067 Millimeter.

Fig. 11 D zeigt eine im Beispiel 6 verwendete Spinndüse 118, welche die Bohrungen 110 und die Öffnungen 111 in dem Öffnungsmuster 117 aufweist. Die Öffnungen 111 in dem Muster 117 sind so in drei Reihen ausgerichtet, dass Mittelpunkte für Öffnungen in jeder Reihe eine Linie definieren.

Fig. 12 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 190 von einem Polymerquerschnitt 120 einer Faser aus Beispiel 6, die unter Verwendung der in den Fig. 11A-11D dargestellten Spinndüse 180 gebildet worden ist. Der Polymerquerschnitt 120 schließt die Arme 121A, 121B und 121C ein, die alle von einem Mittelpunkt ausstrahlen. Die Arme 121A, 121B und 121C weisen distale Spitzen 122A, 122B bzw. 122C auf. Die Arme 121A und 121B begrenzen einen Kanal 123. Die Arme 121B und 121C begrenzen den Kanal 124. Die Arme 121C und 121A begrenzen den Kanal 125. Die Länge zwischen den distalen Spitzen 122A und 122B definiert die Kanalbreite 123A des Kanals 123. Die Länge zwischen den distalen Spitzen 122B und 122C definiert die Kanalbreite 124B des Kanals 124. Die Länge zwischen den distalen Spitzen 122C und 122A definiert die Kanalbreite 125A des Kanals 125. Der Kanal 123 wird durch Arme begrenzt, die einen Winkel von weniger als 120º einschließen. Der Kanal 124 wird ebenfalls durch Arme begrenzt, die einen Winkel von weniger 120º einschließen. Der Kanal 125 wird durch Arme begrenzt, die einen Winkel von mehr als 120º einschließen.

Fig. 13A ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die eine Bohrung 130 der in Beispiel 7 verwendeten Spinndüse 137 zeigt.

Fig. 13B zeigt die Bohrung 130 und eine Öffnung 131 der in Beispiel 7 verwendeten Spinndüse 137 mit Arme 132A, 132B, 132C und 132D.

Fig. 13C ist eine schematische Darstellung, welche die Abmessungen der Öffnung 131 aus Beispiel 7 zeigt. Fig. 13C zeigt, dass die Arme 132A und 132B Längen aufweisen, die das 105-fache ihrer Weite W betragen, und dass die Arme 132C und 132D Längen aufweisen, die das 15-fache ihrer Weite W betragen. Zudem zeigt Fig. 13C, dass die Arme 132A und 132B zwischen sich einen Winkel von 75º einschließen. Die Weite W in der Öffnung 131 beträgt 0,084 Millimeter. Die Arme 132A, 132B, 132C und 132D strahlen alle von einer gemeinsamen Achse 132E aus.

Fig. 13D zeigt ein zehn Öffnungen 131 umfassendes Spinndüsenöffnungsmuster 136 in der Spinndüse 137. Die Öffnungen 131 in der Spinndüse 137 sind so ausgerichtet, dass sämtliche der Öffnungen 131 dieselbe Ausrichtung aufweisen und zwei Reihen von drei Öffnungen und eine Reihe von vier Öffnungen bilden.

Fig. 14 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 130 eines Polymerquerschnitts 140. Der Polymerquerschnitt 140 schließt die Arme 141A, 141B, 141C und 141D ein. Die Arme 141A, 141B, 141C und 141D weisen distale Spitzen 142A, 142B, 142C bzw. 142D auf. Die Arme 141A und 141B sind viel länger als die Arme 141C und 141D.

Die Arme 141A und 141B begrenzen einen Kanal 143. Die Arme 141B und 141C begrenzen einen Kanal 144. Die Arme 141C und 141D begrenzen einen Kanal 145. Die Arme 141D und 141A begrenzen einen Kanal 146. Die Breite 143A des Kanals 143 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 142A und 142B definiert. Die Breite 144A des Kanals 144 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 142B und 142C definiert. Die Breite 145A des Kanals 145 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 142C und 142D definiert. Die Breite 146A des Kanals 146 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 142D und 142A definiert.

Fig. 15A ist eine teilweise geschnittene Ansicht der in Beispiel 8 verwendeten Spinndüse 158, welche die Bohrung 150 zeigt.

Fig. 15B ist eine Draufsicht, welche eine Öffnung 151 in der Bohrung 150 und mit den Armen 152A, 152B und 152C zeigt.

Fig. 15C ist eine schematische Darstellung, welche die relativen Abmessungen der Öffnung 151 in der in Beispiel 8 verwendeten Spinndüse 158 ausweist. Fig. 15C zeigt, dass die Länge des Arms 152A das 100-fache seiner Weite W beträgt, die Länge des Arms 152B das 160-fache seiner Weite W beträgt, und dass die Länge des Arms 152C das 100-fache seiner Weite W beträgt. Zudem zeigt Fig. 15C, dass die Arme 152A und 152C mit dem Arm 152B jeweils einen Winkel von 80º einschließen. Die Weite W in der Öffnung 151 beträgt 0,084 Millimeter. Die Arme 152A, 152B und 152C strahlen alle von einer gemeinsamen Achse 152D aus.

Fig. 15D ist eine Draufsicht, welche die Spinndüse 158 mit dem Spinndüsenöffnungsmuster 157 mit zehn Öffnungen 151 zeigt. Sämtliche der Öffnungen 151 im Spinndüsenöffnungsmuster 157 sind in derselben Richtung ausgerichtet.

Fig. 16 ist eine Fotokopie einer mit einer Vergrößerung von etwa 230 aufgenommenen Fotografie eines Polymerquerschnitts 160 einer Faser aus Beispiel 8, die unter Verwendung der in den Fig. 15A-15D dargestellten Spinndüse gebildet worden ist. Der Polymerquerschnitt 160 schließt die Arme 161A, 161B und 161C ein. Die Arme 161A, 161B und 161C weisen jeweils distale Spitzen 162A, 162B und 162C auf. Die Arme 161A und 161B begrenzen den Kanal 163. Die Arme 161B und 161C begrenzen den Kanal 164. Die Arme 161C und 161A begrenzen den Kanal 165. Die Breite 163A des Kanals 163 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 162A und 162B definiert. Die Breite 164A des Kanals 164 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 162B und 162C definiert. Die Breite 165A des Kanals 165 ist durch die Länge zwischen den distalen Spitzen 162C und 162A definiert.

Fig. 17A ist eine teilweise geschnittene Ansicht der in Beispiel 9 verwendeten Spinndüse 181, welche die Bohrung 170 zeigt. Für die in Beispiel 9 verwendete Spinndüse 181 beträgt die Abmessung 171 1,3 mm und die Fase 172 beträgt 0,25 mm unter 45º.

Fig. 17B ist eine Draufsicht auf die Bohrung 170 und eine Öffnung 173 der Spinndüse 181, die verwendet wird, um die Fasern aus Beispiel 9 herzustellen. Die Öffnung 173 in der Bohrung 170 begrenzt einen gekrümmten Teil 174 und die Vorsprünge 175.

Fig. 17C zeigt, dass der Radius in der Mitte des gekrümmten Teils der Öffnung 173 etwa das 138-fache der Weite W des gekrümmten Teils der Öffnung beträgt. Fig. 17C zeigt, dass der Abstand von dem durch den gekrümmten Teil 173 definierten Mittelpunkt zu den distalen Spitzen 179 der Vorsprünge 175 etwa das 143-fache der Weite W des gekrümmten Teils 174 der Öffnung 173 beträgt. Zudem zeigt Fig. 17C auch, dass die Vorsprünge 179 in 5º-Abständen voneinander angeordnet sind. Die Weite W in der Öffnung 173 beträgt 0,067 Millimeter.

Fig. 17D ist eine Draufsicht, welche die im Beispiel 9 verwendete Spinndüse 181 und das Spinndüsenöffnungsmuster 180 zeigt. In dem Öffnungsmuster 180 gibt es zwölf Bohrungen 170 und Öffnungen 173. Die zwölf Öffnungen sind entlang von drei Reihen ausgerichtet. Die mittlere Reihe wird von sechs ausgerichteten Öffnungen gebildet. Die beiden äußeren Reihen werden von drei ausgerichteten Öffnungen gebildet.

Fig. 18 ist eine Fotokopie einer Fotografie mit einer Vergrößerung von etwa 87 von Polymerquerschnitten, die den Polymerquerschnitt 185 einschließen, der unter Verwendung der in den Fig. 17A-17D dargestellten Spinndüse gebildet worden ist. Der Polymerquerschnitt 185 weist keine ebene Wand auf. Jedoch weist der Polymerquerschnitt 185 einen Mittelteil 186 mit einer ersten Krümmung, Seitenteile 187 und 188 mit einer zweiten Krümmung, die größer als die erste Krümmung ist, sowie distale Spitzen 189 und 190 auf. In der Nähe der distalen Spitzen 189 und 190 gibt es Oberflächen 191 und 192, deren Tangenten die innere Oberfläche 193 schneiden. Die Oberflächen 191 und 192 liegen der inneren Oberfläche 193 gegenüber. Die innere Oberfläche 193 ist verhältnismäßig glatt, verglichen mit der relativ rauen äußeren Oberfläche 194. Die Rauheit der verhältnismäßig rauen Oberfläche 194 ergibt sich durch das Vorhandensein der Vorsprünge 175 in der Öffnung 173 während der Extrusion aus der Spinndüse 181 während des Spinnens der Faser aus Beispiel 9. Obwohl die Oberflächen 191 und 192 der inneren Oberfläche 193 in der Faser aus Beispiel 9 gegenüberliegen, ist diese Gegenüberstellung nicht notwendig. Das heißt, die äußeren Enden des Polymerquerschnitts 185 können so ausgerichtet sein, dass die Oberflächen 191 und 192 in der Nähe der distalen Spitzen 189 und 190 des Polymerquerschnitts keinen anderen Teilen des Querschnitts gegenüberliegen. Der Polymerquerschnitt 185 weist eine Form auf, die wie der Buchstabe "C" aussieht. Die Oberfläche 191 ist mit der inneren Oberfläche 193 fortlaufend, und die innere Oberfläche 193 ist mit der Oberfläche 192 fortlaufend. Die Oberflächen 191, 192 und 193 begrenzen den Kanal 195. Die Kanalbreite 195A des Kanals 195 ist als der Abstand zwischen den distalen Spitzen 189 und 190 des Polymerquerschnitts 185 definiert.

Fig. 19A zeigt die verallgemeinerte Version für den Polymerquerschnitt 200 einer Faser aus dem Vorhersagebeispiel 10. Fig. 19A umfasst den inneren Teil 201 des ersten Arms, den äußeren Teil 202 des ersten Arms, den inneren Teil 203 des zweiten Arms und den äußeren Teil 204 des zweiten Arms. Die Länge des inneren Teils des ersten Arms ist als L&sub2; dargestellt, die Länge des äußeren Teils des ersten Arms ist als L&sub1; dargestellt, die Länge des inneren Teils des zweiten Arms ist als L&sub3; dargestellt, und die Länge des äußeren Teils des zweiten Arms ist als L&sub4; dargestellt. Fig. 19A zeigt auch, dass die Breite von jedem der Armteile W beträgt, dass der von den Teilen 201, 203 des inneren Arms eingeschlossene Winkel θ&sub2; beträgt, dass der vom inneren Teil 201 des ersten Arms und vom inneren Teil 202 des zweiten Arms eingeschlossene Winkel θ&sub1; beträgt, und dass der vom inneren Teil 203 des zweiten Arms und vom äußeren Teil 204 des zweiten Arms eingeschlossene Winkel θ&sub3; beträgt. Die Armteile 201, 202, 203 und 204 begrenzen den Kanal 205. Die Breite des Kanals 205 an seiner Mündung ist in Fig. 19A als X&sub1; ausgewiesen.

Fig. 19B ist eine andere schematische Darstellung eines Polymerquerschnitts 200A einer Faser aus dem Vorhersagebeispiel 10, die andere Werte für die Parameter als die für den Querschnitt 205 in Fig. 19A dargestellten Parameter aufweist.

Fig. 19C zeigt eine Draufsicht auf eine Öffnung 206 einer Spinndüse, die verwendet werden kann, um die Polymerquerschnitte 200 und 200A herzustellen.

Für das Vorhersagebeispiel 10 liegen θ&sub1;, θ&sub2; und θ&sub3; vorzugsweise zwischen 110º und 140º. Vorzugsweise ist L&sub2;/W größer als oder gleich 5. Vorzugsweise ist L&sub3;/W größer als oder gleich 5. Vorzugsweise ist L&sub1;/W kleiner als oder gleich 10. Vorzugsweise ist L&sub4;/W kleiner als oder gleich 10. Vorzugsweise ist der Volumenfaktor der Polymerfaser mit dem Querschnitt 200 größer als oder gleich 4. Vorzugsweise ist die Breite W des Polymerquerschnitts 200 größer als oder gleich 3 Mikrometer und ist kleiner als oder gleich 15 Mikrometer. Vorzugsweise ist die Adhäsionsspannung von destilliertem Wasser auf der Oberfläche der Polymerfaser mit dem Querschnitt 200 aus dem Vorhersagebeispiel 10 größer als 25 dyn pro Zentimeter mit destilliertem Wasser.

Bevorzugter betragen die Winkel θ&sub1;, θ&sub2; und θ&sub3; sämtlich etwa 120º. Bevorzugter ist X&sub1; größer als oder gleich 250 Mikrometer und noch bevorzugter größer als 300 Mikrometer. Bevorzugter ist L&sub1; gleich groß wie L&sub3; und L&sub1; ist gleich groß wie L&sub4;.

Vorzugsweise sind θ&sub1; und θ&sub3; jeweils kleiner als die Größe von 180º minus eine Hälfte von θ&sub2;. Diese Beziehung sorgt dafür, dass die äußeren Arme 202 und 204 auf einander zu angewinkelt sind, so dass die Mündung des Kanals 205 schmaler ist als der breiteste Punkt des Querschnitts. Diese Verengung an der Mündung des Kanals verhindert ein deckungsgleiches Übereinanderlegen von benachbarten Fasern, bei der die Zwischenfaser-Kapillaren sehr viel kleiner sind als die Tiefe des Kanals 205.

Außerdem kann jeder der Armteile 201, 202, 203 und 204 Vorsprünge einschließen, die eine Breite von etwa W und eine Vorsprungslänge aufweisen, die sich nicht über mehr als 3 W erstreckt. Außerdem sollte das Verhältnis von L&sub2; zu L&sub3; zwischen 0,5 und 2,0 liegen. Außerdem sollte das Verhältnis von L&sub4; und L&sub1; zwischen 0,5 und 2,0 liegen.

Es wird angenommen, dass die vorangehenden Beziehungen zwischen den Winkeln θ&sub1;, θ&sub2; und θ&sub3;, den Längen L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; und L&sub4; und der Weite W, sowie die oben ausgewiesenen Absolutwerte für die Längen und Breiten Fasern liefern, die für neuartige große Werte für den maximalen möglichen Fluss für Bündel von Fasern sorgen.

Fig. 20 ist eine schematische Darstellung, welche die Abmessungen des Polymerquerschnitts 210 aus einem anderen Vorhersagebeispiel zeigt, das die verallgemeinerte Version des in Fig. 6 dargestellten Querschnitts für die Faser aus Beispiel 3 aufweist. Der Polymerquerschnitt 210 schließt die Arme 211A, 211B, 211C und 211D ein. Die Arme 211A, 211B, 211C und 211D weisen die distalen Spitzen 212A, 212B, 212C und 212D auf. Die Arme 211A, 211B, 211C, 211D begrenzen die Kanäle 213A, 213B, 213C und 213D. Die Länge der Arme 211A, 211B, 211C und 211D sind in Fig. 20 als L&sub2;, L&sub1;, L&sub4; bzw. L&sub3; dargestellt. Die Kanalbreite, die als die Breite zwischen den distalen Spitzen der den Kanal begrenzenden Wände definiert ist, sind in Fig. 20 als X&sub1; für den Kanal 213A, X&sub4; für den Kanal 213B, X&sub3; für den Kanal 213C und X&sub2; für den Kanal 213D dargestellt. Die Breite über den Polymerquerschnitt 210 hinweg ist als W definiert.

Vorzugsweise betragen für den Querschnitt 210 die Winkel θ&sub1;, θ&sub2;, θ&sub3; und θ&sub4; sämtlich ungefähr 90º. Vorzugsweise liegen alle vier Winkel zwischen 70º und 110º. Vorzugsweise sind die Verhältnisse der Längen L zur Breite W für L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; und L&sub4; größer als 5. Vorzugsweise ist mindestens eines der Verhältnisse zwischen den Längen L&sub1; und L&sub4; zur Breite W größer als 10. Vorzugsweise ist der Volumenfaktor der Faser mit dem Polymerquerschnitt 210 größer als 4,0. Vorzugsweise ist die Breite W größer als 3 Mikrometer und kleiner als oder gleich 15 Mikrometer. Vorzugsweise ist die Adhäsionsspannung mit destilliertem Wasser auf der Oberfläche der Faser mit dem Querschnitt 210 größer als 25 dyn pro Zentimeter.

Vorzugsweise ist die Kanalbreite X&sub1; größer als 250 Mikrometer und bevorzugter größer als etwa 300 Mikrometer. Vorzugsweise ist die Länge L&sub2; gleich der Länge L&sub3; und die Länge L&sub1; ist gleich der Länge L&sub4;.

Für den Querschnitt 210 sind die Winkel θ&sub1;, θ&sub2; vorzugsweise kleiner als die Größe, die durch 180º minus eine Hälfte des Winkels θ&sub2; definiert ist. Diese Beziehung zwischen θ&sub1; und θ&sub2; verhindert ein deckungsgleiches Übereinanderlegen, wodurch Kapillaren verhindert werden, die zu eng sind.

Zudem kann jeder der Arme 211A, 211B, 211C und 211D einen oder mehrere Vorsprünge entlang desselben aufweisen, wobei jeder der Vorsprünge eine Breite von ungefähr W besitzt und nicht mehr als etwa 3 W lang ist. Zudem sollte das Verhältnis der Länge L&sub4; zur Länge L&sub1; zwischen etwa 0,5 und etwa 2,0 liegen.

Fig. 21A zeigt die verallgemeinerte Version des Faserquerschnitts 220 aus dem Vorhersagebeispiel 11. Der Querschnitt 220 schließt die Arme 221A, 221B, 221C und 221D sowie die Basis 222 ein. Die Basis 222, der Arm 221A und der Arm 221B begrenzen den Kanal 223. Die Basis 222, der Arm 221C und der Arm 221D begrenzen den Kanal 224. Fig. 21A zeigt die Länge der Basis 222 als L&sub5; und die Länge der Arme 221A, 221B, 221C und 221D als L&sub3;, L&sub1;, L&sub2; bzw. L&sub4;. Fig. 21A zeigt die Winkel zwischen der Basis 222 und den Wänden 221A, 221B, 221C und 221D als θ&sub1;, θ&sub2;, θ&sub3; bzw. θ&sub4; und definiert die Breite der Faser als W.

Vorzugsweise sind die Winkel θ&sub1;, θ&sub2;, θ&sub3;, θ&sub4; größer als oder gleich 60º und kleiner als oder gleich 120º. Vorzugsweise sind die Verhältnisse der Längen von jeder der Wände L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, L&sub4; zur Länge der Basis L&sub5; kleiner als oder gleich 0,3. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Längen von jeder der Wände L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, L&sub4; zur Breite W größer als oder gleich 5. Vorzugsweise ist die Länge der Basis L5 zur Breite W gleich oder größer als 10. Vorzugsweise ist die Breite W kleiner als oder gleich 15 Mikrometer, bevorzugter kleiner als 10 Mikrometer und noch bevorzugter kleiner als 5 Mikrometer, jedoch breit genug, um den Querschnitten der Faser eine ausreichende Steifigkeit zu verleihen, so dass sich die Querschnitte der Faser nicht wesentlich verformen und die Kapillaren infolge der Kapillarkräfte, welche die Fasern zusammendrücken, nicht zusammenquetschen. Jedoch haben die dünnsten Strukturen, die unter Verwendung von Spinndüsen-Technologie des gegenwärtigen Standes der Technik und Extrusionsverfahren des gegenwärtigen Standes der Technik keine Anzeichen eines solchen Zusammenquetschens unter Kapillarkräften gezeigt. Die dünnsten Strukturen, die gefertigt werden können, weisen Breiten W von etwa 3 Mikrometern auf. Je dünner die Breite W ist, um so weniger Polymermaterial wird benötigt, um für die Verteilungsfunktion zu sorgen. Das Verhältnis von Polymermaterial wird im MPFB durch die Abhängigkeit des MPFB vom spezifischen Volumen repräsentiert.

Vorzugsweise ist die Adhäsionsspannung der Oberfläche der Faser mit destilliertem Wasser gleich oder größer als 25 dyn/cm.

Bevorzugter sind beide Kanalbreiten X&sub2; und X&sub1; gleich oder größer als 250 Mikrometer und sind bevorzugter gleich oder größer als 300 Mikrometer. Bevorzugter sind L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, L&sub4; sämtlich ungefähr gleich. Vorzugsweise ist jedes der Verhältnisse L&sub1;/L&sub2; und L&sub3;/L&sub4; gleich oder größer als 0,5 und kleiner als oder gleich 2,0. Jeder der Arme 221A-221D kann Vorsprünge von bis zu 3 W Länge aufweisen. Jeglicher derartige Vorsprung sollte zusammen mit jedem Arm der Faser vorzugsweise in ein 10 W breites Paar von parallelen Linien passen, die den Arm der Faser begrenzen, wie in Fig. 25 dargestellt.

Fig. 21B ist eine schematische Draufsicht auf die Form einer Spinndüsenöffnung 225, deren Verwendung zu einer Faser mit dem Querschnitt 226 führt.

Fig. 21C zeigt den Faserquerschnitt 226 aus dem Vorhersagebeispiel 11. Die Krümmung der äußeren Arme 227A, 227B, 227C und 227D weg von der Basis 228 ergibt sich aus den Oberflächenspannungen während des Extrusionsvorgangs.

Fig. 21D ist eine schematische Draufsicht, welche die Form einer Spinndüsenöffnung 229 zeigt, deren Verwendung zu einer Faser mit dem in Fig. 21A dargestellten Querschnitt 220 beträgt, wobei die θ-Winkel sämtlich 90º betragen.

Fig. 21E ist eine schematische Draufsicht, welche die Form der Spinndüsenöffnung 230 zeigt, deren Verwendung zu einer Faser mit dem in Fig. 21A dargestellten Querschnitt 220 führt, wobei die θ-Winkel sämtlich 90º betragen.

Fig. 21F ist eine schematische Draufsicht, welche die Form der Spinndüsenöffnung 231 zeigt, deren Verwendung zu einer Faser mit dem in Fig. 21A dargestellten Querschnitt 220 führt, wobei die θ-Winkel sämtlich 90º betragen.

Fig. 21G ist eine schematische Draufsicht, welche die Form der Spinndüsenöffnung 232 zeigt, deren Verwendung zu einer Faser mit dem in Fig. 21A dargestellten Querschnitt 220 führt, wobei die θ-Winkel sämtlich 90º betragen.

Fig. 22A ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts 240 einer Faser, welche die verallgemeinerte Version der Abmessungen von Querschnitten der Fasern aus Beispiel 5 zeigt. Der Querschnitt 240 schließt die Arme 241A, 241B und 241C ein, deren Längen L&sub1;, L&sub2; und L&sub3; in Fig. 22A dargestellt sind. Die Arme 241A und 241C weisen distale Enden auf, die den in Fig. 22A dargestellten Kanal 242 mit der Kanalbreite X&sub1; begrenzen. Die Arme 241A und 241B schließen den Winkel θ&sub1; ein und die Arme 241B und 241C schließen den Winkel θ&sub2; ein.

Die Fasern mit den Querschnitten 214 weisen vorzugsweise die Winkel θ&sub1; plus θ&sub2; auf, die größer als oder gleich 90º und kleiner als oder gleich 170º sind. Vorzugsweise ist das Verhältnis von jeder der Längen L&sub1; und L&sub2; zur Weite W gleich oder größer als 5, und mindestens eines dieser beiden Verhältnisse ist gleich oder größer als 10. Vorzugsweise ist mindestens eines der Verhältnisse von L&sub3;/L&sub1; und L&sub2;/L&sub1; gleich oder größer als 5. Vorzugsweise ist der Volumenfaktor der Faser gleich oder größer als 3,0. Bevorzugt ist die Breite W kleiner als oder gleich 15 Mikrometer, bevorzugter kleiner als 10 Mikrometer und noch bevorzugter kleiner als 5 Mikrometer, und die Adhäsionsspannung mit destilliertem Wasser ist gleich oder größer als 25 dyn/cm.

Zusätzliche Unterscheidungsmerkmale von Fasern, die durch den verallgemeinerten Querschnitt 240 aus Fig. 22A definiert sind, bestehen darin, dass X&sub1; größer ist als etwa 250 Mikrometer und bevorzugter größer als etwa 300 Mikrometer, dass die Summe von θ&sub1; plus θ&sub2; zwischen 100º und 140º liegt, dass θ&sub1; etwa gleich θ&sub2; ist, und dass das Verhältnis von L&sub2;/L&sub3; zwischen etwa 0,5 und 2,0 liegt.

Außerdem können die durch den verallgemeinerten Querschnitt in Fig. 22A definierten Fasern entlang ihrer Länge einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen. Jeder derartige Vorsprung kann ungefähr W breit und nicht mehr als 3 W lang sein. Weiter sollten die Arme mit dem Vorsprung in einen 10 W breiten Korridor passen, wie in Fig. 25 dargestellt.

Fig. 22B zeigt den Vorhersage-Faserquerschnitt 243, der sich wegen der Wirkungen der Oberflächenspannung auf das geschmolzene Polymer aus der Verwendung der in Fig. 22C dargestellten Spinndüsenöffnung 244 ergeben wird.

Fig. 22C zeigt die Spinndüsenöffnung 244.

Fig. 23 zeigt den verallgemeinerten Querschnitt 250 des Faserquerschnitts aus Beispiel 6.

Der in Fig. 23 dargestellte Querschnitt 250 schließt die Arme 251A, 251B und 251C ein. Die Arme 251A und 251B begrenzen den Kanal 252A. Die Arme 251B und 251C begrenzen den Kanal 252B. Die Arme 251C und 251A begrenzen den Kanal 252C. Die Breiten der Kanäle 252A, 252B und 252C sind als X&sub2;, X&sub3; bzw. X&sub1; dargestellt. Die Längen der Arme 251A, 251B und 251C sind als L&sub2;, L&sub3; bzw. L&sub1; dargestellt. Die Wände 251A und 251B schließen den Winkel θ&sub2; ein. Die Wände 251B und 251C schließen den Winkel θ&sub3; ein. Die Wände 251C und 251A schließen den Winkel θ&sub1; ein.

Bevorzugte Eigenschaften für den verallgemeinerten Querschnitt 250 bestehen darin, dass die Winkel θ&sub1;, θ&sub2; und θ&sub3; zwischen 110º und 130º liegen, dass die Verhältnisse für jedes von L&sub1;, L&sub2; und L&sub3; zur Breite W gleich oder größer als 5 sind, dass mindestens eines der Verhältnisse von L&sub2; und L&sub3; zur Breite W größer als 10 ist, dass der Volumenfaktor gleich oder größer als 4 ist, dass die Breite W kleiner als oder gleich 15 Mikrometer, bevorzugter kleiner als 10 Mikrometer und noch bevorzugter kleiner als 5 Mikrometer ist, und dass die Adhäsionsspannung der Oberfläche der Faser mit destilliertem Wasser gleich oder größer als 25 dyn pro Zentimeter ist.

Zusätzliche Unterscheidungsmerkmale der durch den verallgemeinerten Querschnitt 250 in Fig. 23 definierten Fasern bestehen darin, dass X&sub1; größer als etwa 250 Mikrometer und bevorzugter größer als etwa 300 Mikrometer ist, dass θ&sub1; und θ&sub2; und θ&sub3; jeweils ungefähr gleich 120º sind, und dass das Verhältnis von L&sub2; und L&sub3; größer als etwa 1/2 und kleiner als etwa 2 ist.

Außerdem können die durch den verallgemeinerten Querschnitt 250 in Fig. 23 definierten Fasern entlang ihrer Länge einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen. Jeder derartige Vorsprung kann ungefähr W breit und nicht mehr als 3 W lang sein. Weiter sollten jegliche derartigen Vorsprünge entlang der Arme der Faser in einem 10 W breiten Korridor entlang der Länge jedes Arms passen, wie in Fig. 25 dargestellt.

Fig. 24 zeigt eine verallgemeinerte Version 260 des Querschnitts der Fasern aus Beispiel 8. Der Querschnitt 260 schließt die Wände 261A, 261B und 261C ein, welche die dargestellten Längen L&sub2;, L&sub3; bzw. L&sub1; aufweisen. Die Wände 261A und 261B schließen den Winkel θ&sub2; ein. Die Wände 261B und 261C schließen den Winkel θ&sub1; ein. Die Wände 261C und 261A schließen den Winkel θ&sub3; ein. Die Wände 261A und 261B begrenzen den Kanal 262A. Die Wände 261B und 261C begrenzen den Kanal 262B.

Für den verallgemeinerten Querschnitt 260 liegen θ&sub1; und θ&sub2; vorzugsweise zwischen 80º und 100º und bevorzugter zwischen 85º und 100º. Vorzugsweise liegt θ&sub3; zwischen etwa 170º und 200º. Vorzugsweise sind die Verhältnisse von jeder der Längen L&sub1;, L&sub2; und L&sub3; zur Breite W größer als oder gleich 5 und bevorzugter ist mindestens eines dieser Verhältnisse auch größer als oder gleich 10. Weiter wird bevorzugt, dass der Volumenfaktor größer als etwa 3,0 ist, die Breite W zwischen etwa drei und etwa 15 Mikrometern liegt, und dass die Adhäsionsspannung der Oberfläche der Fasern mit destilliertem Wasser größer als etwa 25 dyn pro Zentimeter ist.

Zusätzliche Unterscheidungsmerkmale der durch den verallgemeinerten Querschnitt 260 definierten Fasern bestehen darin, dass X&sub1; und X&sub2; beide größer als etwa 250 Mikrometer und bevorzugter größer als etwa 300 Mikrometer sind, dass die Längen L&sub1;, L&sub2; und L&sub3; zueinander gleich sind, dass das Verhältnis der Länge L&sub1; zu L&sub2; zwischen etwa einer Hälfte und etwa zwei liegt, dass das Verhältnis der Länge L&sub3; zu L&sub2; zwischen etwa 0,02 und 10 liegt.

Außerdem können die durch den verallgemeinerten Querschnitt 260 definierten Fasern entlang ihrer Länge einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen. Jeder derartige Vorsprung kann ungefähr W breit und nicht mehr als 3 W lang sein. Weiter sollten die Arme mit den Vorsprüngen in einen 10 W breiten Korridor passen, wie in Fig. 25 dargestellt. Fig. 25 zeigt den verallgemeinerten Faserquerschnitt 270 und die 10 W breiten Korridore 271A, 271B und 271C. Der Querschnitt 270 schließt die Arme 272A, 272B und 272C ein. Weiter weisen die Arme 272B und 272C Vorsprünge 273 auf. Jeder der Arme 270A, 272B und 272C wird von einem 10 W breiten Korridor begrenzt, wobei W die Breite von jedem der Arme ist.

Fig. 25 zeigt jeden Arm einer Faser, die einschließlich ihrer Vorsprünge in einen 10 W breiten Korridor passt, wie durch die oben erörterten Kriterien für den verallgemeinerten Querschnitt gefordert. Alle drei der in Fig. 25 dargestellten Arme passen in das 10 W Breiten-Kriterium.

Die Fig. 26A-B veranschaulichen die Definition des Einzelfaser-Volumenfaktors.

Fig. 26A zeigt den Faserquerschnitt 280, der verwendet wird, um das Verfahren zur Bestimmung oder Ermittlung des Einzelfaser-Volumenfaktors zu definieren. Der Einzelfaser-Volumenfaktor ist definiert als die Querschnittsfläche der Kanäle dividiert durch die Querschnittsfläche der Faser.

Der Faserquerschnitt 280 weist die Breite W auf und schließt die Arme 282A, 282B und 282C ein, welche die distalen Spitzen 283A, 283B und 283C aufweisen. Die Arme 282A, 282B und 282C begrenzen die Kanalquerschnittsflächen 281A, 281B und 281C. Die Kanalquerschnittsflächen 281A, 281B und 281C werden von den geradlinigen Liniensegmenten, welche die distalen Spitzen der Arme berühren, und den Oberflächen der Arme begrenzt.

Eine Bestimmung, in beliebigen Einheiten, der Querschnittsfläche der Kanäle liefert eine Fläche von 225, und eine Bestimmung der Querschnittsfläche der Faser im Querschnitt 280 liefert eine Fläche von 60. Daher beträgt der Einzelfaser- Volumenfaktor für den Querschnitt 280 225/60 = 3,8.

Fig. 26B zeigt den Faserquerschnitt 290 und die Querschnittsfläche des Kanals 291 in Schraffur. Die Bestimmung, in beliebigen Einheiten, der Fläche des Querschnitts der Kanäle 291 und der Fläche des Querschnitts 290 der Faser liefert 225 und 44 in beliebigen Einheiten. Daher beträgt der Einzelfaser-Volumenfaktor für Fig. 26B 5,1.

Fig. 30A zeigt die Abmessungen der Öffnung 320 der im Vergleichsbeispiel 12 verwendeten Spinndüse 330. Die Öffnung 320 schließt die Arme 321A, 321B, 321C, 321D und die Basis 322 ein. Fig. 30A veranschaulicht die relativen Abmessungen, bei denen die Länge der Arme 321A das fünfzigfache der Weite W der Öffnung beträgt, und die Länge der Basis 322 das vierzigfache die Weite W der Öffnung beträgt. Die Weite W in der Öffnung 320 beträgt 0,100 Millimeter. Die Öffnung wurde unter Verwendung eines herkömmlichen YAG-Laser-Bearbeitungssystems geschnitten. Die Bearbeitung der Öffnungen der hier offenbarten Spinndüsen kann unter Verwendung von herkömmlichen Laser-Bearbeitungssystemen vollzogen werden.

Fig. 30B zeigt schematisch die im Vergleichsbeispiel 12 verwendete Spinndüse 330, wobei sie die Anordnung von Bohrungen 323 zeigt, die in der Spinndüse 330 in einem Abstand von 22,5º voneinander in einem kreisförmigen Muster angeordnet sind.

Fig. 31 zeigt vergrößerte Ansichten von Querschnitten 324 von Fasern aus dem Vergleichsbeispiel 12.

Fig. 32A ist eine geschnittene Seitenansicht einer Bohrung 331 der im Vergleichsbeispiel 13 verwendeten Spinndüse 340 mit einer Blinddicke 331A, die 1,27 mm beträgt.

Fig. 32B zeigt eine Öffnung 331 der Bohrung 332 der im Vergleichsbeispiel 13 verwendeten Spinndüse 340.

Fig. 32C ist eine vergrößerte Ansicht der Öffnung 332, welche die relativen Abmessungen der Öffnung 332 zeigt. Die Öffnung 332 weist eine Weite W und die Längen 333, 334, 335, 336, 337 und 338 auf, die 67 W, 33,5 W, 134 W, 67 W, 38,5 W bzw. 77 W betragen. Die Weite W in der Öffnung 332 beträgt 0,084 Millimeter.

Fig. 32D zeigt die Spinndüse 340 einschließlich der Anordnung der Bohrungen 331. Die siebenunddreißig Bohrungen 331 sind in sieben Reihen angeordnet.

Fig. 33 zeigt einen Querschnitt 341 einer Faser aus dem Vergleichsbeispiel 13. Der Querschnitt 341 schließt die Arme 342A, 342B, 342C und 342D sowie die Basis 343 ein. Aus der Mitte der Basis 343 stehen kleine Vorsprünge 344 über. Es gibt Vorsprünge 345, die weg von der Basis 344 und weg von der Oberfläche der Wände überstehen. Der Querschnitt 341 ist allgemein "H"-förmig und begrenzt zwei Kanäle.

Fig. 34 zeigt einen Querschnitt 345 einer Faser aus dem Vergleichsbeispiel 14. Die Form des Querschnitts 345 aus dem Vergleichsbeispiel 14 ähnelt der Form des Querschnitts 341 aus dem Vergleichsbeispiel 13.

Die Fig. 35-37C zeigen Querschnitte, die beim Definieren des Verfahrens zur Bestimmung der Kapillarkanalfläche für die Strömung für eine einzelne Faser verwendet werden. Die Kapillarkanalfläche für die Strömung ist eine Näherung der Querschnittsfläche entlang von der die Flüssigkeit strömt, basierend auf den Kräften auf die Flüssigkeit und der Geometrie der Fasern. Kapillarkanäle auf den Oberflächen von Fasern sind diejenigen Kanäle, wo Kapillarkräfte verglichen mit der Schwerkraft groß sind. Kanalbreitenabmessungen von weniger als etwa 250 Mikrometer sind erforderlich, damit Kapillarkräfte verglichen mit der Schwerkraft groß sind. Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Querschnittsgeometrien von Kanälen, welche im Wesentlichen parallelwandige Kanäle und im Wesentlichen "V"- förmige Kanäle sind.

Für sämtliche Kanäle, die an der Mündung des Kanals eine Kanalbreite von weniger als 150 Mikrometern aufweisen, wird eine gerade Linie gezeichnet, welche die Mündung des Kanals verschließt. Die eingeschlossene Kanalfläche wird als die Kapillarkanalfläche für die Strömung definiert. Die Fig. 35 und 37A veranschaulichen die Kapillarkanalfläche für die Strömung für Fasern, bei denen die Breiten der Kanäle kleiner als 150 Mikrometer sind. Die Fig. 36A-C, 37B und 37C veranschaulichen die Kapillarkanalfläche für die Strömung für verschiedene geformte Kanäle, die breiter als 150 Mikrometer sind. Die allgemeinen Prinzipien, betreffend die Fig. 35-37C, können verwendet werden, um die Kapillarkanalfläche für die Strömung für den Querschnitt eines beliebigen Kanals zu definieren. Im Allgemeinen sind sämtliche Oberflächen des Querschnitts, die einen Winkel von weniger als oder gleich 120º einschließen und die durch 150 Mikrometer lange Liniensegmente geschlossen werden können, geschlossen, und die Summe der Fläche des geschlossenen Teils ist als die Kapillarkanalfläche für die Strömung definiert. Ein Ausschluss von Flächen mit Oberflächen, die einen Winkel von mehr als 120º einschließen, schließt flache Bereiche aus, die keine Kanäle begrenzen, welche tief genug sind, um den Transport einer Flüssigkeit entlang der Faser wesentlich zu beeinflussen.

Fig. 35 zeigte einen Querschnitt 350 einer Faser, die Arme 351A-351G und eine Basis (ohne Nummer) einschließt. Die Arme 351A-351G bilden Kanäle 352A-352E. Die beiden Arme, die jeden der Kanäle 352A-352E begrenzen, liegen weniger als 150 Mikrometer auseinander. Die Kapillarkanalfläche für die Strömung für die Faser mit dem Querschnitt 350 ist durch die schraffierten Bereiche der Kanäle 352A-352E angezeigt. Die Kapillarkanalfläche für die Strömung ist die Fläche, die von den Wänden der Kanäle und einem geradlinigen Liniensegment begrenzt wird, das die distalen Spitzen der Wände der Kanäle verbindet.

Fig. 36A zeigt einen Querschnitt 360 einer Faser mit Armen 361 A-361F, die Kanäle 362A-362D begrenzen. Die Breiten der Kanäle 362A-362D sind größer als 150 Mikrometer. Die schraffierten Bereiche 363A und 363B definieren die Kapillarkanalfläche für die Strömung des Kanals 362A. Die schraffierten Bereiche 364A und 364B definieren die Kapillarkanalfläche für die Strömung des Kanals 362B. Die schraffierten Bereiche 365A und 365B definieren die Kapillarkanalfläche für die Strömung des Kanals 362C. Die schraffierten Bereiche 366A und 366B definieren die Kapillarkanalfläche für die Strömung des Kanals 362D. Die schraffierten Bereiche in Fig. 36A, welche die Kapillarkanalfläche für die Strömung in jedem der Kanäle anzeigen, werden von einem 150 Mikrometer langen Liniensegment begrenzt, das so angeordnet ist, dass (1) die Enden des Liniensegments die Oberfläche der Faser berühren, und so, dass (2) das Liniensegment senkrecht zu einer Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den Armen und der Basis ist, welche den Kanal begrenzen. Die in Fig. 36A dargestellten Kapillarkanalflächen für die Strömung werden von den einhundertfünfzig Mikrometer langen Liniensegmenten und der Oberfläche des Arms und der Oberfläche der Basis begrenzt.

Fig. 36B zeigt einen Armteil 367 eines Querschnitts einer Faser und einen Armteil 368 des Querschnitts der Faser. Die Armteile 367 und 368 bilden einen rechten Winkel. Fig. 36B zeigt eine Winkelhalbierende 369 des rechten Winkels und ein 150 Mikrometer langes Liniensegment 370. In Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Definieren der Kapillarkanalfläche für die Strömung ist das 150 Mikrometer lange Liniensegment 370 so angeordnet, dass das Liniensegment senkrecht zur Winkelhalbierenden 369 ist. Die Fläche 371 zwischen den Armteilen 367, 368 und dem Liniensegment 370 ist die Kapillarkanalfläche für die Strömung für den in Fig. 36B dargestellten Teil des Querschnitts der Faser.

Fig. 36C zeigt einen Teil eines Querschnitts einer Faser, der einen kurzen Armteil 372 einschließt, dessen Länge 50 Mikrometer beträgt, sowie einen langen Armteil 373, dessen Länge größer als 150 Mikrometer ist. Fig. 36C zeigt ein 150 Mikrometer langes Liniensegment 374, dessen eines Ende mit der distalen Spitze 375 des kurzen Armteils 372 in Kontakt ist und dessen anderes Ende mit dem langen Armteil 373 in Kontakt ist, um eine Kapillarkanalfläche für die Strömung 375 zu begrenzen. Der Liniensegment 374 ist zur Winkelhalbierenden 376 nicht senkrecht. Wenn ein Teil der Faser, der eine Wand eines Kanals bildet, so kurz ist, dass er eine 150 Mikrometer lange Linie, die senkrecht zur Winkelhalbierenden des Winkels zwischen der Wand und der Basis des Kanals ist, nicht berühren würde, platziert das Verfahren zum Bestimmen der Kapillarkanalfläche für die Strömung ein Ende des 150 Mikrometer langen Liniensegments an der distalen Spitze der kurzen Kanalwand und das andere Ende des Liniensegments entlang von der entgegengesetzten Wand des Kanals.

Fig. 37A zeigt einen Querschnitt 380 einer Faser mit "V"-förmigen Kanälen, bei dem die Wände der Kanäle einen Winkel von weniger als 120º einschließen, und die Breiten an den Mündungen der Kanäle kleiner als 150 Mikrometer sind. Die Kapillarkanalflächen für die Strömung 381A-381G sind jeweils als die Fläche zwischen zwei einander gegenüberliegenden Armen des Querschnitts 380, welche Wände eines Kanals bilden, und einem die distalen Spitzen der beiden Arme berührenden Liniensegment definiert. In jedem Fall ist das Liniensegment weniger als 150 Mikrometer lang.

Fig. 37B zeigt einen Querschnitt 390 einer Faser, die einen "V"-förmigen Kanal bildet und die Arme 391A und 391B einschließt. Die distalen Spitzen 392A und 392B der Arme 391A und 391B liegen mehr als 150 Mikrometer auseinander. Fig. 37B zeigt das 150 Mikrometer lange Liniensegment 393, das senkrecht zu der Winkelhalbierenden 394 des von den Armen 391A und 391B eingeschlossenen Winkels ist. Das Liniensegment ist so angeordnet, dass seine Enden die Wände des Kanals berühren. Die Kapillarkanalfläche für die Strömung 395 wird von dem 150 Mikrometer langen Liniensegment 393 und den Armen 391A und 391B begrenzt.

Fig. 37C zeigt einen Querschnitt 400 einer Faser, die eine verzerrte oder verformte "V"-Form bildet, welche den langen Arm 401 und den kurzen Arm 402 umfasst. Fig. 37C zeigt die Winkelhalbierende 403 des von den Armen 401 und 402 eingeschlossenen Winkels. Ein zur Winkelhalbierenden 403 senkrechtes 150 Mikrometer langes Liniensegment würde keine Enden aufweisen, die den kurzen Arm 402 und den langen Arm 401 berühren. Das 150 Mikrometer lange Liniensegment 404 wird so angeordnet, dass eines seiner Enden die distale Spitze 405 des kurzen Arms 402 berührt, und das andere Ende den langen Arm 401 berührt. Die Kapillarkanalfläche für die Strömung 406 wird vom Liniensegment 404, vom kurzen Arm 402 und demjenigen Teil des langen Arms 401 begrenzt, der den kurzen Arm und den Berührungspunkt am Abschnitt 404 verbindet.

Die Fig. 38A und 38B zeigen Querschnitte, die das Verfahren zum Definieren des Einzelfaser-Volumenfaktors (Volumenfaktor) veranschaulichen. Der Volumenfaktor ist definiert als die Summe der Querschnittsflächen der Freiräume dividiert durch die Querschnittsfläche der Faser.

Fig. 38A zeigt einen Querschnitt 410 einer Faser mit Armen 411A, 411B und 411C. Die Arme 411A, 411B und 411C weisen distale Spitzen 412A, 412B und 412C auf. Die von geraden Liniensegmenten zwischen den distalen Spitzen 412A, 412B und 412C und von den Armen 411A, 411B und 411C begrenzte Fläche bildet die freien Querschnittsflächen 413A, 413B und 413C. Für den in Fig. 38A dargestellten Querschnitt ist der Volumenfaktor gleich der Summe der freien Flächen (413A plus 413B plus 413C) dividiert durch die Fläche des Querschnitts 410 der Faser.

Fig. 38B zeigt einen Querschnitt 420 enthaltend die Arme 421A-421F und die Basis 422. Die Arme 421A-421F weisen distale Spitzen 421A-421F auf. Die Fläche, die von einer Linie begrenzt wird, welche die distalen Spitzen von zweien der Arme berührt und keinen anderen Teil des Querschnitts 420 berührt, bildet die freien Flächen 424A-C, 424E, 424F. Der Volumenfaktor des Querschnitts 420 ist die Summe der freien Flächen (424A plus 424B plus 424C plus 424E plus 424F) dividiert durch die Fläche des Querschnitts 420 der Faser. Für den in Fig. 38B dargestellten Querschnitt 420 ist der Volumenfaktor = [(Frei&sub1; + Frei&sub2; + Frei&sub3; + Frei&sub4; + Frei&sub5;) dividiert durch (Dunkle Fläche)], wobei die Begriffe Frei&sub1;, Frei&sub2;, Frei&sub3;, Frei&sub4; und Frei&sub5; in Fig. 38B dargestellt sind. Man bemerkt, dass der in Fig. 38B dargestellte Arm 421B keine separaten freien Flächen auf seinen beiden Seiten bildet, weil eine Linie, welche die distale Spitze 423B berührt und die distale Spitze von einem der benachbarten Arme 423A oder 423C berührt, auch zusätzliche Bereiche des Querschnitts 420 berühren würde.

Fig. 39 zeigt eine Metall- oder Kunststoff-Harfe 430, die durch Ränder 431A-431D begrenzt ist. Eine Faser mit einem Teil 432A auf der Vorderseite der Harfe und einem Teil 432B auf der Rückseite der Harfe ist um die Harfe herumgewickelt und am Knoten 433 an der Oberseite der Harfe verknotet. Zusätzliche Fasern (ohne Nummer) sind um die Harfe herumgewickelt, wie in Fig. 39 veranschaulicht. Die Länge der Harfe zwischen den Rändern 431B und 431D ist in Fig. 39 mit 25 Zentimetern dargestellt. Statt der einzelnen Faser 432A, 432B könnten ein oder mehrere Bündel von Fasern um die Harfe herumgewickelt werden. Für einzelne Fasern und Bündel von Fasern gilt dasselbe Vertikalanstiegs- Untersuchungsverfahren. Das Bündel von Fasern, das verwendet wird, ist typischerweise die Gesamtzahl von Fasern in dem Garnstrang, wie das Garn erzeugt wurde. Diese kann von 3 bis 100 oder mehr schwanken.

Das Vertikalanstiegs-Untersuchungsverfahren schließt ein, dass man einzelne Fasern oder Stränge nimmt und mehrere geschlossene Schleifen der Fasern oder Stränge um die Metall-/Kunststoff-Harfe 430 herumbindet, wie in Fig. 39 dargestellt.

Mit dem Labor bei ungefähr 70ºF (21,1ºC) und 65% relativer Luftfeuchtigkeit wird die Harfe in einen Becher gestellt, der Syltint® Red oder Rote Testlösung enthält. Die Höhe, bis zu der sich die Flüssigkeit nach 15 Minuten die Harfe hinauf über den Flüssigkeitsspiegel im Becher bewegt, wird bis auf die nächsten 0,1 cm genau aufgezeichnet. Typischerweise werden sechzehn Stränge oder Fasern auf der Harfe aufgewickelt, und es wird die mittlere oder durchschnittliche Höhe des Anstiegs der Flüssigkeit für die sechzehn Stränge bestimmt.

Strukturen des saugfähigen oder absorbierenden Produkts

Die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Strukturen als solche sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung, werden jedoch zum besseren Verständnis der beanspruchten saugfähigen oder absorbierenden Gegenstände beschrieben.

Die Fig. 40A-B, 41A-C, 43A-B, 44 und 47-50 zeigen die Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Strukturen und die Strukturen des saugfähigen oder absorbierenden Produkts der Erfindung.

Fig. 40A zeigt eine Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 440 mit einer Deckschicht 441, einer Flüssigkeits-Verteilungs-Struktur 442 und einer Durchflusswiderstandsschicht 443.

Fig. 40B zeigt bildlich die Verteilung der Flüssigkeit 446 aufgrund einer Flüssigkeitsbenässung 444, die das saugfähige Produkt 445 benässt. Die Flüssigkeit 446 der Benässung 444 durchquert die Deckschicht 441 und kommt mit der Flüssigkeits-Verteilungs-Struktur 442 in Kontakt. Die Flüssigkeits-Verteilungs- Struktur 442 verteilt die Flüssigkeit 446 parallel zur Deckschicht 441 und lässt die Flüssigkeit an einer Mehrzahl von verschiedenen Orten 448A-4481 über untere Flüssigkeitswiderstandsbereiche zum absorbierenden Kern 447 durch. Das saugfähige oder absorbierende Produkt 445 weist die Rückseitenschicht 449 auf.

Fig. 41A ist eine Oberseitenansicht einer Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Struktur 450 der vorliegenden Erfindung, welche die Benässung 444 und die Fasern 445A, 445B und 445C der Flüssigkeits-Verteilungs-Struktur zeigt. Die Fasern 445A, 445B und 445C sind in derselben Richtung ausgerichtet, um die Flüssigkeit vom Ort der Benässung 444 aus entlang der Achse der Bündel der Fasern zu transportieren, wie durch die Pfeile in Fig. 41A veranschaulicht ist.

Fig. 41B zeigt eine Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 460, bei der sich die Fasern 461A, 461B und 461C aus dem Bereich 462 der Flüssigkeitsbenässung 444 heraus auffächern, um die Flüssigkeit vom Ort der Benässung 444 aus entlang der aufgefächerten Bereiche 463 und 464 zu verteilen.

Fig. 41C zeigt die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 470, bei der sich die Fasern 471A, 471B und 471C aus dem Bereich 472, wo die Flüssigkeitsbenässung 444 stattfindet, heraus auffächern. Die Fasern der Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur 470 erstrecken sich von dem Bereich 472 aus in einem kreisförmigen Muster in radialer Richtung, um die Flüssigkeit in allen Richtungen radial nach außen zu verteilen.

Fig. 42A enthält eine Kurve, welche Anteile der Strömung über dem Ort der Strömung entlang der Hauptachse eines saugfähigen oder absorbierenden Produkts zeigen, sowie eine schematische Darstellung der Aufnahme/Verteilungs-Struktur, die den Ort der Benässung in der Deckschicht veranschaulicht. Fig. 42A zeigt, dass die Verteilung 480 der Flüssigkeit entlang der Deckschicht auf die Nähe des Ortes der Benässung auf der Decklage verteilt ist.

Fig. 42B enthält eine Kurve, welche die gleichförmige Verteilung der Flüssigkeit entlang der Hauptachse des saugfähigen oder absorbierenden Produkts durch die Flüssigkeitsdurchflusswiderstandsschicht (welche die dritte Schicht der Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur ist) zeigt. Fig. 42B zeigt, dass die Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur dahingehend wirkt, dass die ursprüngliche Flüssigkeitsverteilung 480 in die Verteilung 481 ausgebreitet wird.

Fig. 42C enthält eine Kurve, welche die Verteilung der Flüssigkeit durch die Flüssigkeitswiderstandsschicht 443 entlang der Hauptachse des saugfähigen oder absorbierenden Produkts für eine alternative Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Struktur 490 zeigt. Die Aufnahme/Verteilungs-Struktur 490 umfasst eine Deckschicht 441, eine Verteilungsschicht 442 und eine inhomogene Flüssigkeitsdurchflusswiderstandsschicht 443. Die inhomogene Widerstandsschicht 443 umfasst die Bereiche 443A und 443C mit geringem Widerstand und den Bereich 443B mit hohem Widerstand. Der Bereich 443B mit hohem Widerstand setzt der Flüssigkeitsströmung über diesen Bereich der Flüssigkeitswiderstandsschicht 443 einen größeren Widerstand entgegen als die Bereiche 443A und 443C mit geringem Widerstand. Das Vorhandensein des Bereichs 443 mit hohem Widerstand verringert die Strömung durch den Bereich 443 mit hohem Widerstand im Verhältnis zu den Bereichen 443A und 443C mit dem geringen Widerstand, was zu der Vertiefung 483 der Verteilung 482 im Bereich 443B mit dem hohen Widerstand führt.

Fig. 42D enthält eine Kurve, welche die Verteilung der Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsdurchflusswiderstandsschicht 443 über dem Ort entlang der Hauptachse des saugfähigen oder absorbierenden Produkts für die alternative Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur 500 zeigt. Die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Struktur 500 umfasst die durchlässigen Bereiche 443D und 443F und den undurchlässigen Bereich 443E. Der undurchlässige Bereich 443E verhindert jeglichen Durchlass der Flüssigkeit, was zu dem Anteil von null bei der Strömung durch die Schicht 443 mit hohem Widerstand im Bereich des im Verteilungsbereich 484 dargestellten undurchlässigen Bereichs 443E führt.

Fig. 43A zeigt ein saugfähiges oder absorbierendes Produkt 510, umfassend die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 511 und den absorbierenden Kern 512.

Fig. 43A veranschaulicht mit Pfeilspitzen, wo der Durchlass von Flüssigkeit aus der Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 511 zum absorbierenden Kern 512 stattfindet. Entlang des Randes des absorbierenden Kerns 512 in den Bereichen 514, 515 wird die Flüssigkeit direkt zum absorbierenden Kern 512 durchgelassen, nachdem sie von der Schicht 517 mit hohem Widerstand umgeleitet worden ist. Die Widerstandsschicht 517 verhindert im Wesentlichen oder ganz, dass die Flüssigkeit durch die Widerstandsschicht 517 hindurchtritt.

Fig. 43B zeigt ein saugfähiges oder absorbierendes Produkt 520, enthaltend eine Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 521 und einen absorbierenden Kern 522, bei dem die Schicht 523 mit hohem Widerstand der Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur 521 den absorbierenden Kern 522 über das ganze saugfähige oder absorbierende Produkt von der Flüssigkeitsverteilungsschicht 524 trennt.

Fig. 44A zeigt eine Draufsicht von oben auf ein saugfähiges oder absorbierendes Produkt 520, die einen Bereich 521 im saugfähigen oder absorbierenden Produkt anzeigt, der die in Fig. 448 dargestellte Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 523 enthält.

Fig. 44B zeigt die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 523, enthaltend die Deckschicht 524, die Flüssigkeits-Verteilungs-Struktur oder Schicht 525 und die Flüssigkeitswiderstandsschicht 526.

Die Flüssigkeits-Verteilungs-Struktur oder Schicht 525 besteht aus einer Mehrzahl miteinander ausgerichteter Fasern, die in Form einer Schicht ausgebreitet sind. Die Breite 527 der Verteilungsschicht 525 hängt vom gewünschten saugfähigen oder absorbierenden Produkt und von der vorgesehenen Benässung ab. Typischerweise wird die Breite 527 der Verteilungsschicht 525 in dem Bereich, wo die Benässung beabsichtigt ist, mindestens so breit wie die beabsichtigte Benässung sein, die gewöhnlich zwischen etwa 2 und 10 Zentimetern beträgt.

Fig. 45A ist eine Fotokopie einer Fotografie eines vergrößerten Querschnitts des Bündels 530 der in der Verteilungs-Struktur in Beispiel 15 verwendeten Fasern. Diese Fasern besitzen runde Querschnitte. Diese Fasern sind nicht die bevorzugten Fasern.

Fig. 45B zeigt eine Verteilung der Querschnitte von Fasern, die in der Verteilungs- Struktur in Beispiel 18 verwendet werden.

Fig. 45C zeigt den Querschnitt eines Bündels der in der Verteilungs-Struktur in Beispiel 20 verwendeten Fasern.

Fig. 45D zeigt den Querschnitt eines Bündels der in der Verteilungs-Struktur in Beispiel 19 verwendeten Fasern.

Fig. 46A zeigt den Querschnitt eines Bündels der in der Verteilungs-Struktur in Beispiel 21 verwendeten Fasern.

Fig. 46B zeigt den Querschnitt eines Bündels der in der Verteilungs-Struktur in Beispiel 22 verwendeten Fasern.

Fig. 47A zeigt eine Draufsicht von oben auf eine in Beispiel 28 verwendete Aufnahme/Verteilungsstruktur, die den in der Verteilungsschicht enthaltenen Bereich 530 einschließt. Der Bereich 530 weist eine Breite 531 von 2 Zentimetern und eine Länge 532 von 16 Zentimetern auf. Weiter zeigen unterbrochene Linien 533 und 534 die Länge eines 4 Zentimeter breiten Benässungsbereichs 535 an.

Fig. 47B zeigt einen Teil der in Beispiel 28 verwendeten Aufnahme/Verteilungs- Struktur 540, einschließlich die Verteilung der Faserbündelschicht 535, eine Deckschicht 536 und die Flüssigkeitswiderstandsschicht 537. Die Flüssigkeitswiderstandsschicht 537 enthält einen für Flüssigkeit undurchlässigen Teil 538. Bei der in Beispiel 28 verwendeten Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Struktur 540 sind die Deckschicht 536 und die Bodenschicht 537 aus Dri-weave® (einer perforierten Polyethylenfolie) gebildet und der undurchlässige Teil 538 ist aus einer für Flüssigkeit undurchlässigen Polymerfolie gebildet.

Fig. 48 ist eine schematische geschnittene Seitenansicht eines alternativen saugfähigen oder absorbierenden Produkts der Erfindung, die eine Flüssigkeitsbenässung 550, eine Decklage 551 unmittelbar über einer Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur 552 und die absorbierenden Kerne 553 und 554 zeigt. Benachbart zur Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 552 und auf jeder Seite derselben befinden sich absorbierende Kerne 553 und 554. Die Flüssigkeits- Aufnahme/Verteilungs-Struktur erstreckt sich bis zu den Bereichen 555 und 556, die sich unter den absorbierenden Kerne befinden. Flüssigkeitswiderstandsschichten 557 und 558, die sich mindestens teilweise zwischen den absorbierenden Kernen und den Flüssigkeitsverteilungsschichtquerschnitten 555 und 556 befinden, gestatten es, dass sich die Flüssigkeit in der Verteilungsschicht 552 so ausbreitet, dass die Flüssigkeit entlang von einer wesentlichen Länge der Unterseiten 559 und 560 der absorbierenden Kerne auf den absorbierenden Kern auftrifft. Zwischen der Durchflusswiderstandsschicht und dem absorbierenden Kern können sich Teile der Verteilungsschicht befinden, um die Verteilung der Flüssigkeit zu verbessern. So kann die Verteilungsschicht in zwei Schichten gespalten sein, und jede der beiden Schichten erstreckt sich unter einen anderen der beiden absorbierenden Kerne.

Die Verteilungsschicht kann aus einem schraubenförmig gekräuselten, spontan benetzbaren Faser-Towgarn oder den hier beschriebenen gebündelten Towgarnen gebildet sein, die an jedem Ende der Verteilungs-Struktur in zwei Teile unterteilt sind. Die zwei Teile sind durch die Flüssigkeitswiderstandsschichten 557, 558 getrennt, die aus dünner Kunststofffolie gebildet sein können. Diese Trennung von Teilen der Verteilungsschicht durch die Flüssigkeitswiderstandsschichten 557, 558 gestattet es, dass ein Teil der Flüssigkeit aus dem Benässungsbereich in der Nähe des Benässungsbereichs zum absorbierenden Material durchgelassen wird (Fasern auf der Oberseite der Flüssigkeitswiderstandsschichten 557, 558) und ein Teil davon zum Ende des Kissens transportiert wird (getragen von den Fasern auf der Unterseite der Flüssigkeitswiderstandsschichten 557, 558). Die Widerstandsschichten 557 und 558 könnten auch aus demselben Material wie demjenigen der Deckschicht (z. B. Dri-weave®) hergestellt werden und könnten sich über die gesamte Länge der absorbierenden Kerne 553 und 554 erstrecken.

Die Struktur aus Fig. 48 kann in einem beliebigen saugfähigen oder absorbierenden Gegenstand verwendet werden. Offensichtlich hängt die Größe der benötigten Stücke von dem Gegenstand der Wahl ab (d. h. Damenbinde oder Windel usw.). Das spezifische Volumen des spontan benetzbaren Towgarns im Benässungsbereich sollte zwischen 5 und 75 cm³/g liegen. Das Speichermaterial des absorbierenden Kerns ist Fluff-Zellstoff, obwohl Mischungen von Fluff-Zellstoff und SAP oder chemisch behandelter Zellulose ebenfalls verwendet werden können.

Fig. 49 zeigt eine andere alternative Ausführungsform des saugfähigen oder absorbierenden Produkts der vorliegenden Erfindung, bei dem unter jedem der absorbierenden Kerne drei Durchflusswiderstandsschichten vorhanden sind. Die Flüssigkeitswiderstandsschichten 557A, 557B und 557C erstrecken sich unter dem absorbierenden Kern über verschiedene Längen, um die Flüssigkeit gleichförmiger zur Unterseite 559 des absorbierenden Kerns 553 zu verteilen. Weiter kann die untere Flüssigkeitswiderstandsschicht 557C für Flüssigkeit undurchlässig sein, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus dem saugfähigen oder absorbierenden Produkt entweicht. Bedeutsam ist, dass sich die Verteilungs-Struktur des in Fig. 49 dargestellten saugfähigen oder absorbierenden Produkts in drei getrennte Schichten aufteilt, die durch die geschichteten Flüssigkeitswiderstandsschichten unter jedem absorbierenden Kern getrennt sind, um für eine gleichförmige Verteilung der Flüssigkeit zur Unterseite jedes absorbierenden Kerns zu sorgen.

Fig. 50 zeigt noch eine andere alternative Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs- Struktur 560, die einen Benässungsbereich 561 und eine Verteilungs-Struktur enthält, welche die Flüssigkeit weg vom Benässungsbereich 561 verteilt. Die Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur 560 enthält die Towgarne 562, 563, 564, die verschiedene Längen aufweisen. Die Towgarne 562 erstrecken sich aus dem Benässungsbereich 561 bis zu direkt über den Flüssigkeitsdurchflusswiderstandsschichten 565, 566 befindlichen Stellen. Die Towgarne 564 erstrecken sich im Wesentlichen nur über die Länge des Benässungsbereichs 561. Die Towgarne 563 erstrecken sich unter den Flüssigkeitsdurchflusswiderstandsschichten 561 und 565 und erstrecken sich über die Enden dieser Schichten hinaus. Die Towgarne mit unterschiedlicher Länge sind nützlich bei der Verteilung von Flüssigkeit in unterschiedliche Entfernungen weg vom Benässungsbereich 561, um die Verteilung der Flüssigkeit zum absorbierenden Kern (in Fig. 50 nicht dargestellt) gleichförmiger zu machen. Veränderungen können vorgenommen werden, indem man Stücke dünner Folie verwendet, die gebogen statt gerade sind. Die Krümmung der Folien kann den Zutritt zu verschiedenen Orten im absorbierenden Kernmaterial steuern.

Bei noch einer anderen Variation sind in der Verteilungs-Struktur drei Towgarne vorhanden, und das mittlere Towgarn kann ungefähr das dreifache der Größe der beiden anderen Towgarne aufweisen. Das größere mittlere Towgarn liefert einen erhöhten Teil in der Struktur, der für einen besseren anatomischen Sitz sorgt, wenn die Struktur in einer Damenbinde verwendet wird.

Fig. 51A ist eine schematische Draufsicht von oben auf einen saugfähigen oder absorbierenden Gegenstand aus dem Vorhersagebeispiel 29, welche die Deckschicht 571 des saugfähigen oder absorbierenden Gegenstandes 570 zeigt und den Ort der Verteilungsschicht 572, den Ort der Öffnung oder der Bereiche 573, 574 und 575 mit geringem Widerstand der Widerstandsschicht 577 (vgl. Fig. 51B) anzeigt und die Pfeile 576 enthält, die ein beabsichtigtes Flüssigkeitsströmungsmuster aus dem Bereich der Deckschicht 571 oberhalb der Öffnung 574 zeigen.

Fig. 51B ist eine teilweise geschnittene Ansicht des saugfähigen oder absorbierenden Gegenstandes 570, die den absorbierenden Kern 578 unterhalb der Widerstandsschicht 577 zeigt. Die Öffnungen 573 und 575 sind größer als die Öffnung 574. Der saugfähige oder absorbierende Gegenstand ist ausgelegt, um eine Flüssigkeitsbenässung oberhalb von der Öffnung 574 zu empfangen und die Flüssigkeit durch die drei Öffnungen 573, 574 und 575 gleichmäßig zum Kern zu verteilen. In der Widerstandsschicht 577 können zusätzliche Öffnungen vorgesehen sein, um für eine gleichförmigere Flüssigkeitsverteilung zum absorbierenden Kern 578 zu sorgen.

Beispiele 1-14: Fasern, Bündel und Spinndüsen Beispiel 1 (110/125/125 Y, PET, EGAN)

Beispiel 1 beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 10 einzelnen Fasern, von denen jede einen Y-förmigen Querschnitt mit drei gleichen Armen und eingeschlossenen Winkeln von 110º, 125º und 125º aufweist. Die resultierende Faser weist drei Kanäle auf, von denen zwei im Hinblick auf Breite und Fläche ungefähr gleich sind, wobei der dritte Kanal im Hinblick auf Breite und Fläche geringfügig kleiner ist.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer logarithmischen Viskositätszahl (Inherent Viscosity = IV) von 0,75 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Über die gesamte Beschreibung hinweg, werden sämtliche IV-Werte in einer 60/40-Gewichtsanteile-Lösung von Phenol/Tetrachlorethan bei 25ºC und einer Konzertration von etwa 0,5 Gramm Polymer in 100 ml des Lösungsmittels gemessen. Das Polymer wurde in einem Patterson Conaform Trockner bei 120ºC über einen Zeitraum von mindestens 8 Stunden auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als oder gleich 0,005 Gewichtsprozent getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung eines Egan- Extruders mit einer 38,1 mm(1,5 Inch)-Durchmesser-Schnecke mit einem Längen-zu- Durchmesser-Verhältnis von 28 : 1 extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I- 1195 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 10 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 1A-1C dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,69 besaß, wurde in einem Spinnschacht mit einem Querstrom-Luftabschrecksystem unter Verwendung von Raumtemperaturluft mit einer Geschwindigkeit von etwa 51,8 Meter/min versponnen. Die einzelnen Fasern besaßen durchschnittlich 123 dpf. Das Garn wurde mit 1000 Meter pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Unter Verwendung einer Keramik-Auftragswalze gerade unterhalb der Schachtaustrittsöffnung wurde ein Spinnschmiermittel in einer Menge von 0,77 Prozent auf die Faser aufgebracht. Das Schmiermittel ist eine Dispersion von 10 Gewichtsprozent Feststoffen in Wasser der folgenden Komponenten: 10 Gewichtsprozent Lösung von Poly[polyethylenglycol(1400)terephthalat], 44,1 Gewichtsprozent Polyethylenglycol(600)monolaurat (Oxyethylenfettsäureester)- Feststoffe und 1,8 Gewichtsprozent 4-Cetyl-4-ethylmorpholiniumethosulfat (quaternäres Alkylammoniumsalz eines anorganischen Esters)-Feststoffe.

Ein typischer Faserquerschnitt für eine Faser aus Beispiel 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Die verallgemeinerte Version der Form des Querschnitts ist in Fig. 23 dargestellt. Die Querschnittseigenschaften der Faser wurden unter Verwendung von mikroskopischen Aufnahmen der Faser und eines Standard-Bildanalyseverfahrens gemessen. Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften von Faserbündeln und einzelnen Fasern wurden unter Verwendung eines in Fig. 27 dargestellten speziellen Faserbenetzungsinstruments gemessen. Dieses Instrument ist mit einem Videokamerasystem ausgestattet, das die sich vorwärtsbewegende Flüssigkeits- /Luft-Grenzfläche verfolgen und die Anfangsbenetzungsgeschwindigkeit bestimmen kann. Das spezifische Garnvolumen wurde unter Verwendung eines früher beschriebenen Untersuchungsverfahrens gemessen. Der Einzelfaser-Volumenfaktor wurde gemäß dem oben beschriebenen Verfahren berechnet. Der maximale mögliche Fluss MPF&sub8; des 8-Faser-Bündels wird gemäß den in Verbindung mit Fig. 27 beschriebenen Verfahren berechnet. Das spezifische Kapillarvolumen (SCV), die spezifische Kapillaroberfläche (SCSA) und das Schlankheitsverhältnis einer einzelnen Faser werden gemäß den im U.S. Patent Nr. 5,200,248 beschriebenen Verfahren berechnet. Der maximale mögliche Fluss einer einzelnen Faser (MPFSF) wird gemäß den in Verbindung mit Fig. 27 beschriebenen Verfahren berechnet. Das mittlere oder durchschnittliche Denier pro Faden wurde aus der Laborfaser- Querschnittsfläche und der Polymerdichte bestimmt. Der "X"-Faktor wird gemäß dem in U.S. Patent Nr. 5,268,229 beschriebenen Verfahren berechnet.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Fig. 23 zeigt eine verallgemeinerte Version der Faserquerschnitte.

Beispiel 2 (KNOTIGES U, PET, HX)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nicht sehr brauchbar ist. Das Garn besteht aus 22 einzelnen Fasern, von denen jede einen "knotigen" rechteckigen U-förmigen Querschnitt aufweist. Die Basis des rechteckigen U ist länger als die beiden gleichen Arme, welche die Seiten des U bilden, und die Arme erstrecken sich unter eingeschlossenen Winkeln, die allgemein größer als 90º sind, aus der Basis. Die Faser weist einen einzigen großen Kanal auf.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,70 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde bei 270ºC durch einen Hills R + D Extruder (als HX bezeichnet) mit einer 25,4 mm(1 Inch)- Durchmesser-Schnecke mit einem Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis von 24 : 1 extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1111 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 22 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 3A-3C dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,63 besaß, wurde in einem Spinnschacht mit einem Querstrom-Luftabschrecksystem unter Verwendung von Raumtemperaturluft mit einer Geschwindigkeit von 12,8 Meter/min versponnen. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung einer Keramikandruckwalze gerade unter dem Schachtaustritt in einer Menge von 0,63 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten 96 dpf. Das Garn wurde mit 1000 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt. Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 4 dargestellt. Faserquerschnitts-Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs- Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Dieses Bündel ist kein guter Flüssigkeits-Beweger.

Beispiel 3 (PLUS, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 13 einzelnen Fasern, von denen jede einen plus-förmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus zwei entgegengesetzten Paaren von Armen, die vier eingeschlossene 90º-Winkel bilden. Jedes entgegengesetzte Paar von Armen ist von gleicher Länge, jedoch sind die beiden Paare von unterschiedlicher Länge. Die mittlere oder durchschnittliche Breite und Fläche der vier resultierenden Kanäle sind ungefähr gleich.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,76 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 280ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1199 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 13 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 5A-5D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,68 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug 36,6 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,99 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 138 dpf. Das Garn wurde mit 500 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 6 dargestellt. Die allgemeine Version dieser Form ist in Fig. 20 dargestellt. Faserquerschnitts-Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Fig. 20 zeigt eine verallgemeinerte Version dieses Querschnitts.

Beispiel 4 (SCHIEFES PLUS, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 11 einzelnen Fasern, von denen jede einen schiefen plusförmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus vier Armen von allgemein ungleicher Länge, die aufeinandertreffen und vier eingeschlossene Winkel von ungefähr 90º bilden. Dies führt zu vier Kanälen mit allgemein ungleichen Breiten und ungleichen Flächen.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,76 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 280ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1198 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 11 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 7A-7D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,67 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug 21,3 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,80 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 123 dpf. Das Garn wurde mit 700 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 8 dargestellt. Die allgemeine Form ist in Fig. 20 dargestellt. Faserquerschnitts-Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs- Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Beispiel 5 (ORIG. FLÜGEL, PP, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 20 einzelnen Fasern, von denen jede einen flügelförmigen Querschnitt aufweist, der von zwei Armen von gleicher Länge gebildet wird. Der kleinere eingeschlossene Winkel zwischen diesen Armen wird durch einen dritten kürzeren Arm zweigeteilt, was zu zwei Kanälen von ungefähr gleicher Größe und Fläche führt.

Polypropylen(PP)-Polymer mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit (Melt Flow Rate = MFR) von 18 Gramm Polymer pro 10 Minuten wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Die MFR-Bestimmung erfolgt durch ASTM- Untersuchungsverfahren D-1238 bei 230ºC unter Verwendung eines Düsen- Durchmessers von 2,095 mm und einer Länge von 8 mm. Das Polymer wurde durch eine mit I-1197 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 20 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 9A-9D dargestellt.

Die Faser wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 5,8 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 1,89 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 90,3 dpf. Das Garn wurde mit 250 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 10 dargestellt. Die allgemeine Form ist in den Fig. 22A, 22B und 24 dargestellt. Faserquerschnitts-Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Fig. 22 zeigt eine verallgemeinerte Version dieses Faserquerschnitts.

Beispiel 6 (AUSGEWOGENES Y, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Produktion eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 10 einzelnen Fasern, von denen jede einen allgemein symmetrischen Y-förmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus drei Armen mit allgemein derselben gleichen durchschnittlichen Länge, die aufeinandertreffen, um drei ungefähr gleiche eingeschlossene Winkel von 120º zu bilden. Dies führt zu drei Kanälen mit allgemein gleichen Breiten und gleichen Flächen.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,77 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders auf denselben Feuchtigkeitsgehalt wie in Beispiel 1 getrocknet. Das Polymer wurde durch eine mit I-1208 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 10 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 11A-11D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,75 besaß, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 16,8 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,36 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten 77 dpf. Das Garn wurde mit 1000 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 12 dargestellt. Faserquerschnitts- Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Fig. 23 zeigt eine verallgemeinerte Version des Faserquerschnitts.

Beispiel 7 (GEKREUZTES V, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 10 einzelnen Fasern, von denen jede einen V-förmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus zwei langen Armen von allgemein gleicher Länge, die sich kreuzen, um einen großen dominanten Kanal, zwei zusätzliche mäßig große Kanäle von allgemein gleicher Fläche und Breite, die zum großen dominanten Kanal benachbart sind, sowie einen zum großen dominanten Kanal entgegengesetzten kleinen Kanal zu bilden. Die eingeschlossenen Winkel des großen dominanten Kanals und des kleinsten Kanals sind ungefähr gleich, und die eingeschlossenen Winkel der beiden zum größten Kanal benachbarten Kanäle sind ungefähr gleich.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,77 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 281ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1206 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 10 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 13A-13D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,75 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 16,8 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,76 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 169 dpf. Das Garn wurde mit 450 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 14 dargestellt. Faserquerschnitts- Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Beispiel 8 (T, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 10 einzelnen Fasern, von denen jede einen T-förmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus zwei Armen von allgemein gleicher Länge, die den Querbalken oder Kopf des T bilden, und einem dritten längeren Arm, der den langen Teil oder Körperteil des T bildet. Die beiden Arme, welche den Kopf des T bilden, sind von allgemein derselben Länge. Die beiden eingeschlossenen Winkel zwischen dem Körper des T und den Armen, die den Kopf des T bilden, sind ungefähr gleich und sind allgemein etwas größer als 90º, was zu einem großen eingeschlossenen Winkel zwischen den Armen führt, die den Kopf des T bilden. Dies führt zur Bildung von zwei Kanälen mit relativ großen Breiten und Flächen und einem dritten Kanal mit einer relativ großen Kanalbreite, jedoch beträchtlich kleinerer Fläche.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,77 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 280ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1205 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 10 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 15A-15D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,75 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 16,8 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,73 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 160 dpf. Das Garn wurde mit 500 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 16 dargestellt. Faserquerschnitts- Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Fig. 24 zeigt eine verallgemeinerte Version dieses Faserquerschnitts.

Beispiel 9 (C, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 11 einzelnen Fasern, von denen jede einen C-förmigen Querschnitt aufweist. Dies führt dazu, dass von der C-Form ein größerer Kanal gebildet wird.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,77 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 283ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1200 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 11 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 17A-17D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,75 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 16,7 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,61 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 156 dpf. Das Garn wurde mit 500 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 18 dargestellt. Faserquerschnitts- Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Beispiel 10

Dieses Beispiel betrifft die in den Fig. 19A-19C beschriebenen Fasern. Diese Fasern/Bündel können auf der in Beispiel 1 beschriebenen Ausrüstung und unter ähnlichen Spinnbedingungen hergestellt werden. Bündel dieser Fasern verhalten sich ähnlich wie diejenigen, die in den anderen Beispielen dargestellt sind.

Querschnitte der in Fig. 19A dargestellten Art können schwierig herzustellen sein, weil die Oberflächenspannung der Schmelze dazu führt, dass unausgewogene Kreuzungen begradigt werden.

Um zum Beispiel die Flachkanal-Polymerstruktur mit dem in Fig. 19B dargestellten Querschnitt herzustellen, ist die in Fig. 19C dargestellte Steilkanal- Spinndüsenöffnung erforderlich.

Die erforderliche spezifische Form hängt vom Polymer, das extrudiert wird, den Extrusionsbedingungen und den Abschreckbedingungen ab. Somit ist ein empirischpraktisches Ermittlungsverfahren erforderlich, um die genaue benötigte Spinndüsenöffnungsform anzugeben

Dies gilt auch für die Fasern mit den in Fig. 22A-22B dargestellten Formen, die eine Spinndüse mit der in Fig. 22C dargestellten Öffnung erforderlich machen.

Beispiel 11

Dieses Beispiel offenbart Fasern von der in Fig. 21A dargestellten Art. Diese Fasern/Bündel können auf der in Beispiel 1 beschriebenen Ausrüstung und unter ähnlichen Spinnbedingungen hergestellt werden. Bündel dieser Fasern verhalten sich ähnlich wie diejenigen, die in den anderen Beispielen dargestellt sind.

Es ist überraschend schwierig, diese Arten von Fasern herzustellen, ohne dass man wegen der Oberflächenspannung des geschmolzenen Polymers eine ausgeprägte Locke in den Seiten des "H" hat, wie in Fig. 21C dargestellt.

Diese Fasern weisen verglichen mit Fasern mit geraden vertikalen Armen ein geringeres spezifisches Volumen auf. Diese Krümmung wird durch die massive Verkürzung des "Balkens" des "H" aufgrund von Oberflächenspannung verursacht. Diese "Verkürzung" zieht während des Abschreckens an der Mitte der vertikalen Wände und erzeugt dadurch den "C"-förmigen Vertikalbalken. Diese Bedingung wird korrigiert, indem man eine Spinndüse konstruiert, welche die in den Fig. 21D- 21G dargestellten Öffnungen aufweist.

Offensichtlich hängt das erforderliche Maß der Korrektur (d. h. Biegung in den Armen der Spinndüse) von der spezifischen Formgebung, die verwendet wird, und der Größe und den Spinnbedingungen der gewünschten Faser ab. Daher sind einige empirisch-praktische Ermittlungsverfahren erforderlich.

Bündel dieser Fasern verhalten sich ähnlich wie diejenigen in den anderen Beispielen.

Vergleichsbeispiel 12 (H, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 16 einzelnen Fasern, von denen jede einen "H"-förmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus vier Armen von allgemein gleicher Länge und einem Querbalken, der die Arme verbindet, um das H zu bilden. Die vier Arme vereinigen sich mit dem Querbalken, um zwei größere Kanäle zu bilden, die allgemein rechteckig geformt sind und die im Hinblick auf Fläche und Kanalbreite ungefähr gleich sind. Jeder der Kanäle enthält zwei eingeschlossene Winkel, die jeweils ungefähr 90º betragen.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,89 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 296ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1011 nummerierte Spinndüse versponnen, enthaltend 16 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in den Fig. 30A-30D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,68 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 33,6 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 0,82 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 44,8 dpf. Das Garn wurde mit 500 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 31 dargestellt. Faserquerschnitts- Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Man bemerke, dass Bündel dieser Faser unsere Einschränkung, dass 0,14 cm³/(den·h) im 8-Faser-MPFB-Versuch überschritten werden, nicht erfüllen, obwohl die einzelnen Fasern ausgezeichnete Benetzer sind.

Vergleichsbeispiel 13 (H, PET, EGAN)

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eine unverstreckten Endlosfasergarns, das in Bündelstrukturen für einen verbesserten Transport von Flüssigkeiten nützlich ist. Das Garn besteht aus 32 einzelnen Fasern, von denen jede einen H-förmigen Querschnitt aufweist, bestehend aus vier Armen von allgemein gleicher Länge und einem Querbalken, der die Arme verbindet, um das H zu bilden. Die vier Arme vereinigen sich mit dem Querbalken, um zwei größere Kanäle zu bilden, die allgemein rechteckig geformt sind und die im Hinblick auf Fläche und Kanalbreite ungefähr gleich sind. Jeder der Kanäle enthält zwei eingeschlossene Winkel, die jeweils ungefähr 90º betragen.

Polyethylenterephthalat(PET)-Polymer mit einer IV von 0,76 und enthaltend 0,2 Prozent Titandioxid (TiO&sub2;) wurde bei der Herstellung dieses Garns verwendet. Das Polymer wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 auf denselben Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Das Polymer wurde unter Verwendung desselben Extruders wie in Beispiel 1 bei 283ºC extrudiert. Das Polymer wurde durch eine mit I-1148 nummerierte ovale Spinndüse versponnen, enthaltend 32 einzelne Öffnungen. Die Einzelheiten jeder Öffnung und das allgemeine Layout der Spinndüsenöffnungen sind in Fig. 32D dargestellt.

Die Faser, die eine IV von 0,63 aufwies, wurde im selben Spinnschacht wie in Beispiel 1 versponnen. Die Querstrom-Abschreckgeschwindigkeit betrug etwa 42,7 Meter/min. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde unter Verwendung derselben Ausrüstung wie in Beispiel 1 in einer Menge von 1,02 Prozent auf die Faser aufgebracht. Die einzelnen Fasern hatten durchschnittlich 31,6 dpf. Das Garn wurde mit 1000 Metern pro Minute auf eine Leesona-Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Ein typischer Faserquerschnitt ist in Fig. 33 dargestellt. Faserquerschnitts- Eigenschaften und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften für einzelne Fasern und 8-Faser-Faserbündel wurden unter Verwendung derselben Verfahren gemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind wie folgt:

Man bemerke, dass Bündel dieser ausgezeichnet benetzenden einzelnen Faser die Einschränkung, dass MPFB 0,14 cm³/(den·h) übersteigt, nur geringfügig überschreitet. Dies ist sehr überraschend

Vergleichsbeispiel 14 (H, PET, EGAN)

Die verwendete Spinndüse war I-1148 mit 32 Öffnungen (vgl. Fig. 32) und das Spinnsystem war dasselbe wie in Beispiel 1. Das Polymer war halbstumpfes PET mit einer IV von 0,778. Die Spinngeschwindigkeit betrug 1500 Meter/min. mit einer Abschreckluftströmung von ungefähr 43 Metern/min. bei einer Schmelze-Temperatur von etwa 285ºC. Das Spinnschmiermittel aus Beispiel 1 wurde in einer Menge von ungefähr 1,1% aufgebracht.

Die Faser- und Flüssigkeitsbewegungs-Eigenschaften sind unten dargestellt:

Diese spezielle Probe stellt ungefähr die beste Einzelfaser-Benetzung "H" dar, die bisher hergestellt wurde. Jedoch, und sehr überraschend, übersteigt die Bündel- Leistungsfähigkeit 0,14 cm³/((den·h)) um nur 35%, und das MPFB/MPFSF-Verhältnis beträgt nur 1,90. Dies im Vergleich zum Beispiel 6, das die Einschränkung von 0,14 cm³/(den·h) um 157% übersteigt und ein MPFB/MPFSF-Verhältnis von 14,7 aufweist. Es wird deutlich, dass Bündel mit besserer Leistungsfähigkeit aus Einzelfasern mit schlechterer Leistungsfähigkeit hergestellt werden können.

Basierend auf den Figuren mit den Querschnitten aus den Beispielen und den Vergrößerungen dieser Figuren wurden die Längen und Breiten der Arme der Querschnitte gemessen.

Die Arme des Querschnitts der Fasern aus Beispiel 1 weisen Längen zwischen etwa 280 und 360 Mikrometern und ein Längen-zu-Breiten-Verhältnis (L/W) im Bereich zwischen 22 und 27 für die Breite der Arme etwa halbwegs entlang der Arme auf.

Für Beispiel 3 liegen die Armlängen zwischen etwa 120 und 380 Mikrometern und L/W liegt zwischen etwa 10 und 28.

Für Beispiel 4 liegen die Armlängen zwischen etwa 100 und 400 Mikrometern und L/W liegt zwischen etwa 5 und 31.

Für Beispiel 5 liegen die Armlängen zwischen etwa 60 und 460 Mikrometern und L/W liegt zwischen etwa 6 und 35.

Für Beispiel 6 liegen die Armlängen zwischen etwa 200 und 250 Mikrometern und L/W liegt zwischen etwa 22 und 25.

Für Beispiel 7 liegen die Armlängen zwischen etwa 40 und 700 Mikrometern und L/W liegt zwischen etwa 3 und 35.

Für Beispiel 9 liegt die Länge des "C"-förmigen Querschnitts zwischen etwa 800 und 900 Mikrometern, und UW für den Querschnitt liegt zwischen etwa 40 und 60.

Für die Beispiele 1-8 sind die Breiten der Arme an ihren Mittelpunkten kleiner als 20 Mikrometer und größer als 5 Mikrometer.

Für Beispiel 9 ist die Breite des Querschnitts in der Mitte der "C"-Form kleiner als 40 Mikrometer.

Die Fasern aus den Beispielen 3 und 7 weisen zwei relativ kurze Arme und zwei relativ lange Arme auf. Die beiden relativ langen Arme der Faser aus Beispiel 7 bilden einen Winkel von etwa 120º. Die Arme der Faser aus Beispiel 3 bilden Winkel von etwa 90º. Die Faser aus Beispiel 5 weist einen relativ kurzen Arm und zwei relativ lange Arme auf. Für Beispiel 5 bilden die beiden relativ langen Arme einen Winkel von etwa 180º, und jeder relativ lange Arm bildet mit dem relativ kurzen Arm einen Winkel von etwa 90º.

Die Eigenschaften der Beispiele 1-14 sind in den Tabellen Nr. IA-ID zusammengefasst.

Tabelle IA
Tabelle IB
Tabelle IC

* Alle Bündel-MPF-Werte für ein (Acht)-Faser-Bündel

Tabelle ID

Beispiele: Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Strukturen Beispiele 15-22

In jedem der Beispiele 15-22 wurden ungefähr 25 Milliliter (ml) einer Textilfarbe mit etwa 3 ml/s auf die Mitte der Struktur gegossen. Eine 25/50-mm dicke Schicht aus Zellulose Fluff-Zellstoff wurde unter die Durchflusswiderstandsschicht gelegt, um die Benässung aufzufangen. Wie in Tabelle II dargestellt, waren die "besten" Flüssigkeitsverteiler der untersuchten Fasern im Sinne einer gleichförmigen Verteilung der Flüssigkeit über die Länge des Zellstoffs deutlich diejenigen Bündel, die spontan benetzbare Fasern enthielten. Hier beschriebene Bündel von Fasern der Erfindung zeigen mindestens ein ebenso gutes Verhalten.

Tabelle II zeigt auch die tatsächlichen Messwerte des maximalen "Pumpvermögens" der jeweiligen Bündel, wie durch MPFB in cm³/((den·h)) gekennzeichnet. Das spezifische Volumen wurde mit dem im U.S. Patent Nr. 4,245,001 offenbarten Verfahren gemessen, was dasselbe ist, wie das im U.S. Patent Nr. 4,829,761 offenbarte Verfahren. Der MPFB nahm von 0,002 (cm³/(den·h) für die Fasern mit rundem Querschnitt dramatisch auf 0,171 cm³/((den·h)) für die spontan benetzbaren Fasern zu.

Die Querschnitte der Fasern des in den Beispielen 21 und 22 verwendeten Bündels sind in den Fig. 46A-B dargestellt. In den Beispielen 15-22 wurde eine unter dem Markennamen Dri-Weave® vertriebene perforierte Polyethylenfolie als Deckschicht und Durchflusswiderstandsschicht verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass Bündel der Fasern aus den Beispielen 1-9, die in dem für Beispiel 15-22 erörterten saugfähigen oder absorbierenden Gegenstand die Verteilungsschicht bilden, dahingehend wirken, die Flüssigkeit ziemlich gleichförmig entlang der Länge des saugfähigen oder absorbierenden Gegenstandes zu verteilen.

Die Eigenschaften der Beispiele 15-22 sind in Tabelle II zusammengefasst.

Tabelle II

* Beispiele 1-15 wiesen ~ 0.5% des Spinnschmiermittels aus Beispiel 1 als Oberflächenbeschichtung auf.

Beispiel 19 wies ~ 0,5% eines Schmiermittels auf Mineralölbasis als Oberflächenbeschichtung auf.

Beispiel 20 wies ~ 1,0% eines Spinnschmiermittels umfassend 49 Gew.-% Feststoffe Polyethylenglykol (400)monolaurat und 2 Gew.-% Feststoffe 4-Ocetyl-4-ethyl-morpholiniumethesulfat auf.

** Maximaler möglicher Fluss (MPFB)(cm³/(den·h) = Vo&sub8;·8·10&supmin;&sup4;·SV·(1-0,7576/SV)

Beispiel 23

Beispiel 23 war eine Wiederholung der in den Beispielen 15-22 durchgeführten Untersuchung, außer dass die Decklage und die Durchflusswiderstandsschicht ein aufkalandrierter Standard-Polypropylenyliesstoff waren. Bei der Verwendung des aufkalandrierten Standard-Polypropylenyliesstoffs als Decklage und als Durchflusswiderstandsschicht wurden im Wesentlichen dieselben Ergebnisse erzielt, wie dort, wo die perforierte Polyethylenfolie verwendet wurde.

Beispiel 24

Beispiel 24 war ebenfalls eine Wiederholung der Beispiele 15-22, außer dass für die Decklage und Durchflusswiderstandsschicht eine von Mölnlycke erhältliche Decklage (d. h. eine andere Polymerfolie) verwendet wurde. Wieder wurden ähnliche Ergebnisse erhalten, wie in den Beispielen 15-22.

Beispiel 25

Beispiel 25 war eine Wiederholung des Beispiels 19, außer dass die Durchflusswiderstandsschicht die in Beispiel 24 verwendete Polymerfolie war. Das Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungssystem aus Beispiel 25 verstärkte die Verteilung der Flüssigkeit in Richtung des äußeren Drittel-Radius der Struktur.

Beispiel 26

Beispiel 26 ist ein Vergleich der Leistungsfähigkeit von hydrophilen Oberflächen gegenüber nicht-hydrophilen Oberflächen. Die Aufnahme/Verteilung einer reinen (d. h. unbeschichteten) Dri-Weave®-Decklage und einer reinen Dri-Weave®- Durchflusswiderstandsschicht wurden mit der Aufnahme/Verteilungs-Struktur verglichen, in der die Dri-Weaves mit einer sehr geringen Menge des von Lonza Inc., Fairlawn, NJ erhältlichen hydrophilen Oberflächenschmiermittels Pegasperse 200 beschichtet waren. Die Struktur mit dem Pegasperse 200 war in ihrem Verteilungsvermögen deutlich besser als die Struktur mit den reinen Oberflächen.

Beispiel 27

Beispiel 27 betraf eine Struktur mit Dri-Weave® als Deckschicht und als Durchflusswiderstandsschicht, und die Verteilungsschicht war ein durch Wärme aufgeschweißter (85% Faser/15% Bindemittelpulver) 4DG-Vliesstoff. 4DG ist der Querschnitt der Fasern des Bündels aus Beispiel 22, und diese sind in Fig. 46B dargestellt. Das 95,7 g/Meter²-Vlies wurde ausgerichtet, wobei die Verarbeitungsrichtung des Vlieses zur Hauptachse der Struktur parallel war. Dieses System verteilte die Flüssigkeit, war jedoch nicht so wirkungsvoll wie die in Beispiel 19-22 verwendete Struktur.

Beispiel 28

Die in Beispiel 28 verwendete Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur ist in den Fig. 47A-B dargestellt. Man beachte den 4 cm breiten Teil in der Durchflusswiderstandsschicht, der für einen Durchfluss undurchlässig ist. Dieses System verwendete das in Beispiel 21 verwendete Bündelmaterial (in Fig. 46A dargestellt) als Verteilungsschicht und ergab eine ausgezeichnete Verteilung der Flüssigkeit zum äußeren Drittel-Radius der Struktur.

Beispiel 29

Ein saugfähiges oder absorbierendes Produkt, enthaltend die in Beispiel 28 verwendete Flüssigkeits-Aufnahme/Verteilungs-Struktur ist in den Fig. 51A-B schematisch dargestellt. Man bemerke, dass die Flüssigkeit die Oberfläche über der kleinen Öffnung 574 benässen soll. Der Durchmesser der kleinen Öffnung 574 beträgt 0,5 Zentimeter. Der Durchmesser der größeren Öffnungen 573, 575 beträgt 2,0 Zentimeter. Nach einer Benässung auf die Deckschicht 571 oberhalb der Öffnung 574 verteilt die Flüssigkeitsverteilungsschicht 572 die Flüssigkeit durch die Öffnungen 573, 574, 575 im Wesentlichen gleichförmig, um die Flüssigkeit gleichförmiger zum absorbierenden Kern zu überführen. Die Deckschicht war Dri- Weave®. Die Verteilungsschicht 572 bestand aus einem 30000 Denier-Bündel der Fasern aus Beispiel 6. Die Widerstandsschicht 577 war eine Polyethylenfolie mit der Öffnung 573, 574 und 575. Die Struktur gestattete es der Flüssigkeit, an drei getrennten Stellen mit dem absorbierenden Kern 578 in Kontakt zu treten, um die Ausnutzung des Materials des absorbierenden Kerns zu steigern. Offensichtlich kann die Anzahl von Öffnungen, ihre Größe, Form (z. B. rund, rechteckig, sichelförmig, halbkreisförmig) und ihr Ort so ausgewählt werden, dass für die gewünschte Verteilung von Flüssigkeit zum Kern gesorgt wird. Jede Öffnung sollte die Verteilungsschicht mit dem absorbierenden Kern verbinden und sollte über die Verteilungsschicht mit dem Benässungsbereich in Verbindung stehen.

Die Verteilungsschicht 572 kann ein Bündel von jeglichen der Fasern aus den Beispielen 1-9 sein. Vorzugsweise umfasst die Verteilungsschicht 572 ein Bündel der Fasern aus Beispiel 6.

Faser-Messsystem

Fig. 27 zeigt ein Faserbenetzungs-Messsystem 300, das zur Bestimmung einer Flüssigkeitsgeschwindigkeit entlang der Faser des Bündels von Fasern nützlich ist. Das System 300 umfasst eine Videobildanzeige 301 zum Anzeigen von hochqualitativen Bilder von Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzflächen, die sich entlang der Oberflächen der Faser oder des Bündels von Fasern bewegen, ein allgemein als 302 angezeigtes Computer-Analysesystem, enthaltend einen Computer, der Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtungen, eine Zentraleinheit und Speicher umfasst, die alle in funktionaler Beziehung miteinander stehen, wie auf dem Fachgebiet wohlbekannt ist. Das System 300 umfasst auch einen Flüssigkeitsspeicher 305, in dem sich ein Ende eines Schlauchs oder Rohrs 307 zum Transportieren der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher 305 befindet, eine Flüssigkeitspumpe 306 zum Pumpen einer dosierten Menge der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher 305 durch den Schlauch 307 zu einem Faser- Haltemechanismus 308. Der Faser-Haltemechanismus 308 positioniert die Faser oder das Bündel von Fasern, die von ihm gehalten werden, zwischen der Videokamera 304 und einer Einrichtung zur Bereitstellung einer gleichförmigen Hellfeld-Beleuchtung 309. Die Einrichtung zur Bereitstellung der gleichförmigen Hellfeld-Beleuchtung 309 kann eine Kombination aus einem Lichthomogenisator und einer fluoreszierenden ringförmigen Lichtquelle sein, wobei sich der Lichthomogenisator zwischen dem Faser-Haltemechanismus 308 und der ringförmigen Lichtquelle befindet.

Fig. 28 ist eine geschnittene Draufsicht auf eine Flüssigkeitsabgabespitze 310, um eine dosierte Menge Flüssigkeit zu der in Fig. 27 dargestellten Faser 307 zu liefern. Die Radien 311-315 betragen etwa 0,74 mm, 3,2 mm, 1,6 mm, 2,4 mm bzw. 1,9 mm. Die Dosierpumpe (nicht dargestellt) sorgt auf Anforderung für eine gleichbleibende Flüssigkeitsabgabe.

Fig. 29 ist eine geschnittene Seitenansicht der Spenderspitze 310. Die Längen 316 und 317 betragen etwa 8,9 bzw. etwa 15,2 mm.

Das System 300 sorgt für eine Aufnahme von Bilddaten, welche die Bewegung der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche entlang der Faser oder des Bündels von Fasern zeigen, die vom Haltemechanismus 308 gehalten werden. Das System 300 liefert eine Einrichtung zum Bestimmen von Vo und daher eine Einrichtung zum Bestimmen von MPF. Das Computer-Analysesystem 302 ist programmiert, um die Position der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche entlang der Faser in jedem Einzelbild von Bilddaten zu identifizieren und unter Verwendung dieser Daten die Anfangsgeschwindigkeit Vo der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche zu berechnen. Einzelheiten des Computerprogramms sind im Anhang aufgeführt.

Die Flüssigkeitszufuhr zu der Faser oder dem Bündel von Fasern wird durch ein Dosiersystem gesteuert, das die Flüssigkeitspumpe 306 einschließt, um die gewünschte Menge (eine dosierte Menge) der Flüssigkeit zu einem zur Faser oder zum Bündel von Fasern benachbarten lokalen Speicher 310a für Flüssigkeit zu liefern. Das Dosiersystem schließt die in den Fig. 28 und 29 dargestellte Abgabespitze 310 zur Aufnahme der dosierten Menge der Flüssigkeit ein. Der Pfeil am unteren Ende von Fig. 29 zeigt die Strömungsrichtung der dosierten Menge der Flüssigkeit aus dem Schlauch oder Rohr 307 zum lokalen Speicher 310a in der Abgabespitze 310 an.

Fig. 52 ist eine Fotokopie einer Fotografie des Faser-Haltemechanismus 308, welche die Spitze 310, die Faser-Halteklammern 580, 581 und eine von den Klammern 580, 581 gehaltene Faser 582 zeigt. Der Faser-Haltemechanismus 308 hält die Faser 582 benachbart zu und direkt über der Mitte des lokalen Speichers 310a fest. (Der Pfeil auf der Fotokopie der Fotografie zeigt in Aufwärtsrichtung.) Die dosierte Menge der Flüssigkeit ist ausreichend, um den lokalen Speicher 310a zu überfüllen, so dass die Flüssigkeit über die Oberseite des lokalen Speichers 310a übersteht und dadurch denjenigen Teil der Faser 582 berührt und umgibt, der sich direkt über dem lokalen Speicher 310a befindet.

Fig. 53 ist eine Fotokopie einer Fotografie eines Einzelbildes 590, das von der Videokamera 304 auf der Videobildanzeige 301 erzeugt wird. Das Einzelbild 590 zeigt die Faser 582, die Flüssigkeitsabgabespitze 310, die horizontalen Linien 583, 584 und die vertikale Markierungslinie 585. Die horizontalen Linien 583, 584 begrenzen einen sichtbaren Bereich, der von Bedeutung ist, oder ROI (Region Of Interest). Wie in Fig. 53 dargestellt, ist die Faser 582 so aufgehängt, dass sich ein Teil 586 direkt über dem oberen Ende der Flüssigkeitsabgabespitze 310 befindet. (Der Pfeil auf dem Einzelbild 590 zeigt die Aufwärts-Richtung.)

Fig. 54 ist eine schematische Darstellung von der Histogramm-Art, die aus den Bilddaten zu dem Zweck erzeugt wird, einen Schwellenwert einzustellen, und zwar zur Bestimmung, wann in dem in Fig. 27 dargestellten System mit der Bilddatenaufnahme begonnen werden soll. Die horizontale Achse in Fig. 54 weist einen digitalen Helligkeitswert aus, der zu dem von einem Pixel in der Videokamera 304 empfangenen Licht zugehörig ist. Die vertikale Achse in Fig. 54 weist die Anzahl von Pixeln mit jedem digitalen Helligkeitswert aus. Wegen der Hellfeldbeleuchtung infolge der Beleuchtungseinrichtung 309 weisen sämtliche Pixel im ROI eine Helligkeit zum oberen Ende der Helligkeitsskala hin auf. Das Histogramm in Fig. 54 enthält nur Daten für die Pixel im ROI zwischen den Linien 583, 584.

Fig. 54 weist auch einen Digitalwert aus, der als Schwellenwert angegeben wird. Der Schwellenwert ist ein Wert, der von der Bedienungsperson des in Fig. 27 dargestellten Systems grafisch bestimmt werden kann. Der Schwellenwert wird auf einen Helligkeitswert eingestellt, der unter dem niedrigsten Digitalwert für die Helligkeit eines beliebigen Pixels im ROI und über dem Digitalwert für die Helligkeit an einem Ort der Faser oder des Bündels von Fasern liegt, wenn die Faser oder das Bündel von Fasern durch die Flüssigkeit im Speicher benetzt ist.

Fig. 55 besteht aus vier Bildern des ROI 591-594 zu verschiedenen Zeiten. Die Bilder 591-594 folgen zeitlich aufeinander, wobei sie die Bewegung der Flüssigkeits- Luft-Feststoff-Grenzfläche von dort, wo die Flüssigkeit mit der Faser oder dem Bündel von Fasern in Kontakt tritt, entlang von der Faser oder des Bündels von Fasern zeigen. Der ROI 591 zeigt die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 591a. Der ROI 592 zeigt die Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche 592a. Der ROI 593 zeigt die Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche 593a. Im ROI 594 liegt die Flüssigkeits-Luft- Feststoff-Grenzfläche jenseits des rechten Randes der Fig. 55. Der die Flüssigkeits- Luft-Grenzfläche über der Flüssigkeitsabgabespitze 310 bildende konvexe Meniskus 595 ist im ROI 594 dargestellt.

Fig. 56 zeigt ein Videobild, enthaltend eine Kurve 600, Formeln 601, die zum Berechnen von Werten 601 verwendet werden, Daten 602 aus einer Reihe von Untersuchungen, sowie basierend auf den in der Kurve 600 dargestellten Untersuchungsergebnissen berechnete Werte 603. Die Kurve 600 ist eine Kurve von der Position über die Zeit für den Ort der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche entlang der Länge der Faser 582.

Verwendung des Faser-Messsystems

Die Bestimmung von Vo schließt das nachfolgende allgemeine Verfahren ein. Eine gespannte ( 0,1 g/d) Faser oder Bündel wird im Faser-Haltemechanismus 308 an einem vorbestimmten Ort innerhalb des Gesichtsfeldes der Videokamera 304 befestigt. Ein festes dosiertes Volumen von Testflüssigkeit (d. h. Syltint® Red oder Rote Testlösung) wird mit dem Bündel in Kontakt gebracht. Das für eine Einzelfaser- Messung (im Gegensatz zu einer Bündel-Messung) verwendete feste Flüssigkeitsvolumen beträgt 0,00677 Milliliter. (Dieses Flüssigkeitsvolumen wurde im System 300 bereitgestellt, indem die Dosierpumpen-Flüssigkeitsvolumen-Einstellung auf 115 eingestellt wurde.) Daten aus dreißig digitalen Videoeinzelbildern pro Sekunde werden über einen Zeitraum von vier Sekunden im Speicher des Computers 302 aufgezeichnet. Es wird die Steigung der Linie bestimmt, die definiert ist durch das Quadrat der von der Flüssigkeitsfront zurückgelegten Entfernung über die Zeit. Eine Näherung nach der Methode der kleinsten Quadrate oder ein ähnliches Verfahren kann verwendet werden, um einen Wert für die Steigung zu ermitteln, oder die Steigung kann aus einem Ausdruck der Daten geschätzt werden. Aus dieser Steigung wird die Anfangsflüssigkeitsgeschwindigkeit Vo berechnet, unter Verwendung der Formel:

Vo (mm/s) = [Steigung (mm²/s)/4·0,022 s)]1/2

Die Kapillarkanalfläche für die Strömung und das Denier pro Faser oder Filament (dpf) werden ermittelt. Die Kapillarkanalfläche für die Strömung wird ermittelt, wie hier beschrieben. Es ist auf dem Fachgebiet wohlbekannt, wie das Denier der Faser zu ermitteln ist.

Aus Vo, dpf und der Kapillarkanalfläche für die Strömung werden die (Zwei-Wege-) MPFSF in Kubikzentimetern pro Gramm pro Stunde berechnet als:

Zwei-Wege-MPFSF (cm³/(g·h) = 20,1620·Vo (mrn/s)·(Kapillarkanalfläche für die Strömung (Mikrometer²))·(1/dpf) Die in der obigen Formel verwendete beliebige Länge der Faser beträgt 20 Zentimeter. Somit ist das Gewicht der Faser in Gramm das Gewicht eines 20 cm langen Stücks der Faser.

Die "Zwei-Wege"-Berechnung berücksichtigt die Tatsache, dass sich die Flüssigkeit entlang der Faser in beide Richtungen bewegt, obwohl Vo nur auf einer Seite des Tropfenkontakts bestimmt wird, was der Grund dafür ist, warum die Zwei-Wege- MPF-Definition einen Faktor Zwei einschließt. Diese Messungen und Berechnungen werden an einer ausreichenden Anzahl von Filamenten durchgeführt, um statistisch zuverlässige Daten zu entwickeln. Typischerweise werden für eine gegebene Art von Faser (d. h. eine Faser, die unter einer Reihe von Bedingungen aus einer Spinndüsenöffnung erzeugt worden ist) zwanzig Stücke der Faser abgeschnitten und an jedem der Stücke der Faser werden drei Messungen der Anfangsflüssigkeitsgeschwindigkeit vorgenommen, insgesamt sechzig Messungen. Das Mittel oder der Durchschnitt der 60 Messungen (oder Benetzungen) wird verwendet, um Vo zu bestimmen.

Die zum Berechnen von MPFSF verwendete 20 cm-Länge ist ganz beliebig, obwohl es die ungefähre Länge einer Damenbinde ist. Nach einer ernsthaften Betrachtung glauben die Erfinder, dass ein standardisierteres Einheits-System für MPF Kubikzentimeter pro Denier pro Stunde (cm³/(den·h)) statt cm³/(g·h))wäre. Die Umwandlungseinheit von cm³/(g·h)) in (cm³/(den·h)) ändert in der Gleichung für MPF die Länge von 20 cm auf 9000 Meter, weil 9000 Meter die Standardlänge für die Denier-Einheit ist. Sämtliche der hier genannten MPF-Werte sind in cm³/(den·h) angegeben, falls nicht anders aufgeführt. Die Umwandlung von MPF (cm³/g·h) in MPF (cm³/den·h) wird durch die folgende Gleichung vollzogen:

MPF (cm³/g·h)·(20 cm/900000 cm) = MPF (cm³/g·h)·(1/45000) = MPF (cm³/den·h).

Somit wandelt eine Division durch 45000 den MPF von cm³/(g·h) in cm³/(den·h) um.

Während der Verfahren zum Bestimmen der Werte für MPF von einer Faser oder einem Bündel von Fasern achtet man darauf, ein Strecken der Fasern zu vermeiden, Kräuselungen in der Faser zu vermeiden, ein Abreißen von Benetzungsflüssigkeit im Pumpsystem zu vermeiden, Raumtemperatur (21,1ºC) und normale Feuchtigkeit (65 % relative Feuchtigkeit) aufrechtzuerhalten, um dadurch eine Kondensation zu vermeiden, einen ausreichenden optischen Kontrast aufrechtzuerhalten, damit man imstande ist, die Position der Flüssigkeit auf der Faser zu beobachten, eine Bewegung der Faser während der Messungen zu vermeiden und eine Kontamination der Fasern zu vermeiden.

Von Zeit zu Zeit ist es notwendig, die Dosierpumpe zu eichen oder zu kalibrieren, um sicherzustellen, dass eine gegebene Skaleneinstellung auf der Pumpe einem bekannten abgegebenen Flüssigkeitsvolumen entspricht. Dies kann erreicht werden, indem man eine Reihe von mehreren Pumpen-Skaleneinstellungen (sagen wir 100, 200, 300, 400) festlegt, bei jeder dieser Einstellungen die Pumpe manuell sehr oft pulsieren lässt (sagen wir 400, 200, 150 bzw. 100 mal) und die Syltint-Abgabe der Pumpe in einen kalibrierten 10 ml Glaszylinder umleitet. Das bei jeder Einstellung aufgefangene Flüssigkeitsvolumen wird durch die Anzahl von Pulsen (Hüben) dividiert, die bei dieser Einstellung verwendet worden ist, um die Dosierpumpen- Einstellung auf das bei dieser Einstellung abgegebene Flüssigkeitsvolumen zu kalibrieren.

Der Videomaßstab des Systems 300 sollte ebenfalls kalibriert werden, um sicherzustellen, dass die im Computer automatisch auf der Grundlage der Bilddaten bestimmten Längen physikalischen Längen entsprechen. Der Videomaßstab sollte kalibriert werden, wenn an der Videokamera oder im Beleuchtungssystem eine Veränderung vorgenommen worden ist, wie zum Beispiel eine Veränderung der Position oder Brennweite der Videokamera. Die Video-Kalibrierung kann erreicht werden, indem man am Ort des Faserproben-Halters ein Lineal anbringt, so dass sich ein zehn Zentimeter langer Abschnitt im Gesichtsfeld befindet, und die äußere Lichtquelle so anpasst, dass die Teilstriche des Lineals deutlich sichtbar sind. Die Zehn-Zentimeter-Länge des Lineals kann in den Bilddaten definiert werden, und die Variablen des Computers, die den Maßstab kennzeichnen, können so eingestellt werden, dass die Berechnungen des Computers den Zentimeter-Abschnitt des Lineals als zehn Zentimeter definieren.

Die Bestimmung der Anfangsgeschwindigkeit der Flüssigkeit entlang des Bündels ist der Bestimmung der Anfangsgeschwindigkeit der Flüssigkeit entlang der Einzelfaser sehr ähnlich. Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, dass die Messungen an einem Bündel von zusammengruppierten Fasern vorgenommen werden, statt an einer einzelnen Faser. Die Untersuchung wird unter Verwendung desselben Systems 300 durchgeführt, das für einzelne Fasern verwendet wurde. Unterschiede zwischen Messungen an einzelnen Fasern und Bündeln von Fasern sind unten beschrieben.

Die Probenvorbereitung zur Verwendung in dem System 300 eines Bündels von Fasern umfasst ein Abtrennen von einzelnen Fasern von einem neunzig Zentimeter langen vollständigen Garnstrang und dann ein Vereinigen der einzelnen Fasern zu einem 8-Faser-Bündel von im Wesentlichen parallelen Fasern.

Die Gewichte zum Spannen werden an jedem Ende des neunzig Zentimeter langen Bündels festgeklemmt, um eine Bündel-Zugspannung von etwa 0,1 g/Denier (basierend auf dem Gesamt-Denier des Bündels) auf das Bündel zu erzeugen. Das Bündel wird in einer solchen Weise in und auf den Faserbefestigungsnuten des Befestigungssystems angebracht, dass die Fasern so nahe zusammen gruppiert und so parallel sind, wie praktizierbar. Messungen werden an drei getrennten Orten auf jedem neunzig Zentimeter langen Bündel vorgenommen. Die Messungen erhält man aus ungefähr 20 Bündeln für insgesamt sechzig Benetzungen.

Ein Flüssigkeitsvolumen von 0,013984 ml für ein Bündel von acht 50 dpf-Fasern und ein Flüssigkeitsvolumen von 0,033198 ml für ein Bündel von acht 150-dpf-Fasern wurde dosiert. Das dosierte Flüssigkeitsvolumen kann entsprechend der für die Messung von einzelnen Fasern beschriebenen Flüssigkeitsdosierung bestimmt werden. Allgemein ist die Flüssigkeitsmenge, die pro Messung dosiert wird, eine Konstante plus ein Volumen, das zum dpf der Fasern des Bündels linear proportional ist. Jedoch ist die pro Messung dosierte exakte Flüssigkeitsmenge nicht entscheidend.

Die Verwendung des Systems 300 zur Bestimmung des maximalen möglichen Flusses (MPF) und der Anfangsgeschwindigkeit (Vo) ist unten in der Erörterung der Fig. 57-60 beschrieben. Eine Ausführungsform eines Computerprogramms zur Bestimmung von MPF ist im Anhang aufgeführt.

Fig. 57 ist ein Fließbild, das eine Übersicht über den Algorithmus zur Berechnung von MPF und Vo unter Verwendung des in Fig. 27 dargestellten Systems 300 zeigt. Dieser Algorithmus schließt den Unteralgorithmus 700 zur Einrichtung des Systems 300 zur Datenaufnahme, den Unteralgorithmus 701 zum Erfassen von Daten, den Unteralgorithmus 702 zum Analysieren von Daten und das Ende der Routine 703 ein.

Fig. 58 zeigt den Unteralgorithmus 700 zur Einrichtung für die Datenaufnahme, der den Maßstabsbestimmungs-Algorithmus 704 und den Schwellenwerteinstell- Algorithmus 705 einschließt.

Der Maßstabsbestimmungs-Algorithmus 704 umfasst den Schritt 705 eines Anbringens eines Lineals im Gesichtsfeld, und zwar im gleichen Abstand von der Videokamera 304 wie die Faser 582. Im Schritt 706 werden zwei Punkte, die einen Abstand entlang des in der Videobildanzeige 301 erscheinenden Bildes des Lineals definieren, mit grafischen Markierungen markiert, die von einer Grafik-Schnittstelle, wie zum Beispiel einer Maus, gesteuert werden. Im Schritt 707 wird der tatsächliche Abstand zwischen den beiden Punkten aus den Maßangaben auf dem Bild des Lineals abgelesen und über die Tastatur in den Computer eingegeben. Der Computer führt einen Algorithmus aus, um die Anzahl von Pixeln zu ermitteln, die den durch die beiden Punkte definierten Abstand überbrücken. Im Schritt 708 berechnet der Computer die Anzahl von Pixeln pro Länge, indem er die ermittelte Anzahl von Pixeln, die den Abstand überbrücken, durch die Länge des Abstands dividiert, wodurch der Maßstab des Bildes der Faser oder des Bündels von Fasern 582 ermittelt wird.

Der Zweck des Algorithmus 705 zur Einstellung des Schwellenwerts besteht darin, es dem Computer zu ermöglichen, die Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche automatisch zu erkennen und zu lokalisieren, und dadurch die Vorwärtsbewegung der Flüssigkeit entlang der Länge der Faser oder des Bündels von Fasern zu messen. Im Schritt 709 definiert der Benutzer den Bereich ROI, der von Interesse ist, welches der Bereich im Videobild ist, der das Bild der Faser enthält. Der ROI in Fig. 53 ist auf den Bereich zwischen den beiden Linien 583, 584 begrenzt. Im Schritt 710 wird der Computer angewiesen, für die Pixel in dem Bereich, der von Interesse ist, ein Histogramm der Anzahl über der digitalisierten Pixel-Helligkeit grafisch darzustellen und die grafische Darstellung auf der Videobildanzeige 301 anzuzeigen.

Da das System 300 den von der Einrichtung 309 bereitgestellten Hellfeld- Hintergrund einschließt, weisen sämtliche der Pixel eine Helligkeit zum oberen Ende der Skala hin auf. Dies ist der Grund, warum das in Fig. 54 dargestellte Histogramm Helligkeit nur zum oberen Ende der digitalisierten Helligkeitsskala hin aufweist. Die Schulter im Histogramm, die in Fig. 54 zur geringeren Helligkeit hin erscheint, stellt die Abnahme der Helligkeit für die die in Fig. 53 dargestellte Faser 582 abbildenden Pixel im Verhältnis zum hellen Hintergrund dar. Die geringere Helligkeit wird verursacht, weil die Faser einen Teil des Lichts blockiert oder streut. Basierend auf den Daten im Histogramm wird eine Helligkeit unterhalb der Helligkeit der Pixel, die im ROI vorhanden sind, als Schwellenwert definiert. Die Helligkeit des Schwellenwerts wird so eingestellt, dass sie unter der Helligkeit von einem beliebigen Pixel im ROI und über der Helligkeit des Bildes der Faser liegt, wenn die Faser durch die Flüssigkeit benetzt ist.

Die Einstellung des Schwellenwerts ist der Schritt 711. Im Schritt 712 wird der Ort der Markierung für den Schwellenwert eingestellt. Fig. 53 zeigt den Ort der Markierung 585 für den Schwellenwert. Der Ort der Markierung für den Schwellenwert wird so eingestellt, dass er aus dem Bereich der Faser unmittelbar über der Flüssigkeitsabgabespitze 310 in seitlicher Richtung verschoben ist, so dass der Schwellenwert (1) durch die Bildung des konvexen Meniskus der Flüssigkeit, der aus dem Speicher der Flüssigkeitsabgabespitze 310 übersteht, nicht ausgelöst wird, aber (2) ausgelöst wird, wenn sich die Flüssigkeit entlang der Faser oder des Bündels von Fasern auszubreiten beginnt, wodurch sie den Ort der Markierung 585 kreuzt.

Der Schwellenwert und der Ort der Markierung für den Schwellenwert werden verwendet, um mit der Datenaufnahme zu beginnen und zu extrapolieren, wenn die Flüssigkeit mit der Faser in Kontakt kommt. Die Datenaufnahme beginnt, wenn die Helligkeit des Pixels (oder die mittlere Helligkeit der Pixel, wenn eine Gruppe von Pixeln verwendet wird) am Ort der Markierung unter den Schwellenwert absinkt. Die Helligkeit des Pixels oder der Pixel am Ort der Markierung sinkt unter den Schwellenwert ab, wenn die Flüssigkeit am Ort der Markierung die Faser oder das Bündel von Fasern überzieht. Da der Ort der Markierung zur Flüssigkeitsabgabespitze 310 unmittelbar benachbart ist, und da die Faser oder das Bündel von Fasern spontan transportieren, überzieht die Flüssigkeit die Faser am Ort der Markierung sehr kurz nachdem die Flüssigkeit mit den Fasern in Kontakt kommt. Durch Extrapolation aus den Daten der Flüssigkeits-Luft-Feststoff- Grenzfläche über die Zeit wird ersichtlich, dass die Flüssigkeit den Ort der Markierung entlang der Faser in nicht mehr als einigen Millisekunden überzieht. Da das System 300 alle dreißigstel Sekunden ein neues Einzelbild aufzeichnet, ist der Zeitpunkt, zu dem die Helligkeit am Ort der Markierung unter den Schwellenwert absinkt, eine gute Nährung für den Zeitpunkt, wenn die Flüssigkeit mit der Faser in Kontakt kommt.

Fig. 55 zeigt eine Anzeige auf der Videobildanzeige 301, die vier Bilder 591-594 des ROI zu vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zeigt. Das Bild 591 zeigt die Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche 591a an einer Position entlang der Faser oder des Bündels von Fasern 582, die verhältnismäßig nahe beim oberen Ende der Flüssigkeitsabgabespitze 310 liegt, verglichen mit den Flüssigkeits-Luft-Feststoff- Grenzflächenpositionen 592a und 593a in den Bildern 592 und 593, die in dieser Reihenfolge nacheinander zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erscheinen. Das Bild 594 zeigt die Faser oder das Bündel von Fasern 582 im ROI vollständig mit der Flüssigkeit überzogen. Die dosierte Flüssigkeitsmenge ist ausreichend, um den lokalen Speicher der Flüssigkeitsabgabespitze 310 so zu füllen, dass die Flüssigkeit aus dem Rand des Speichers der Spitze nach oben übersteht und einen Meniskus 595 mit einer positiven Krümmung bildet, so dass sich die Flüssigkeit um die Faser oder das Bündel von Fasern herum erstreckt.

Fig. 59 zeigt den Algorithmus zur Erfassung von Daten unter Verwendung des Systems 300. Die Datenerfassung wird eingeleitet, nachdem das System unter Verwendung des in Fig. 58 dargestellten Algorithmus zur Datenaufnahme eingerichtet worden ist. Jedoch sollte angemerkt werden, dass jedes Mal, wenn das System benutzt wird, die Neukalibrierung des Maßstabs und die Neueinstellung des Schwellenwertes ratsam sind, aber nicht wesentlich.

Im Schritt 720 wird das System angewiesen, die Datenerfassung zu beginnen. Im Schritt 721 vergleicht das System die Helligkeit am Ort der Schwellenwertmarkierung mit dem Schwellenwert. Wenn die Helligkeit nicht unter dem Schwellenwerts liegt, führt das System den Schritt 722 aus, um festzustellen, ob ein Zeitablauf stattgefunden hat. Wenn ein Zeitablauf stattgefunden hat, beendet das System im Schritt 723 die Datenerfassung. Wenn kein Zeitablauf stattgefunden hat, wiederholt das System anschließend an den Schritt 722 den Vergleich im Schritt 721.

Wenn das System 300 im Schritt 721 feststellt, dass die Helligkeit am Ort der Markierung unter der Schwellenwert-Helligkeit liegt, setzt das System 300 im Schritt 724 eine laufende Variable n = 0.

Als Nächstes erfasst das System im Schritt 725 Daten für das Einzelbild n zum Zeitpunkt Tn. Als Nächstes untersucht das System im Schritt 726 die Daten im ROI, um für das Einzelbild n den Ort Xn der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche zu ermitteln. Das System zeichnet den Ort der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche und den Zeitpunkt des Einzelbildes n (Xn, Tn) auf.

Als Nächstes vergrößert das System 300 im Schritt 727 den Wert von n um 1. Als Nächstes ermittelt das System im Schritt 728, ob n größer als 120 ist. Wenn n nicht größer als 120 ist, kehrt das System zum Schritt 725 zurück und erfasst das nächste Einzelbild. Das System ist so eingestellt, dass die Zeit zwischen Einzelbildern 1/30 Sekunde (0,033 Sekunden) beträgt. Daher hat das System ungefähr vier Sekunden lang Daten erfasst, wenn n = 120.

Wenn n im Schritt 728 größer als 120 ist, kehrt das System nicht zum Schritt 729 zurück, um mehr Daten zu erfassen.

Wenn n 120 übersteigt, endet die Datenerfassung für die Benetzung der Faser oder des Bündels von Fasern. Zu diesem Zeitpunkt kann die Bedienungsperson die Datenerfassungsroutine erneut starten, nachdem die Faser oder das Bündel von Fasern an einen Ort bewegt worden ist, so dass die Abgabespitze 310 nicht benachbart zu einem feuchten Bereich der Faser oder des Bündels von Fasern ist. Alternativ kann die Bedienungsperson das System anweisen, mit der Analyse der Daten für einen gewissen Satz j von erfassten Daten (Xi, Ti)j zu beginnen. (Der Index i bezieht sich auf unterschiedliche Daten während einer einzelnen Benetzung. Der Index j bezieht sich auf Daten für unterschiedliche Benetzungen.) Wenn mehrere Datensätze für mehrere verschiedene Benetzungen der Faser oder des Bündels von Fasern aufgezeichnet worden sind, wird in jedem Fall der Algorithmus zum Berechnen der Anfangsgeschwindigkeit Vo und des maximalen möglichen Flusses MPF ausgeführt. Dieser Algorithmus ist in Fig. 60 dargestellt.

Im Schritt 729 führt das System eine Kurvenanpassung für die 120 Paare von Werten für die Position der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche zu den Zeitpunkten T durch, zu denen die Gleichung X² gleich eine konstante K mal die Zeit T ist. (Xi = Kj·Ti für i = 1 bis 120 und für einen vorgegebenen integralen Wert von j) Der Schritt 729 wird für jeden der Datensätze j durchgeführt, der für eine bestimmte Faser oder ein bestimmtes Bündel von Fasern aufgenommen worden ist. Das heißt, die Position der Flüssigkeits-Luft-Feststoff-Grenzfläche über die Zeit wird an mehreren Orten entlang einer einzelnen Faser oder eines Bündels von Fasern erfasst oder wird entlang von verschiedenen Abschnitten derselben Art von Faser erfasst. Jeder Satz von Datenpunkten (X, T) wird in die vorangehende Formel eingepasst, um einen Wert von Kj für die j-te Benetzung der Faser oder des Bündels von Fasern zu ermitteln.

Als Nächstes wird im Schritt 730 ein Mittelwert von K bestimmt. Der Mittelwert von K ist das Mittel von sämtlichen im Schritt 729 für dieselbe Art von Faser oder das Bündel von Fasern erhaltenen Kj-Werten. In diesem Zusammenhang bedeutet dieselbe Art Fasern oder Bündel von Fasern, die unter Verwendung desselben Verfahrens wie eine andere/ein anderes gebildet worden sind und daher nominell dieselbe Querschnittsform und Oberflächen-Zusammensetzung aufweisen.

Als Nächstes wird im Schritt 731 der Parameter Vo (Anfangsgeschwindigkeit) berechnet als Vo = eine Hälfte der Größe der Quadratwurzel von K in Quadratzentimetern pro Sekunde (cm²/s) dividiert durch 0,022 Sekunden. Die Größe Vo wird Anfangsgeschwindigkeit genannt, weil sie der Geschwindigkeit nahe kommt, welche die Flüssigkeit haben würde, 0,022 Sekunden nachdem die Flüssigkeit erstmalig in Kontakt mit der Faser oder dem Bündel von Fasern kommt. Diese Näherung basiert auf einem physikalischen Modell, das Kräfte zwischen der treibenden Kraft und der zur Geschwindigkeit proportionalen inneren Reibungskraft ausbalanciert. Das heißt, das Modell (das zu der Bewegungsgleichung X² = KT führt) ist eine Näherung, unter der Annahme einer Lösung für die Bewegungsgleichung für die Flüssigkeit, die Trägheitsbegriffe ignoriert. Man bemerke, dass eigentliche Gravitationskräfte entlang der Länge der Faser oder des Bündels von Fasern nicht vorhanden sind, weil die Faser oder das Bündel von Fasern während der Messungen horizontal gehalten werden. Der Wert für die Zeit von 0,022 Sekunden nach dem Zeitpunkt, zu dem die optische Helligkeit im Schritt 721 am Ort der Markierung unter den Schwellenwert absinkt, liegt in der Definition von Vo, weil dieser Zeitpunkt lange genug nach dem tatsächlichen Zeitpunkt liegt, zu dem die Flüssigkeit in Kontakt mit der Faser kommt, so dass Differenzen zwischen der Geschwindigkeit Vo des Modells und der tatsächlichen Geschwindigkeit bei t = 0,022 Sekunden unbedeutend sind. In diesem Zusammenhang heißt unbedeutend, dass die Differenz kleiner ist als etwa zehn Prozent.

Schließlich wird in den Schritten 732 der MPF berechnet, der eine Funktion von Vo und vorbestimmten Größen ist.

Rote Testlösung: Zusammensetzung und Herstellung

Bei der Herstellung einer Probe von Roter Testlösung werden Komponenten (a) bis (g), umfassend

(a) 80,3 Gramm (0,414 mol) Dimethylisophthalat,

(b) 26,9 Gramm (0,091 mol) Dimethyl-5-sodiosulfoisophthalat,

(c) 54,1 Gramm (0,51 mol) Diethylenglycol,

(d) 37,4 Gramm (0,26 mol) 1,4-Cyclohexanedimethanol,

(e) 0,75 Gramm (0,0091 mol) wasserfreies Natriuniacetat,

(f) 100 ppm Titan-Katalysator als Titantetraisoproanolat und

(g) 15,0 Gramm (0,037 mol) roten Farbstoff

in eine 50 ml Rundbodenkolben gegeben. Der Kolben wird mit einem Rührer, Kondensatabnahme- und Stickstoffeinlass-Kopf versehen. Der Kolben samt Inhalt wird in ein Belmont-Metall-Bad eingetaucht und zwei Stunden lang bei 200-220ºC erwärmt, während eine Umesterung stattfindet. Um die Polykondensationsreaktion auszuführen, wird die Temperatur auf etwa 250ºC erhöht, und der Kolben wird etwa 20 Minuten lang unter Vakuum ≤ 66,7 Pa gehalten. Ein dunkelrotes Polymer wird erzeugt, das durch Vermahlen in einer Wiley-Mühle granuliert wird.

Das dunkelrote Polymer ist ein wasserdispergierbares Polymer, enthaltend 10 Gewichtsprozent des roten Farbstoffs. Das dunkelrote Polymer weist eine IV von 0,235, einen Tg bei 57,51ºC, ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 12728, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 5035 durch Gelpermeations- Chromatographie und einen Polydispersitätswert von 2,53 auf.

Nach der Granulierung gebe man langsam 100 Gramm der dunkelroten Polymerkörner zu 250 ml kochendem Ultrafilter-Wasser zu. Das Wasser wird dann unter Rühren langsam abgekühlt, bis die Dispersion gleichförmig ist, so dass kein fester Rest bleibt. Die resultierende Dispersion wiegt 333 Gramm, was äquivalent zu 30 Gewichtsprozent des dunkelroten Polymers in Ultrafilter-Wasser ist. Man gebe 10 ml der 30 Gewichtsprozent-Dispersion zu gleichen Teilen Ultrafilter-Wasser hinzu, um eine 50/50-Dispersion herzustellen. Man gebe 10 ml der 50/50-Dispersion zu 5 ml destilliertem Wasser hinzu, um die fertige Testlösung herzustellen, die eine Dispersion von 90/10 Wasserrotes Polymer ist.

Obwohl sie sehr stabil zu sein scheint, sollte die Rote Testlösung einmal im Monat gründlich umgerührt oder gemischt werden, um eine gleichförmige Testflüssigkeit sicherzustellen. Die Rote Testlösung weist eine dynamische Viskosität von 1,5 Centipoise und eine Oberflächenspannung von 56 dyn/cm auf.

Man bemerke, dass als Testflüssigkeit irgend eine wässrige Flüssigkeit mit ausreichendem Farbkontrast und einer Viskosität von weniger als 3 Centipoise hätte verwendet werden können. Jedoch hängen die Ergebnisse für MPF stark von der Oberflächenspannung und der Viskosität der Testflüssigkeit ab. Wenn somit eine wässrige Flüssigkeit mit einer höheren Oberflächenspannung und gleicher Viskosität wie bei den obigen Testflüssigkeiten verwendet wird, werden die MPF-Zahlen für eine gegebene Faser-Untersuchungsprobe größer sein. Wenn eine wässrige Flüssigkeit mit einer höheren Viskosität und gleicher Oberflächenspannung wie bei den obigen Testflüssigkeiten verwendet wird, werden die MPF-Zahlen kleiner sein.

Es versteht sich, dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche anders ausgeführt werden kann als hier speziell beschrieben ist.


Anspruch[de]

1. Bündel synthetischer Fasern für den Transport wässriger Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Fasern in einem Bündel enthalten sind, wobei mindestens eine der zwei Fasern einen nicht-runden Querschnitt aufweist und das Bündel

(A) einen MPFB/MPFSF von mehr als oder gleich 3,0,

(B) einen MPFB von mehr als oder gleich 0,14 cm³/(den·h) aufweist.

2. Bündel synthetischer Fasern nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der zwei Fasern einen Einzelfaser-Volumenfaktor von mehr als 4,0 aufweist.

3. Bündel synthetischer Fasern nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bündel ein spezifisches Volumen von mehr als 4,0 cm³/g aufweist.

4. Bündel synthetischer Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche mit einer durchschnittlichen Zwischenfaser-Kapillarbreite von 25 bis 400 Mikrometern.

5. Bündel synthetischer Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, in welchem

der Querschnitt und die Oberflächen-Zusammensetzung der Fasern die Ungleichung: (Pγ cos(θa))/d > 0,03 dyn/den erfüllen,

worin P die Umfangslänge des Querschnitts der Faser ist, γ die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist, (θa) der Kontaktwinkel bei vorrückender Front der Flüssigkeit ist, gemessen auf einer ebenen Oberfläche, die aus dem gleichen Material wie die Faser hergestellt ist und die gleiche Oberflächen-Behandlung aufweist, und d das Denier der Faser ist.

6. Bündel synthetischer Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, in welchem die Fasern mit einem Schmiermittel überzogen sind, das 90 Gew.- % Wasser und 10 Gew.-% Feststoff-Komponente umfasst, wobei die Feststoff- Komponente 10 Gew.-% Lösung von Poly[polyethylenglycol(1400)terephthalat], 44,1 Gew.-% Polyethylenglycol(400)monolaurat, 44,1 Gew.-% Polyethylenglycol(600)monolaurat und 1,8 Gew.-% 4-Cetyl-4-ethyl-morpholiniumethosulfat umfasst.

7. Bündel synthetischer Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, in welchem der Querschnitt der Fasern einen ersten Arm mit einer Länge von mehr als 40 Mikrometern umgrenzt.

8. Bündel synthetischer Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, in welchem mindestens eine der zwei Fasern einen nicht-runden Querschnitt aufweist, der einen ersten Arm mit einer Länge von mehr als 40 Mikrometern und einem zweiten Arm mit einer Länge von mehr als 40 Mikrometern umgrenzt.

9. Bündel synthetischer Fasern nach Anspruch 8, in welchem der Querschnitt der Fasern weiter einen dritten Arm mit einer Länge von mehr als 40 Mikrometern umgrenzt.

10. Bündel synthetischer Fasern nach Anspruch 9, in welchem der erste Arm, der zweite Arm und der dritte Arm sich alle von einer gemeinsamen Achse aus strahlenförmig ausbreiten.

11. Bündel synthetischer Fasern nach Anspruch 10, in welchem

der erste Arm und der zweite Arm einen ersten Winkel mit einem Scheitel an der gemeinsamen Achse begrenzen,

der zweite Arm und der dritte Arm einen zweiten Winkel mit einem Scheitel an der gemeinsamen Achse begrenzen,

der dritte Arm und der erste Arm einen dritten Winkel mit einem Scheitel an der gemeinsamen Achse begrenzen und

der erste Winkel, der zweite Winkel und der dritte Winkel alle im Wesentlichen 120º sind.

12. Absorbierender Gegenstand mit einer Hauptachse, einer Nebenachse und einer Länge, die größer ist als eine Breite, wobei der Gegenstand eine Decklage, eine Rückseitenlage und einen absorbierenden Kern umfasst, wobei der absorbierende Kern mindestens eine absorbierende Schicht umfasst, wobei der Gegenstand ein Bündel synthetischer Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche zwischen der Decklage und der Rückseitenlage umfasst.

13. Verfahren zur Herstellung eines Bündels synthetischer Fasern nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

(A) Extrudieren von geschmolzenem Polymer aus einer geformten Öffnung einer Spinndüse, um eine extrudierte synthetische Faser zu bilden, wobei die Öffnung einen nicht-runden Querschnitt aufweist, und

(B) Abschrecken und Schmieren der extrudierten synthetischen Faser.

14. Verfahren nach Anspruch 13, weiter umfassend das Erwärmen des Polymers auf eine Temperatur zwischen etwa 270 und etwa 300ºC beim Schritt der Extrusion und wobei das Polymer Polyethylenterephthalat ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, in welchem der Schritt des Extrudierens aus einer Öffnung mit einer Breite von weniger als 0,12 mm stattfindet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, in welchem der Schritt des Extrudierens aus einer Öffnung mit einer Breite von weniger als 0,090 mm stattfindet.

17. Verfahren nach Anspruch 15, in welchem der Schritt des Extrudierens aus einer Öffnung, die eine Länge eines Arms der Öffnung von mehr als dem 50-fachen der Breite aufweist, stattfindet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, in welchem der Schritt des Extrudierens aus einer Öffnung mit einer Länge des Arms von mehr als dem 100-fachen der Breite stattfindet.

19. Verfahren nach Anspruch 17, in welchem der Schritt des Extrudierens aus einer Öffnung mit mindestens 3 Armen stattfindet.







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