ES2377410T3 - Fibras mejoradas para tela no tejida de polietileno - Google Patents

Abstract

Un material no tejido, que tiene un gramaje (BW) de 10 g/m2 hasta 100 g/m2, compuesto por fibras que tienen una superficie que comprende un polietileno, en donde dichas fibras se seleccionan del grupo consistente en fibras monocomponentes, fibras bicomponentes o sus mezclas, en donde dicho material no tejido tiene un area de unión suficientemente alta para dar como resultado un desprendimiento/abrasión menor o igual que 0, 0214 (BW) + 0, 2714 mg/cm2 cuando el material comprende fibras monocomponentes, y en donde dicho material muestra un desprendimiento/abrasión menor o igual que 0, 0071 (BW) + 0, 4071 mg/cm2 cuando el material esta compuesto por fibras bicomponentes, en donde las fibras tienen de 0, 1 a 50 denieres y comprenden una mezcla polimera, en donde la mezcla polimera comprende: a. desde 26% en peso hasta 80% en peso (en peso de la mezcla polimera) de un primer polimero, que es un interpolimero homogeneo de etileno/αolefina que tiene: i. un indice de fluidez de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 gramos/10 minutos, y ii. una densidad de 0, 870 hasta 0, 950 gramos/centimetro3, y b. desde 74% en peso hasta 20% en peso de un segundo polimero que es un homopolimero de etileno o un interpolimero de etileno/αolefina que tiene: i. un indice de fluidez de aproximadamente 1 a 1000 gramos/10 minutos, y ii. una densidad que es al menos 0, 01 gramos/centimetro3 mayor que la densidad del primer polimero, en donde el indice de fluidez global de la mezcla polimera es mayor que 18 gramos/10 min.

Description

Fibras mejoradas para tela no tejida de polietileno

La presente invenci6n se refiere a redes o telas no tejidas. En particular, la presente invenci6n se refiere a redes no tejidas que muestran una resistencia aumentada a la abrasi6n y excelentes caracteristicas de suavidad.

5 El uso de redes o telas no tejidas es deseable en una diversidad de productos tales como materiales de vendaje, prendas, panales desechables y otros productos de higiene personal, incluidas las toallitas prehumedecidas. Las redes no tejidas con niveles altos de fortaleza, suavidad y resistencia a la abrasi6n son deseables para prendas absorbentes desechables tales como panales, ropa interior para incontinentes, braguitas de aprendizaje, productos de higiene femenina, y similares. Por ejemplo, en un panal desechable es muy deseable disponer de componentes

10 no tejidos suaves y resistentes tales como recubrimientos superiores o inferiores (tambien conocidos como cubiertas exteriores). Los recubrimientos superiores forman la porci6n interna, en contacto con el cuerpo, de un panal y su suavidad es muy beneficiosa. Los recubrimientos inferiores se benefician de mostrar un aspecto semejante al de una tela y la suavidad es un factor adicional que se anade a la percepci6n de tela preferida por los consumidores. La resistencia a la abrasi6n hace referencia a la duraci6n de la red no tejida y se distingue por la ausencia de una per

15 dida significativa de fibras durante el uso.

La resistencia a la abrasi6n se puede caracterizar por la tendencia de los materiales no tejidos a sufrir "desprendimiento", que tambien se puede describir como "soltar pelusa" o "apelmazamiento". El desprendimiento se produce en forma de fibras, o pequenos haces de fibras, que se desprenden por fricci6n u otra causa de la superficie de la red no tejida. El desprendimiento puede dar como resultado que las fibras permanezcan sobre la piel o la ropa del

20 usuario u otras personas, asi como en la perdida de integridad del material no tejido; en ambos casos, se trata de condiciones altamente indeseables para el usuario.

El desprendimiento se puede controlar en la misma medida en que se imparte fortaleza, es decir, uniendo o enmaranando entre si las fibras adyacentes en la red no tejida. En la medida en que las fibras de la red no tejida esten unidas o enmaranadas entre si, es posible incrementar la fortaleza y controlar los niveles de desprendimiento.

25 La suavidad se puede mejorar mediante tratamiento mecanico ulterior de un material no tejido. Por ejemplo, por estiramiento incremental de una red no tejida segun el metodo descrito en la Patente de EE.UU. N° 5.626.571, concedida el 6 de mayo de 1997 a Young et al., es posible impartir suavidad y extensibilidad, conservando una fortaleza suficiente para ser usada en articulos absorbentes desechables. Dobrin et al. '976 describen la forma de impartir suavidad y extensibilidad a una red no tejida usando aplicadores opuestos de presi6n que poseen superficies tridi

30 mensionales que son complementarias, al menos en cierta medida, entre si. Young et al. describen la fabricaci6n de una red no tejida que es suave y resistente por estiramiento permanente de una base no elastica no tejida en la direcci6n transversal de la maquina. Sin embargo, ni Young et al. ni Dobrin et al. describen una ausencia de tendencia al desprendimiento de sus correspondientes redes no tejidas. Por ejemplo, el metodo de Dobrin et al. puede dar como resultado una red no tejida que exhibe una tendencia relativamente alta al desprendimiento, es decir, la red no

35 tejida, suave y extensible de Dobrin et al. tiene una resistencia a la abrasi6n relativamente baja y tiende a experimentar desprendimiento durante la manipulaci6n o su uso en aplicaciones de producto.

Un metodo para unir, o "consolidar" una red no tejida consiste en unir fibras adyacentes en un patr6n regular de enlaces de puntos termicos espaciados. Un metodo adecuado de uni6n termica se describe en la Patente de EE.UU. N° 3.855.046, concedida el 17 de diciembre de 1974 a Hansen et al. Estos autores dan a conocer un patr6n de uni6n

40 termica que tiene un area de uni6n de 10 a 25% (designada en este documento como "area de consolidaci6n") para convertir las superficies de la red no tejida en resistente a la abrasi6n. Sin embargo, una resistencia a la abrasi6n todavia mayor, con un incremento de la suavidad, puede resultar mas beneficiosa para el uso de redes no tejidas en numerosas aplicaciones, incluidos articulos absorbentes desechables tales como panales, braguitas de aprendizaje, articulos de higiene femenina, etc.

45 Al aumentar el tamano de los sitios de uni6n, o disminuir la distancia entre los sitios de uni6n, se produce la uni6n de mas fibras y se puede incrementar la resistencia a la abrasi6n (se puede reducir el desprendimiento). No obstante, el correspondiente aumento del area de uni6n del material no tejido determina un incremento de la rigidez a flexi6n (es decir, dureza), que esta inversamente relacionada con una percepci6n de suavidad (es decir, a medida que aumenta la rigidez a la flexi6n, disminuye la suavidad). En otras palabras, la resistencia a la abrasi6n es directamente propor

50 cional a la rigidez a la flexi6n cuando se produce por metodos conocidos. Debido a que la resistencia a la abrasi6n se correlaciona con el desprendimiento, y a que la resistencia a la flexi6n se correlaciona con la percepci6n de suavidad, los metodos conocidos para la producci6n de materiales no tejidos requieren alcanzar un compromiso entre las propiedades de desprendimiento y suavidad de un material no tejido.

Se han ensayado diversos sistemas para mejorar la resistencia a la abrasi6n de los materiales no tejidos sin com

55 prometer la suavidad. Por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nos. 5.405.682 y 5.425.987, ambas concedidas a Shawyer et al., describen una tela no tejida suave, pero durable, semejante al pano, fabricada con fibras polimeras de componentes multiples. Sin embargo, las fibras de multiples componentes descritas comprenden un material termoplastico elast6mero relativamente costoso (es decir, KRATONS) en una cara o en la vaina de las fibras polimeras de

multiples componentes. La Patente de EE.UU. No. 5.336.552, concedida a Strack et al., describe un metodo similar, en el que se usa un copolimero de etilenoacrilato alquilico como aditivo de resistencia a la abrasi6n en fibras de poliolefina de componentes multiples. La Patente de EE.UU. No. 5.545.464, concedida a Stokes, describe una tela no tejida de fibras conjugadas, unidas segun un patr6n, en la que un polimero de punto de fusi6n mas bajo esta recubierto con un polimero con un punto de fusi6n mayor.

Asimismo, se han utilizado patrones de uni6n para mejorar la fortaleza y la resistencia a la abrasi6n de materiales no tejidos, manteniendo o, incluso, mejorando la suavidad. Se han desarrollado diversos patrones de uni6n para alcanzar una resistencia a la abrasi6n mejorada sin afectar de manera demasiado negativa a la suavidad. La Patente de EE.UU. No. 5.964.742, concedida a McCormack et al., describe un patr6n de uni6n termica que comprende elementos con una relaci6n de aspecto predeterminada. Las formas de uni6n especificadas ofrecen, segun se afirma, un numero suficiente de fibras inmovilizadas para reforzar la tela, pero no tanto como para aumentar la rigidez de manera inaceptable. La Patente de EE.UU. No. 6.015.605, concedida a Tsu Jiyama et al., describe porciones especificas unidas por presi6n termica con el objetivo de impartir fortaleza, sensaci6n agradable y resistencia a la abrasi6n. Sin embargo, con todas las soluciones de patrones de uni6n se cree que se conserva el compromiso esencial entre area de uni6n y suavidad.

Otra tecnica para mejorar la resistencia a la abrasi6n de materiales no tejidos, sin comprometer la suavidad, consiste en optimizar el contenido de polimero de las fibras usadas en la fabricaci6n del material no tejido. Se han fabricado diversas fibras y telas a partir de termoplasticos tales como polipropileno, polietileno de baja densidad (LDPE) altamente ramificado, preparado tipicamente en un proceso de polimerizaci6n a presi6n alta, polietileno lineal de ramificaci6n heterogenea (por ejemplo, polietileno lineal de baja densidad, fabricado usando catalisis de Ziegler), mezclas de polipropileno y polietileno lineal de ramificaci6n heterogenea, mezclas de polietileno lineal de ramificaci6n heterogenea, y copolimeros de etileno/alcohol vinilico.

De los diversos polimeros que pueden ser extruidos para formar una fibra, el LDPE altamente ramificado no ha podido ser convertido por extrusi6n en fibras de denier fino.

A partir de polietileno lineal de ramificaci6n heterogenea se han producido monofilamentos, tal como se describe en el documento USP 4.076.698 (Anderson et al.). Igualmente, a partir de polietileno lineal de ramificaci6n heterogenea se han producido fibras de denier fino, tal como se describe en los documentos USP 4.644.045 (Fowells), USP

4.830.907 (Sawyer et al.), USP 4.909.975 (Sawyer et al.) y USP 4.578.414 (Sawyer et al.). Asimismo, se han producido con exito fibras y telas de denier fino a partir de mezclas de este polietileno de ramificaci6n heterogenea, tal como se describe en los documentos USP 4.842.922 (Krupp et al.), USP 4.990.204 (Krupp et al.), y USP 5.112.686 (Krupp et al.). El documento USP 5.068.141 (Kubo et al.) describe tambien la fabricaci6n de telas no tejidas a partir de filamentos continuos, unidos termicamente, de determinado LLDPE de ramificaci6n heterogenea con temperaturas de fusi6n especificadas. Mientras que el uso de mezclas de polimeros de ramificaci6n heterogenea produce telas mejoradas, resulta mas dificil de hilar sin producir rotura de fibras.

La Patente de EE.UU. No. 5.549.867 (Gessner et al.) describe la adici6n de una poliolefina de bajo peso molecular a una poliolefina con un peso molecular (Mz) de 400.000 a 580.000 para mejorar el hilado. Los Ejemplos de este documento de Gessner et al. se dirigen a mezclas de 10 a 30% en peso de un polipropileno de metaloceno de peso molecular mas bajo con 70 a 90% en peso de un polipropileno de peso molecular mayor, producido utilizando un catalizador de ZieglerNatta.

El documento WO 95/32091 (Stahl et al.) describe una reducci6n de las temperaturas de uni6n mediante el uso de mezclas de fibras producidas a partir de resinas de polipropileno que tienen diferentes puntos de fusi6n y producidas por procesos diferentes de fabricaci6n de fibras, por ejemplo, fibras "me/tb/own" y "spunbond". Stahl et al. reivindican una fibra que comprende un mezcla de copolimero de propileno isotactico con un polimero termoplastico con un punto de fusi6n mas alto. Sin embargo, mientras Stahl et al. ofrecen algunas pautas sobre la manipulaci6n de la temperatura de uni6n empleando mezclas de diferentes fibras, no proponen soluciones para mejorar la fortaleza de la tela fabricada a partir de fibras que tienen el mismo punto de fusi6n.

La Patente de EE.UU. No. 5.677.383, a nombre de Lai, Knight, Chum y Markovich, describe mezclas de polimeros de etileno sustancialmente lineales con polimeros de etileno de ramificaci6n heterogenea, y el uso de estas mezclas en una diversidad de aplicaciones de uso final, incluidas fibras. Las composiciones descritas comprenden, preferentemente, un polimero de etileno sustancialmente lineal, con una densidad de al menos 0,89 gramos/centimetro3. Sin embargo, Lai et al. describieron temperaturas de fabricaci6n solamente por encima de 165°C. En contraste, para preservar la integridad de la fibra, las telas se unen habitualmente a temperaturas mas bajas, de manera que la totalidad del material cristalino no este fundido antes o durante la fusi6n.

La Publicaci6n de Patente Europea (EP) 340.982 describe fibras de dos componentes que comprenden un primer componente, nucleo, y un segundo componente, vaina, en donde este segundo componente comprende, adicionalmente, una mezcla de un polimero amorfo con un polimero al menos parcialmente cristalino. El intervalo descrito del polimero amorfo con respecto al polimero cristalino es de 15:85 a 90:10. Preferentemente, el segundo componente comprendera polimeros cristalino y amorfo del mismo tipo general de polimero que el primer componente, prefiriendose el poliester. Los ejemplos describen, por ejemplo, el uso de un poliester amorfo y un poliester cristalino como el

segundo componente. El documento EP 340.982, en las Tablas I y II, indica que a medida que disminuye el indice de fluidez del polimero amorfo, se reduce tambien, de manera perjudicial, la fortaleza de la red. Las correspondientes composiciones polimeras incluyen polietileno lineal de baja densidad y polietileno de alta densidad, con un indice de fluidez situado generalmente en el intervalo de 0,7 a 200 gramos/10 minutos.

Las Patentes de EE.UU. Nos. 6.015.617 y 6.270.891 describen que la inclusi6n de un polimero homogeneo de bajo punto de fusi6n en un polimero con un punto de fusi6n mayor, dotado de un indice de fluidez 6ptimo, puede resultar util para proporcionar una tela calandrada con un rendimiento mejorado de uni6n, conservando al mismo tiempo un rendimiento adecuado de hilado de las fibras.

El documento WO01/32771 esta dirigido a una mezcla de polimeros de etileno que comprende al menos diversos interpolimeros de etileno. La mezcla de polimeros de etileno se puede usar para fabricar diversos articulos, en especial formas extruidas y, de manera muy especial, peliculas.

El documento WOA02/48440 describe un metodo para producir una tela no tejida, que comprende hacer pasar una red de fibras a traves de un par de rodillos para obtener una tela unida termicamente con un alto porcentaje de areas unidas. El alto porcentaje de areas unidas esta formado por un patr6n grabado en al menos uno de los rodillos. El patr6n grabado tiene un alto porcentaje de areas de puntos de uni6n y angulos extensos de puntos de uni6n.

La Patente de EE.UU. No. 5.804.286 indica que la uni6n de filamentos de LLDPE en una red no tejida con resistencia aceptable a la abrasi6n resulta dificil, puesto que la temperatura a la que se produce una fijaci6n aceptable es practicamente la misma que la temperatura a la que funden los filamentos y se adhieren a la calandria. Esta referencia bibliografica explica el motivo por el que los materiales no tejidos de LLDPE no tejido no han encontrado una amplia aceptaci6n comercial.

Aunque estos polimeros han tenido exito en el mercado de aplicaciones de fibras, las fibras fabricadas a partir de tales polimeros podrian beneficiarse en una mejora de su resistencia de fijaci6n, que daria lugar a telas resistentes a la abrasi6n y, en consecuencia, a un incremento de valor de los fabricantes de telas y articulos no tejidos, asi como al consumidor final.

Sin embargo, los beneficios de la resistencia de uni6n no se deben alcanzar a costa de una reducci6n negativa de la capacidad de formaci6n de hebras, o un aumento perjudicial de la adhesi6n de las fibras o de la tela al equipo durante el procesamiento.

Por lo tanto, existe una necesidad continua y no satisfecha de un material no tejido que disponga de un porcentaje suficientemente alto de areas de uni6n para la resistencia a la abrasi6n, conservando al mismo tiempo una rigidez a la flexi6n suficientemente baja, especialmente en direcci6n de la maquina, para lograr la percepci6n de suavidad deseable.

Adicionalmente, existe la necesidad continua y no resuelta de un material no tejido suave, con escaso desprendimiento, para ser usado como componente en un articulo absorbente desechable.

Existe, ademas, una necesidad continua y no satisfecha de una red no tejida suave y extensible, dotada de una resistencia a la abrasi6n relativamente alta.

Ademas, existe una necesidad continua y no satisfecha de un metodo de procesamiento de un material no tejido, de forma que se alcance una resistencia a la abrasi6n sin o con escaso detrimento de la suavidad.

Existe, igualmente, la necesidad de fibras, en especial fibras no tejidas, que tengan una ventana de uni6n mas amplia, una mayor fuerza de uni6n y resistencia a la abrasi6n, una suavidad mejorada y una buena capacidad de formaci6n de hebras.

La presente invenci6n ofrece un material no tejido con un gramaje de 10 g/m2 hasta 100 g/m2, compuesto por fibras con una superficie que comprende polietileno, en donde dichas fibras se seleccionan del grupo consistente en fibras monocomponentes, fibras bicomponentes, o mezclas de las mismas, en donde dicho material no tejido tiene un area de uni6n suficientemente alta para dar como resultado un desprendimiento/abrasi6n menor o igual que 0,0214 (BW)

+

0,2714 mg/cm2 cuando el material comprende fibras monocomponentes, y dicho material no tejido tiene un desprendimiento/abrasi6n menor o igual que 0,0071 (BW) + 0,4071 mg/cm2 cuando el material consiste en fibras bicomponentes, en donde las fibras tienen de 0,1 a 50 denieres y comprenden una mezcla polimera, en donde la mezcla polimera comprende:

a.

desde 26% en peso hasta 80% en peso (en peso de la mezcla polimera) de un primer polimero, que es un interpolimero homogeneo de etileno/αolefina que tiene:

i. un indice de fluidez de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 1000 gramos/10 minutos, y

ii. una densidad de 0,870 a 0,950 gramos/centimetro3, y

b. desde 74% en peso hasta 20% en peso de un segundo polimero que es un homopolimero de etileno o un interpolimero de etileno/αolefina que tiene:

i. un indice de fluidez de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 1000 gramos/10 minutos, y

ii. una densidad que es al menos 0,01 gramos/centimetro3 mayor que la densidad del primer polimero

en donde el indice de fluidez global de la mezcla polimera es mayor que 18 gramos/10 minutos.

Como se usa en este documento, la expresi6n "articulo absorbente" hace referencia a elementos que absorben y retienen los exudados del cuerpo y, mas especificamente, se refiere a elementos que se disponen en o en la proximidad del cuerpo del usuario para absorber y retener los diversos exudados eliminados por el organismo.

El termino "desechable" se usa en este documento para describir articulos absorbentes que no estan destinados a ser lavados o restaurados o reutilizados de cualquier otra forma como articulos absorbentes (es decir, estan destinados a ser eliminados tras un unico uso y, preferentemente, a ser reciclados, usados para compostaje o desechados de cualquier otra forma que no sea perjudicial para el medio ambiente). Un articulo absorbente "unitario" se refiere a articulos absorbentes que estan formados por partes separadas unidas entre si para formar una entidad coordinada, de manera que no requiera la manipulaci6n de partes separadas tales como un soporte y un revestimiento separados.

Como se usa en este documento, la expresi6n "red no tejida" hace referencia a una red que tiene una estructura de fibras o hilos individuales, dispuestas de forma entrecruzada, pero sin seguir un patr6n regular ni repetido. En el pasado, las redes no tejidas se han formado por una variedad de procedimientos tales como, por ejemplo, procedimientos de via aerea, procedimientos de "soplado en fusi6n" ("me/tb/owwng"), procedimientos de "spunbondwng" y procedimientos de cardado, incluidos los procedimientos de red cardada soldada.

Como se usa en este documento, el termino "microfibras" se refiere a fibras de pequeno diametro, con un diametro medio no mayor que 100 micr6metros. Las fibras y, en particular, las fibras "spunbond" usadas en la presente invenci6n pueden ser microfibras o, mas especificamente, pueden ser fibras que tengan un diametro de 15 a 30 micr6metros y con un denier de 1,5 a 3,0.

Como se usa en este documento, la expresi6n "fibras sopladas en fusi6n" ("me/tb/own") se refiere a fibras formadas por la extrusi6n de un material termoplastico fundido a traves de una pluralidad de capilares de boquilla fina, habitualmente circulares, en forma de hebras o filamentos fundidos sobre una corriente de gas de alta velocidad (por ejemplo, aire), que atenua los filamentos de material termoplastico fundido para reducir su diametro, que puede alcanzar el diametro de microfibra. A continuaci6n, la corriente de gas de alta velocidad transporta las fibras "me/tb/own" y las deposita en una superficie de recolecci6n para formar una red de fibras "me/tb/own" dispersas al azar.

Como se usa en este documento, la expresi6n "fibras spunbonded" se refiere a fibras de pequeno diametro formadas por la extrusi6n de un material termoplastico fundido en forma de filamentos a partir de una pluralidad de capilares finos, habitualmente circulares, de una hiladora, en donde el diametro de los filamentos extruidos se reduce rapidamente por estiramiento.

Como se usan en este documento, los terminos "consolidaci6n" y "consolidado" hacen referencia al agrupamiento de al menos una porci6n de las fibras de una red no tejida para formar un sitio o sitios, cuya funci6n es incrementar la resistencia del material no tejido a las fuerzas externas, por ejemplo, fuerzas de abrasi6n y tensi6n, en comparaci6n con la red no consolidada. El termino "consolidado" puede referirse a una red no tejida completa que ha sido procesada de manera que al menos una porci6n de las fibras se aproximan entre si, por ejemplo por soldadura termica de puntos. Una red de este tipo puede considerarse una "red consolidada". En otro sentido, una regi6n especifica y discreta de fibras, agrupadas de manera pr6xima entre si, tal como un sitio de uni6n termica, se puede describir como "consolidada".

La consolidaci6n se puede lograr por metodos que aplican calor y/o presi6n a la red de fibras, tales como fijaci6n por puntos termicos. Esta fijaci6n por puntos termicos se puede alcanzar haciendo pasar la red de fibras a traves de un laminador de presi6n formado por dos rodillos, uno de los cuales se calienta y contiene una pluralidad de puntos resaltantes en su superficie tal como se ha descrito en la Patente de EE.UU. No. 3.855.046, anteriormente mencionada, concedida a Hansen et al. Los metodos de consolidaci6n pueden incluir tambien fijaci6n por ultrasonidos, fijaci6n por aire e hidroenmaranamiento.

El hidroenmaranamiento implica tipicamente tratar la red de fibras con chorros de agua a presi6n elevada para consolidar la red por enmaranamiento mecanico de fibras (fricci6n) en la regi6n que se desea consolidar, con los sitios formados en la zona de enmaranamiento de fibras. Las fibras se pueden someter a hidroenmaranamiento de la forma descrita en las Patentes de EE.UU. Nos. 4.021.284, concedida a Kalwaites el 3 de mayo de 1977, y 4.024.612, concedida a Contrator et al. el 24 de mayo de 1977. En la forma de realizaci6n actualmente preferida, las fibras polimeras del material no tejido se consolidan por fijaci6n de puntos que, en ocasiones, se denomina "consolidaci6n parcial" debido a la pluralidad de sitios de uni6n discretos espaciados entre si.

Como se usa en este documento, el termino "polimero" incluye, por lo general, pero sin estar limitado a ellos, homopolimeros, copolimeros tales como, por ejemplo, copolimeros de bloques, de injerto, aleatorios y alternantes, terpolimeros, etc., y sus mezclas y modificaciones. Adicionalmente, y a menos que se limite especificamente, el termino "polimero" incluira todas las posibles configuraciones del material. Estas configuraciones incluyen, sin limitarse a ellas, isotactica, sindiotactica y simetrias aleatorias.

Como se usa en este documento, el termino "extensible" se refiere a cualquier material que, tras la aplicaci6n de una fuerza oblicua, es susceptible de alargamiento en al menos 50, mas preferentemente al menos 70%, sin experimentar un fracaso catastr6fico.

Todos los porcentajes especificados en este documento son porcentajes en peso, a menos que se especifique lo contrario.

Como se usa en este documento, un "no tejido", o "tela no tejida", o "material no tejido" significa un conjunto de fibras unidas entre si en una red aleatoria tal como por enlazamiento mecanico o fusionando al menos una porci6n de las fibras. Es posible fabricar telas no tejidas por diversos metodos que incluyen telas hidroligadas (o enmaranadas de forma hidrodinamica) como las descritas en los documentos USP 3.485.706 (Evans) y USP 4.939.016 (Radwanski et al.); cardando y uniendo termicamente fibras cortadas; procesamiento "spunbondwng" de fibras continuas en una operaci6n continua; o uniendo por soplado de fusi6n ("me/t b/owwng") fibras en la tela y sometiendo subsiguientemente a calandrado o fijando termicamente la red resultante. Estas diversas tecnicas de fabricaci6n de telas no tejidas son bien conocidas por los expertos. Las fibras de la presente invenci6n son especialmente adecuadas para formar un material no tejido "spunbonded".

El material no tejido de la presente invenci6n tendra un gramaje (peso por area unitaria) (BW) desde 10 gramos por metro cuadrado (gsm) hasta 100 gsm. El gramaje tambien puede ser de 15 gsm a 60 gsm y, en una forma de realizaci6n, fue de 20 gsm. Las redes no tejidas de base apropiadas pueden tener un denier medio de filamento de 0,10 a 10. Es posible alcanzar denieres muy bajos usando, por ejemplo, una tecnologia de fibra divisible. En general, la reducci6n del denier de la fibra tiende a producir redes de fibras mas suaves y se pueden utilizar microfibras de bajo denier de 0,10 a 2,0 denieres para obtener una suavidad todavia mayor.

El grado de consolidaci6n se puede expresar como un porcentaje del area total de superficie de la red que esta consolidada. La consolidaci6n puede ser sustancialmente completa, tal como cuando un adhesivo recubre uniformemente la superficie del material no tejido, o cuando las fibras bicomponentes se calientan suficientemente de forma que se unen practicamente todas las fibras a la fibra adyacente. En general, sin embargo, la consolidaci6n es preferentemente parcial, como el caso de la uni6n por puntos tal como la uni6n termica por puntos.

Los sitios de uni6n discretos y espaciados entre si formados por la uni6n por puntos, tal como la uni6n termica por puntos, solamente unen las fibras del material no tejido en la zona de entrada localizada de energia. Las fibras o porciones de fibras alejadas de la entrada localizada de energia se mantienen sustancialmente no unidas a las fibras adyacentes.

De manera similar, con respecto a los metodos de ultrasonidos o hidroenmaranamiento, se pueden formar sitios de uni6n discretos y espaciados entre si para crear una red no tejida parcialmente consolidada. El area de consolidaci6n, cuando se consolida por estos metodos, hace referencia al area por unidad de superficie ocupada por los sitios localizados, generados por la uni6n de fibras en uniones de punto (denominadas alternativamente como "sitios de uni6n"), tipicamente como un porcentaje del area unitaria total. Mas adelante se detalla un metodo para determinar el area de consolidaci6n.

El area de consolidaci6n se puede determinar a partir de imagenes obtenidas por microscopia electr6nica de barrido (SEM) con ayuda de un software de analisis de imagenes. Se pueden tomar una o, preferentemente, multiples imagenes SEM desde diferentes posiciones de una muestra de red no tejida, con una magnificaci6n de 20X. Estas imagenes se pueden almacenar de forma digital e importarlas al software ImagePro PlusO para su analisis. A continuaci6n, se pueden trazar las areas unidas y se puede calcular de area porcentual de estas superficies en base al area total de la imagen SEM. El numero promedio de imagenes se puede considerar como el area de consolidaci6n de la muestra.

Una red se la presente invenci6n exhibe, preferentemente, un area porcentual de consolidaci6n menor que 25%, mas preferentemente menor que 22% antes del posttratamiento mecanico, si lo hay.

La red de la presente invenci6n se caracteriza por una elevada resistencia a la abrasi6n y una alta suavidad, propiedades que se cuantifican por la tendencia de la red al desprendimiento y a la rigidez a la flexi6n o flexural, respectivamente. Se determinaron los niveles de desprendimiento (o "desprendimiento/abrasi6n") y de rigidez flexural segun los metodos indicados en la secci6n de Metodos de Ensayo del documento WO 02/31245.

Los niveles de desprendimiento, la resistencia a la tracci6n y la rigidez flexural dependen en parte del gramaje del material no tejido, asi como de si la fibra esta fabricada de un filamento monocomponente (o monofilamento) o bicomponente (tipicamente vaina/nucleo). A los efectos de esta invenci6n, una fibra "monocomponente" significa una fibra en la que la secci6n transversal es relativamente uniforme. Se debe entender que la secci6n transversal puede

comprender mezclas de mas de un polimero, pero que no incluira estructuras "bicomponentes" tales como vainanucleo, "islas en el mar", etc. En general, las telas mas pesadas (es decir, telas con un gramaje mayor) tendran mayores niveles de desprendimiento, siendo iguales en todo lo demas. Del mismo modo, las telas mas pesadas tenderan a mostrar valores mas altos de tenacidad y rigidez flexural, y valores mas bajos de suavidad, determinados segun el ensayo de panel de suavidad BBA, descrito en S. Woekner, "Softness and Touch -Important aspects of Non-wovens", EDANA International Nonwovens Symposium, Roma, Italia, junio (2003).

Los materiales no tejidos de la presente invenci6n muestran, preferentemente, un desprendimiento/abrasi6n menor que 0,7 mg/cm2, mas preferentemente menor que 0,6 mg/cm2 y, de forma especialmente preferida, menor que 0,5 mg/cm2. Como ejemplo de la dependencia del gramaje, cuando el gramaje de un material no tejido fabricado a partir de un monofilamento se halla aproximadamente en el intervalo de 2027 gsm, la abrasi6n (mg/cm2) debe ser menor

o igual que 0,021 (BW) + 0,2714, en donde BW es gramaje en g/m2. Preferentemente, sera menor que 0,0214 (BW)

+ 0,1714, mas preferentemente menor o igual que 0,0214 (BW) + 0,0714. En estas ecuaciones, se debe entender que las f6rmulas tienen ya en consideraci6n conversiones unitarias tales que, cuando el gramaje se inserta en la f6rmula en gramos/m2, el resultado de la abrasi6n (por ejemplo) se expresa en mg/cm2 sin conversi6n adicional. Para telas fabricadas usando principalmente una fibra bicomponente, la abrasi6n debera ser menor o igual que 0,0071 (BW) + 0,4071, preferentemente menor o igual que 0,0143 (BW) + 0,1643 y, de forma especialmente preferida, menor o igual que 0,0143 (BW) + 0,1143.

Es necesario entender que las relaciones citadas como aplicables en el gramaje de 2027 gsm tambien pueden serlo fuera del gramaje de 2027 gsm especificado.

La rigidez flexural se determin6 tanto en la direcci6n de la maquina (MD) como en direcci6n transversal (CD), y en la MD, para un gramaje de tela de 2027 gsm, es preferentemente menor que 0,4 mN·cm, mas preferentemente menor que 0,2 mN·cm, de forma todavia mas preferida menor que 0,15 mN·cm y, de manera especialmente preferida, menor que 0,11 mN·cm. En la CD, la tela tendra preferentemente una rigidez flexural menor que 0,2 mN·cm, mas preferentemente menor que 0,15 mN·cm, de forma todavia mas preferida menor que 0,10 mN·cm y, de manera especialmente preferida, menor que 0,08 mN·cm. Cuando el gramaje de un material no tejido fabricado con una fibra monofilamento se encuentra aproximadamente en el intervalo de 2027 gsm, la rigidez flexural en MD (mN·cm) debera ser menor o igual que 0,0286 (BW) -0,3714, preferentemente menor o igual que 0,0214 (BW) -0,2786, y de forma especialmente preferida, menor o igual que 0,0057 (BW) -0,0043. Para materiales no tejidos hechos con un filamento bicomponente, las relaciones serian menor o igual que 0,0714 (BW) - 1,0286, mas preferentemente menor o igual que 0,0714 (BW) - 1,0786.

La resistencia a la tracci6n para los materiales no tejidos se midi6 usando un analizador de tracci6n de extensi6n de velocidad constante tal como los fabricados por Instrom y similares. Para cada resultado comunicado, se ensayaron 5 muestras y los resultados que se indican son un promedio. Los resultados se dan a conocer como la carga de fuerza por ancho unitario (por ejemplo, N/5 cm) al maximo, y tambien se informa del alargamiento maximo como porcentaje de alargamiento a la fuerza maxima. Los ensayos se llevaron a cabo en una sala acondicionada a una temperatura controlada de 23 ± 1°C (73 ± 2°F) y 50 ± 2% de humedad relativa. Los ensayos se realizaron tanto en direcci6n de la maquina (MD) como en direcci6n transversal (CD). Los materiales no tejidos de la presente invenci6n tienen una resistencia a la tracci6n mayor que 10 N/5 cm en la MD, mas preferentemente mayor que 11, mas preferentemente mayor que 13 y, de manera todavia mas preferida, mayor que 15 N/5 cm. En direcci6n transversal, los materiales no tejidos tendran una resistencia a la tracci6n mayor que 7 N/5 cm, mas preferentemente mayor que 8, mas preferentemente mayor que 10 y, de forma todavia mas preferida, mayor que 11 N/5 cm. La resistencia a la tracci6n tambien es una funci6n del gramaje y, por tanto, se prefiere que la resistencia a la tracci6n (N/5 cm) sea mayor o igual que 0,4286 (BW) + 1,4286, mas preferentemente mayor o igual que 0,4286 (BW) + 2,4286. En la direcci6n transversal, se prefiere que la resistencia a la tracci6n sea mayor o igual que 0,4286 (BW) -1,5714, mas preferentemente mayor o igual que 0,4286 (BW) - 0,5714. Como en el caso anterior, estas relaciones son especialmente relevantes en el intervalo del gramaje de 20 a 27 gramos por metro cuadrado.

Los materiales no tejidos se pueden describir asimismo en terminos de su alargamiento a la fuerza maxima en direcci6n de la maquina. Las telas de la presente invenci6n tienen preferentemente un alargamiento a la fuerza maxima en direcci6n de la maquina mayor que 70%, mas preferentemente mayor que 80%, de manera todavia mas preferida mayor que 90% y, de forma especialmente preferida, mayor que 100%. Este factor tambien es una funci6n del gramaje y, al menos para el intervalo de 2027 gsm, se prefiere que el material no tejido tenga un alargamiento (porcentual) mayor que 1,4286 (BW) + 41,429, mas preferentemente mayor que 1,4286 (BW) + 51,429 y, de forma especialmente preferida, mayor que 1,4286 (BW) + 61,429.

Los materiales no tejidos se pueden caracterizar tambien segun su suavidad. Un metodo para determinar un valor de suavidad es un ensayo de panel, tal como se describe en S. Woekner, "Softness and Touch -Important aspects of Non-wovens", EDANA International Nonwovens Symposium, Roma, Italia, junio (2003). Se prefiere que la tela de la presente invenci6n tenga una suavidad mayor o igual que 1 unidad de suavidad personal ("SPU"), mas preferentemente mayor que 2 y, de forma todavia mas preferida, mayor que 3 SPU. Los valores de suavidad tambien estan inversamente correlacionados con el gramaje, y para telas fabricadas con monofilamento (especialmente en el intervalo de 2027 gsm), se prefiere que la tela tenga una suavidad (SPU) mayor o igual que 5,6286 -0,1714 (BW), preferentemente 5,3571 -0,1429 (BW) y, de manera especialmente preferida, de 5,8571 -0,1429 (BW). Las telas fa

bricadas con fibras bicomponentes tienden a ser menos suaves y, por lo tanto, para estos materiales (en especial, dentro del intervalo de 2027 gsm), es preferible que los materiales no tejidos tengan una suavidad mayor o igual que 0,9286 -0,0714 (BW), mas preferentemente mayor o igual que 3,4286 -0,0714 (BW).

Se ha encontrado que los materiales no tejidos de la presente invenci6n se pueden fabricar de forma conveniente 5 usando una fibra con un diametro en el intervalo de 0,1 a 50 denieres que comprende una mezcla de polimeros, que esta formada por:

a) desde 26% en peso hasta 80% en peso (en peso de la mezcla polimera) de un primer polimero, que es un interpolimero homogeneo de etileno/αolefina, que exhibe:

i. un indice de fluidez de 1 a 1000 gramos/10 minutos, y

10 ii. una densidad de 0,870 hasta 0,950 gramos/centimetro3, y

b) desde 74% en peso hasta 20% en peso de un segundo polimero, que es un homopolimero o un interpolimero de etileno/αolefina que tiene:

i. un indice de fluidez de 1 hasta 1000 gramos/10 minutos y, preferentemente,

ii. una densidad que es al menos de 0,01 gramos/centimetro3 mayor que la densidad del primer polimero.

15 Los polimeros sustancialmente lineales de etileno, con ramificaci6n homogenea, usados en las composiciones polimeras descritas en este documento pueden ser interpolimeros de etileno con al menos una αolefina C3C20. Las expresiones "interpolimero" y "polimero de etileno" usadas en este documento indican que el polimero puede ser un copolimero, un terpolimero, etc. Mon6meros adecuadamente copolimerizados con etileno para producir los polimeros lineales, de ramificaci6n homogenea, o sustancialmente lineales de etileno incluyen αolefinas C3C20, en espe

20 cial 1penteno, 1hexeno, 4metil1penteno, y 1octeno. Comon6meros especialmente preferidos incluyen 1penteno, 1hexeno y 1octeno. Se prefieren de forma especial los copolimeros de etileno y una αolefina C3C20.

La expresi6n "sustancialmente lineal" significa que el esqueleto del polimero esta sustituido con desde 0,01 ramas de cadena larga/1000 carbonos hasta 3 ramas de cadena larga/1000 carbonos, mas preferentemente desde 0,01 ramas de cadena larga/1000 carbonos hasta 1 rama de cadena larga/1000 carbonos y, en especial, desde 0,05

25 ramas de cadena larga/1000 carbonos hasta 1 rama de cadena larga/1000 carbonos.

En este documento, rama de cadena larga se define como una rama (lateral) con una longitud de cadena mayor que la de cualquier rama de cadena corta resultante de la incorporaci6n de comon6meros. La rama de cadena larga puede tener aproximadamente la misma longitud que el esqueleto del polimero.

La existencia de ramas de cadena larga se puede determinar por espectroscopia de resonancia magnetica nuclear 30 (RMN) 13C y se cuantifica usando el metodo de Randall (Rev. Macromo/. Chem. Phys. C29 (2 y 3), pags. 275287).

En el caso de polimeros de etileno sustancialmente lineales, estos polimeros se pueden distinguir por tener:

a.

un coeficiente de indice de fluidez, I10/I2, ≥5,63,

b.

una distribuci6n del peso molecular, Mw/Mn, definida por la ecuaci6n:

Mw/Mn ≤ (I10/I2) -4,63, y

35 c. una velocidad de cizallamiento critica al inicio de la fractura global de fusi6n mayor que 4 x 106 dinas/cm2, y/o una velocidad de cizallamiento critica al inicio de la fractura de fusi6n superficial superior en al menos 50% al indice de cizallamiento critico al inicio de la fractura superficial por fusi6n del polimero de etileno lineal, con ramificaci6n tanto homogenea como heterogenea, que tiene aproximadamente los mismos valores de I2 y Mw/Mn.

40 En contraste con los polimeros de etileno sustancialmente lineales, los polimeros lineales de etileno carecen de ramificaci6n de cadena larga, es decir, tienen menos de 0,01 ramas de cadena larga/1000 carbonos. Por lo tanto, la expresi6n "polimeros lineales de etileno" no hace referencia a polietileno ramificado de alta presi6n, copolimeros de etileno/acetato de vinilo, o copolimeros de etileno/alcohol vinilico que, como saben los expertos en la tecnica, poseen numerosas ramas de cadena larga.

45 Los polimeros lineales de etileno incluyen, por ejemplo, los tradicionales polimeros de polietileno de baja densidad, lineales y de ramificaci6n heterogenea, fabricados usando procesos de polimerizaci6n de Ziegler (por ejemplo, documento USP 4.076.698 [Anderson et al.]), o polimeros lineales homogeneos (por ejemplo, documento USP

3.645.992 [Elston]).

Tanto el polimero de etileno lineal homogeneo como el polimero de etileno sustancialmente lineal usados para for50 mar las fibras tienen distribuciones homogeneas de ramificaciones. La expresi6n "distribuci6n homogenea de ramifi

caciones" significa que el comon6mero esta distribuido aleatoriamente dentro de una molecula determinada y que, sustancialmente todas las moleculas del copolimero poseen la misma relaci6n etileno/comon6mero.

La homogeneidad de la distribuci6n de las ramificaciones se puede medir de diversas formas, incluida la medici6n del SCBDI (indice de Distribuci6n de Ramificaci6n de Cadena Corta) o CDBI (indice de Ramificaci6n de Distribuci6n de la Composici6n, ambas por sus siglas en ingles). SCBDI o CDBI se definen como el porcentaje en peso de las moleculas de polimero que tienen un contenido de comon6mero dentro de 50% del valor mediano del contenido de comon6mero molar total. El CDBI de un polimero se calcula facilmente a partir de los datos obtenidos de tecnicas conocidas en este campo tales como, por ejemplo, fraccionamiento por incremento de la temperatura de eluci6n (abreviado en el presente documento como "TREF") como se describe, por ejemplo, en Wild et al., "Journa/ of Po/ymer Scwence", Po/y. Phys. Ed. Vol. 20 p. 441 (1982), en el documento USP 5.008.204 (Stehling). La tecnica para calcular el CDBI se describe en los documentos USP 5.322.728 (Davey et al.) y USP 5.246.783 (Spenadel et al.). El SCBDI o el CDBI para los polimeros de etileno lineales y sustancialmente lineales de ramificaci6n homogenea es tipicamente mayor que 30%, y preferentemente es mayor que 50%, mas preferentemente mayor que 60%, de forma todavia mas preferida mayor que 70% y, de manera especialmente preferida, mayor que 90%.

Los polimeros de etileno lineales homogeneos y sustancialmente lineales usados para la fabricaci6n de fibras segun la presente invenci6n tendran tipicamente un unico pico, medido por el uso de calorimetria de barrido diferencial (DSC) o TREF.

Los polimeros de etileno sustancialmente lineales exhiben una propiedad de fluidez altamente inesperada, en donde el valor de I10/I2 del polimero es esencialmente independiente del indice de polidispersidad (es decir, Mw/Mn) del polimero. Esta propiedad contrasta con los polimeros de etileno, lineales y homogeneos, convencionales y con las resinas de polietileno lineal, de ramificaci6n heterogenea, para los que es necesario aumentar el indice de polidispersidad con el fin de incrementar el valor de I10/I2. Los polimeros de etileno sustancialmente lineales exhiben igualmente una buena procesabilidad y un descenso reducido de la presi6n a traves del sistema de hiladora, incluso cuando se utiliza filtraci6n de alto cizallamiento.

Los polimeros de etileno lineales homogeneos utiles para producir las fibras y telas de la invenci6n son una clase conocida de polimeros que tienen un esqueleto polimero lineal, carecen de ramas de cadena larga y muestran una distribuci6n estrecha de peso molecular. Estos polimeros son interpolimeros de etileno y al menos un comon6mero de αolefina de 3 a 20 atomos de carbono y son, preferentemente, copolimeros de etileno con una αolefina C3C20; de manera especialmente preferida, son copolimeros de etileno con propileno, 1buteno, 1hexeno, 4metil1penteno o 1octeno. Esta clase de polimeros aparece descrita, por ejemplo, por Elston en el documento USP 3.645.992, y se han desarrollado procedimientos subsiguientes para producir estos polimeros usando catalizadores de metaloceno tal como se muestra, por ejemplo, en los documentos EP 0 129 368, EP 0 260 999, USP 4.701.432, USP 4.937.301, USP 4.935.397, USP 5.055.438, WO 90/07526, y otros. Los polimeros se pueden producir por procedimientos convencionales de polimerizaci6n (por ejemplo, fase gaseosa, suspensi6n, soluci6n y presi6n alta).

El primer polimero sera un polimero de etileno homogeneo lineal o sustancialmente lineal, con una densidad, medida segun la norma ASTM D792 de al menos 0,870 gramos/centimetro3, preferentemente al menos 0,880 gramos/centimetro3 y, mas preferentemente, al menos 0,90 gramos/centimetro3 y, de forma especialmente preferida, de al menos 0,915 gramos/centimetro3, que tipicamente no es mayor que 0,945 gramos/centimetro3, preferentemente no mayor que 0,940 gramos/centimetro3, mas preferentemente no mayor que 0,930 gramos/centimetro3 y, de forma especialmente preferida, no mayor que 0,925 gramos/centimetro3. El segundo polimero tendra una densidad que es al menos 0,01 gramos/centimetro3, preferentemente al menos 0,015, todavia mas preferentemente 0,02 gramos/centimetro3, mas preferentemente al menos 0,25 gramos/centimetro3 y, de manera especialmente preferida, al menos 0,03 gramos/centimetro3 mayor que la del primer polimero. Tipicamente, el segundo polimero tendra una densidad de al menos 0,880 gramos/centimetro3, preferentemente al menos 0,900 gramos/centimetro3, mas preferentemente al menos 0,935 gramos/centimetro3, todavia mas preferentemente de al menos 0,940 gramos/centimetro3 y, de forma especialmente preferida, al menos de 0,945 gramos/centimetro3.

El peso molecular del primero y segundo polimeros usados para producir las fibras y telas de la presente invenci6n se indica convenientemente usando la medici6n del indice de fluidez segun la norma ASTM D1238, Condici6n 190°C/2,16 kg (conocida formalmente como "Condici6n (E)" y conocida tambien como I2). El indice de fluidez es inversamente proporcional al peso molecular del polimero. De este modo, cuanto mayor sea el peso molecular, menor es el indice de fluidez, aunque la relaci6n no es lineal. El indice de fluidez para el primer polimero es, por lo general, de al menos 1 gramo/10 minutos, preferentemente al menos 5 gramos/10 minutos, mas preferentemente al menos 10 gramos/10 minutos y, de forma todavia mas preferida, de al menos 15 gramos/10 minutos, generalmente no mayor de 1000 gramos/10 minutos. El indice de fluidez para el segundo polimero es, por lo general, de al menos 1 gramo/10 minutos, preferentemente al menos 5 gramos/10 minutos, mas preferentemente al menos 10 gramos/10 minutos y, de forma todavia mas preferida, de al menos 15 gramos/10 minutos, generalmente no mayor de 1000 gramos/10 minutos. Para las fibras "spunbond", el indice de fluidez del segundo polimero es preferentemente de al menos 15 gramos/10 minutos, mas preferentemente al menos 20 gramos/10 minutos; preferentemente no mayor que 100 gramos/10 minutos.

Otra medici6n de utilidad para caracterizar el peso molecular de los polimeros de etileno se indica convenientemente usando una medici6n del indice de fluidez segun la Norma ASTM D1238, Condici6n 190°C/10 kg (conocida anteriormente como "Condici6n (N)" y conocida tambien como I10). La relaci6n de estos dos terminos de indice de fluidez es el coeficiente de indice de fluidez y se designa como I10/I2. Para las composiciones polimeras usadas para polimeros de etileno sustancialmente lineales, utiles para producir las fibras de la invenci6n, la relaci6n I10/I2 indica el grado de ramificaci6n de cadena larga, es decir, cuando mas alta es la relaci6n I10/I2, mayor es la ramificaci6n de cadena larga en el polimero. Los polimeros de etileno sustancialmente lineales pueden tener relaciones I10/I2 variables, manteniendo al mismo tiempo una baja distribuci6n de peso molecular (es decir, Mw/Mn desde 1,5 a 2,5). Generalmente, la relaci6n I10/I2 de los polimeros de etileno sustancialmente lineales es de al menos 5,63, preferentemente al menos 6, mas preferentemente al menos 7. Por lo general, el limite superior de la relaci6n I10/I2 para los polimeros de etileno sustancialmente lineales con ramificaci6n homogenea es de 15 o menos, pero puede ser menor que 9 o, incluso, menor que 6,63.

En el primer polimero, o en la composici6n polimera global util para producir las fibras y telas de la invenci6n, se pueden incorporar aditivos tales como antioxidantes (por ejemplo, productos fen6licos con impedimento esterico (por ejemplo, Irganox� 1010, producido por CibaGeigy Corp.), fosfitos (por ejemplo, Irgafos� 168, producido por CibaGeigy Corp.), aditivos de adhesi6n (por ejemplo, poliisobutileno (PIB)), coadyuvantes de procesamiento de polimeros (tales como Dynamar� 5911 de Dyneon Corporation, y Silquest� PA1, de General Electric), aditivos antibloqueo, pigmentos, en la medida que no interfieran con las propiedades potenciadas de las fibras y telas descubiertas por los Solicitantes.

Las muestras completas del producto de interpolimero y los componentes individuales de los mismos se analizan por cromatografia de permeaci6n en gel (GPC) en una unidad de cromatografia de alta temperatura Waters 150°C equipada con columnas de porosidad mixta que opera a una temperatura de sistema de 140°C. El disolvente es 1,2,4triclorobenceno, del que se utilizan 0,3 mililitros/minuto, y el tamano de inyecci6n es de 100 microlitros.

La determinaci6n del peso molecular se lleva a cabo usando los patrones de poliestireno de estrecha distribuci6n de peso molecular (de Polymer Laboratories), junto con sus volumenes de eluci6n. Los pesos moleculares equivalentes de polietileno se determinan utilizando coeficientes apropiados de MarkHouwink para polietileno y poliestireno (segun lo descrito por Williams y Ward en Journa/ of Po/ymer Scwence, Po/ymer �etters, Vol. 6 (621) 1968) para derivar la ecuaci6n siguiente:

Mpolietileno�a�(Mpoliestireno)b

En esta ecuaci6n, a � 0,4316 y b � 1,0. El peso molecular promedio en peso, Mw, y el peso molecular promedio en numero, Mn, se calculan de la manera habitual, de acuerdo con la f6rmula siguiente:

Mj � (Σwi(Mij))j;

en donde wi es la fracci6n de peso de las moleculas con peso molecular Mi que eluyen de la columna de GPC en la fracci6n i, y j � 1 cuando se calcula Mw, y j � 1 cuando se calcula Mn.

El valor de Mw/Mn de los polimeros de etileno sustancialmente lineales con ramificaci6n homogenea se define por la ecuaci6n:

Mw/Mn ≤ (I10/I2) -4,63

Preferentemente, el valor de Mw/Mn para los polimeros de etileno homogeneos, tanto lineales como sustancialmente lineales, es de 1,5 a 2,5 y, en especial, de 1,8 a 2,2.

Se utiliza un grafico de tensi6n aparente de cizallamiento frente a velocidad aparente de cizallamiento para identificar los fen6menos de fractura de fusi6n. Segun Ramamurthy en Journa/ of Rheo/ogy, 30(2), 337357, 1986, por encima de un caudal determinado, las irregularidades del extrusionado observadas se pueden clasificar, en terminos generales, en dos tipos principales: fractura de fusi6n superficial y fractura de fusi6n global.

La fractura de fusi6n superficial se produce bajo condiciones de flujo aparentemente constantes y, de manera detallada, se encuentra en el intervalo desde la perdida del brillo especular hasta la forma mas grave de "piel de tibur6n". En esta memoria, el inicio de la fractura de fusi6n superficial se caracteriza al comenzar la perdida de brillo del extrusionado, en el que la rugosidad de la superficie del extrusionado s6lo se puede detectar con un aumento de 40X. La velocidad de cizallamiento critica al comienzo de la fractura de fusi6n superficial para un polimero de etileno sustancialmente lineal es al menos 50% mayor que la velocidad de cizallamiento critica al comienzo de la fractura de fusi6n superficial de un polimero de etileno homogeneo lineal, con los mismos valores de I2 y Mw/Mn.

La fractura de fusi6n global se produce bajo condiciones de flujo inestables y, de manera detallada, se encuentra en el intervalo desde regular (alternancia de rugosidad y suavidad, helicoidal, etc.) hasta distorsiones aleatorias. Para la aceptaci6n comercial (por ejemplo, en productos de pelicula soplada), los defectos de superficie deben ser minimos, si no inexistentes. La velocidad de cizallamiento critica al comienzo de la fractura de fusi6n superficial (OSMF) y el

inicio de la fractura de fusi6n global (OGMF) se usara en este documento en base a las variaciones de rugosidad superficial y las configuraciones de los extrusionados extruidos en un equipo GER.

El re6metro de extrusi6n gaseosa aparece descrito por M. Shida, R.N. Shroff y L.V. Cancio en Po/ymer Engwneerwng Scwence, Vol. 17, n° 11, pag. 770 (1977), y en la obra "Rheometers for Mo/ten P/astwcs", de John Dealy, publicada por Van Nostrand Reinhold Co. (1982) en la pagina 97. Todos los experimentos GER se llevan a cabo a una temperatura de 190°C, a presiones de nitr6geno entre 362 hasta 34,5 bar, usando una boquilla de 0,0725 cm de diametro, 20:1 L/D. Se utiliza un trazado de tensi6n de cizallamiento aparente frente a velocidad de cizallamiento aparente para identificar los fen6menos de fractura de fusi6n. Segun Ramamurthy en Journa/ of Rheo/ogy, 30(2), 337357, 1986, por encima de un caudal determinado, las irregularidades del extrusionado observadas se pueden clasificar, en terminos generales, en dos tipos principales: fractura de fusi6n superficial y fractura de fusi6n global.

Para los polimeros descritos en este documento, PI es la viscosidad aparente (en Kpoise) de un material, medida por GER a una temperatura de 190°C, a una presi6n de nitr6geno de 172,41 bar, usando una boquilla de 0,0725 cm de diametro, 20:1 L/D, o la correspondiente tensi6n de cizallamiento aparente de 2,15 x 106 dinas/cm2.

El indice de procesamiento se mide a una temperatura de 190°C, a una presi6n de nitr6geno de 172,41 bar usando una boquilla de 0,0725 cm de diametro, 20:1 L/D, con un angulo de entrada de 180°.

Los polimeros pueden ser producidos por medio de un procedimiento de polimerizaci6n controlada continuo (en oposici6n al procedimiento por lotes), usando al menos un reactor, pero tambien pueden ser producidos usando multiples reactores (por ejemplo, empleando una configuraci6n de reactores multiples como se describe en el documento USP 3.914.342 (Mitchell)), en donde el segundo polimero de etileno se polimeriza en al menos un reactor adicional. Los reactores multiples se pueden operar en serie o en paralelo, usando al menos un catalizador de geometria restringida u otro catalizador de sitio unico en al menos uno de los reactores a una temperatura y presi6n de polimerizaci6n suficientes para producir polimeros de etileno con las propiedades deseadas. Segun una forma de realizaci6n preferida del presente procedimiento, los polimeros se producen en un procedimiento continuo, en oposici6n a un procedimiento por lotes. Preferentemente, la temperatura de polimerizaci6n es de 20°C a 250°C, usando la tecnologia de catalizador de geometria restringida. Si se desea un polimero con una distribuci6n estrecha de peso molecular (Mw/Mn de 1,5 a 2,5) con una relaci6n I10/I2 elevada (por ejemplo, I10/I2 de 7 o mas, preferentemente al menos 8, en especial al menos 9), la concentraci6n de etileno en el reactor preferentemente no es mayor que 8% en peso del contenido del reactor, en particular no mayor que 4% en peso del contenido del reactor. Preferentemente, la polimerizaci6n se lleva a cabo en un procedimiento de polimerizaci6n en soluci6n. Por lo general, la manipulaci6n de I10/I2 mientras se mantiene el valor de Mw/Mn relativamente bajo para producir los polimeros sustancialmente lineales descritos en este documento, es una funci6n de la temperatura del reactor y/o de la concentraci6n de etileno. Una concentraci6n reducida de etileno y una temperatura elevada producen, por lo general, un valor mayor de I10/I2.

Las condiciones de polimerizaci6n para fabricar polimeros de etileno homogeneos lineales o sustancialmente lineales usados para producir las fibras empleadas en esta invenci6n son, generalmente, las que resultan utiles en el procedimiento de polimerizaci6n en soluci6n, aunque la solicitud de la presente invenci6n no se limita al mismo. Se cree que los procedimientos de polimerizaci6n en suspensi6n y de fase gaseosa tambien son de utilidad, con la condici6n de que se utilicen los catalizadores y condiciones de polimerizaci6n apropiadas.

En el documento USP 3.645.992 (Elston) se describe una tecnica para polimerizar los polimeros de etileno homogeneos lineales utiles en este documento.

En general, se puede lograr la polimerizaci6n continua bajo condiciones bien conocidas en la tecnica anterior para las reacciones de polimerizaci6n de tipo ZieglerNatta o KaminskySinn, es decir, temperaturas desde 0 hasta 250°C y presiones desde atmosferica hasta 1000 atm6sferas (100 MPa).

Las composiciones descritas en este documento se pueden formar por cualquier metodo conveniente, incluida la mezcla en seco de los componentes individuales y subsiguiente mezcla por fusi6n o mezcla de prefusi6n en una extrusora separada (por ejemplo, una mezcladora Banbury, una mezcladora Haake, una mezcladora interna Brabender, o una extrusora de doble helice), o en un reactor doble.

En la Patente de EE.UU. No. 5.844.045 se describe otra tecnica para preparar las composiciones wn swtu. Esta referencia bibliografica describe, entre otras, interpolimerizaciones de etileno y alfaolefinas C3C20 usando un catalizador homogeneo en al menos un reactor, y un catalizador heterogeneo en al menos un reactor adicional. Los reactores se pueden operar de manera secuencial o en paralelo.

Asimismo, las composiciones se pueden preparar fraccionando un polimero heterogeneo de etileno/αolefina en fracciones polimeras especificas, en donde cada fracci6n tiene una distribuci6n estrecha (es decir, ramificaci6n) de composici6n, seleccionando la fracci6n que muestra las propiedades especificadas, y mezclando la fracci6n seleccionada en cantidades apropiadas con otro polimero de etileno. Evidentemente, este metodo no es tan econ6mico como las interpolimerizaciones del documento USSN 08/010.958, pero se puede utilizar para obtener las composiciones de la invenci6n.

Se debe entender que las fibras usadas en la presente invenci6n pueden ser continuas o discontinuas, tales como fibras cortadas ("stap/e fwbers"). Las fibras cortadas usadas en la presente invenci6n se pueden utilizar de forma ventajosa en redes cardadas. Adicionalmente, se debe entender que, ademas de los materiales no tejidos descritos anteriormente, las fibras se pueden usar en cualquier otra aplicaci6n de fibras conocida en la tecnica tales como fibras aglutinantes. Las fibras aglutinantes usadas en la presente invenci6n pueden estar en forma de una fibra bicomponente de vainanucleo, en donde la vaina de la fibra comprende la mezcla polimera. Igualmente, puede ser deseable mezclar una cantidad de una poliolefina injertada con un compuesto organico insaturado que contiene al menos un sitio de insaturaci6n etilenica y al menos un grupo carbonilo. De manera especialmente preferida, el compuesto organico insaturado es anhidrido maleico. Las fibras aglutinantes usadas en la presente invenci6n se pueden utilizar convenientemente en una red formada por via aerea, preferentemente en la que las fibras aglutinantes comprenden 5 a 35% en peso de la red formada por via aerea.

Ejemplos

Se utiliz6 una serie de fibras para producir una serie de telas no tejidas. Las resinas fueron las siguientes: Resina A es un copolimero de etileno1octeno ZieglerNatta con un indice de fluidez (I2) de 30 gramos/10 minutos y una densidad de 0,955 g/cc. La Resina B es un copolimero de etileno1octeno ZieglerNatta con un indice de fluidez (I2) de 27 gramos/10 minutos y una densidad de 0,941 g/cc. La Resina C es un copolimero de etileno1octeno homogeneo y sustancialmente lineal, con un indice de fluidez (I2) de 30 gramos/10 minutos y una densidad de 0,913 g/cc. La Resina D es un copolimero de etileno1octeno, que comprende aproximadamente 40% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal, con un indice de fluidez de aproximadamente 30 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,915 g/cc, y aproximadamente 60% de un componente de polietileno ZieglerNatta heterogeneo; la composici6n polimera final tiene un indice de fluidez de aproximadamente 30 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9364 g/cc. La Resina E es un copolimero de etileno1octeno que comprende aproximadamente 40% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal, con un indice de fluidez de aproximadamente 15 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,915 g/cc, y aproximadamente 60% de un componente de polietileno ZieglerNatta heterogeneo; la composici6n polimera final tiene un indice de fluidez de aproximadamente 22 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9356 g/cc. La Resina F es un copolimero de etileno/1octeno que comprende aproximadamente 40% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal, con un indice de fluidez de aproximadamente 15 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,915 g/cc, y aproximadamente 60% de un componente de polietileno ZieglerNatta heterogeneo; la composici6n polimera final tiene un indice de fluidez de aproximadamente 30 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9367 g/cc. La Resina G es un copolimero de etileno/1octeno que comprende aproximadamente 55% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal, con un indice de fluidez de aproximadamente 15 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,927 g/cc, y aproximadamente 45% de un componente de polietileno ZieglerNatta heterogeneo; la composici6n polimera final tiene un indice de fluidez de aproximadamente 20 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9377 g/cc. La Resina H es un polipropileno homopolimero con un indice de fluidez ("MFR") de 25 g/10 minutos segun la norma ASTM D1238, condici6n 230°C/2,16 kg.

Las Resinas D, E, F y G se pueden preparar de acuerdo con los documentos USP 5.844.045, USP 5.869.575 y USP

6.448.341. El indice de fluidez se mide segun la norma ASTM D1238, condici6n 190°C/2,16 kg, y la densidad se mide segun la norma ASTM D792.

La tela no tejida se fabric6 usando las resinas indicadas en la Tabla 1, y se evalu6 su rendimiento de hilado y uni6n. Los ensayos se llevaron a cabo en una instalaci6n de "spunbond" que utiliz6 tecnologia Reicofil III, con un ancho de 1,2 metros. La instalaci6n se hizo funcionar con una producci6n de 107 kg/hora/metro (0,4 g/min/orificio) para todas las resinas de polietileno, y 118 kg/hora/metro (0,45 g/min/orificio) con las resinas de polipropileno. Las resinas se hilaron para producir fibras de aproximadamente 2,5 denieres, correspondientes a una velocidad de fibra de aproximadamente 1500 m/min a una velocidad de producci6n de 0,4 g/min/orificio. En este ensayo se us6 un monofiltro "spwn pack". Cada orificio de la hiladora tuvo un diametro de 0,6 mm (600 micr6metros) y una relaci6n L/D de 4. Las fibras de polietileno se hilaron a una temperatura de fusi6n de 210°C a 230°C, y las fibras de polipropileno se hilaron a una temperatura de fusi6n de aproximadamente 230°C.

El rodillo gofrado de la calandria seleccionada tuvo un patr6n ovalado con una superficie de uni6n de 16,19%, con 49,9 puntos de uni6n por cm2, un ancho de area de la superficie de la boquilla adyacente al flujo de material de 0,83 mm x 0,5 mm y una profundidad de 0,84 mm.

Para la resina de polipropileno, la calandria gofrada y el rodillo suave se sometieron a la misma temperatura de aceite. Para las resinas de polietileno, el rodillo suave tuvo una temperatura 21°C menor que la del rodillo gofrado (con el fin de reducir la tendencia a arrollamiento en el rodillo). Todas las temperaturas de calandria mencionadas en este informe fueron temperaturas de aceite del rodillo gofrado. No se midieron las temperaturas superficiales de las calandrias. La presi6n entre rodillos ("nwp pressure") se mantuvo a 70 N/mm para todas las resinas.

Ejemplo n°

Resina Gramaje Temp. de uni6n °C Filamentomonoo bicomponente Abrasi6n(mg/cm2) Rigidez flexural (mN·cm)MD; CD Alargamientoa fuerza maximaPorcentaje Tenacidad(N/5 cm)MD; CD Suavidad(SPU)

Comp. 1

100% H 20 145 Mono 0,183 0,7;0,3 63,8;78,25 49,73;37,18 0,7

Comp. 2

100% A 20 130 Mono 0,831 0,11;0,02 61,08;62,95 14,61;7,66 2,4

Comp. 2

100% A 20 125 Mono 0,984 0,12;0,02 32,63;45,06 11,08;5,56 2,6

Comp. 2

100% A 20 120 Mono 0,997 0,13;0,05 24,95;36,27 9,32;4,10 2,3

Comp. 3

100% A 28 130 Mono 0,885 0,29;0,03 65,07;72,81 20,37;11,42 2,2

Comp. 4

100% B 21 125 Mono 0,678 0,08;0,03 76,89;84,20 13,72;8,29 2,7

Comp. 5

100% B 28 125 Mono 1,082 0,15;0,02 71,50;74,32 17,75;10,45 2,6

Comp. 6

80% A/20% Ccompuesto 21 130 Mono 0,53 0,06;0,03 63,14;91,56 12,0;8,8 2,9

Ejemplo n°

Resina Gramaje Temp. de uni6n °C Filamentomonoo bicomponente Abrasi6n(mg/cm2) Rigidez flexural (mN·cm)MD; CD Alargamientoa fuerza maximaPorcentaje Tenacidad(N/5 cm)MD; CD Suavidad(SPU)

Comp. 7

80% A/20% Ccompuesto 28 130 Mono 0,56 0,16;0,07 86,02;109,51 17,79;13,22 2,4

Comp. 8

80% A/20% CMezcla en seco 21 130 Mono 0,42 0,07;0,03 57,98;86,16 11,45;8,15 3

Comp. 9

100% D 20 135 Mono 0,399 0,07;0,02 71,3;100,16 7,25;5,90 3

Comp. 10

100% D 27 135 Mono 0,491 0,14;0,06 98,79;125,78 11,28;9,54 No disp.

Comp. 11

100% E 20 135 Mono 0,411 0,08;0,03 69,35;97,99 7,30;6,09 4

Comp. 12

100% E 27 135 Mono 0,653 0,22;0,07 89,60;123,71 11,33;9,76 No disp.

Comp. 13

100% F 20 135 Mono 0,421 0,09;0,03 75,04;105,15 7,02;6,15 3,7

Ejemplo n°

Resina Gramaje Temp. de uni6n °C Filamentomonoo bicomponente Abrasi6n(mg/cm2) Rigidez flexural (mN·cm)MD; CD Alargamientoa fuerza maximaPorcentaje Tenacidad(N/5 cm)MD; CD Suavidad(SPU)

Comp. 14

100% F 27 135 Mono 0,534 0,22;0,07 93,45;118,21 11,36;9,21 No disp.

Comp. 15

100% G 20 135 Mono 0,435 0,08;0,03 59,55;96,78 8,25;7,12 No disp.

Comp. 16

100% G 27 135 Mono 0,625 0,19;0,06 95,89;116,26 13,26;11,13 No disp..

Comp. 17

55% A/45% CMezcla en seco 20 125 Mono 0,487 0,07;0,02 88,1;113,8 12,32;7,71 No disp..

Comp. 18

55% A/45% CMezcla en seco 27 125 Mono 0,673 0,12;0,03 103,0;139,5 17,40;11,60 No disp.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un material no tejido, que tiene un gramaje (BW) de 10 g/m2 hasta 100 g/m2, compuesto por fibras que tienen una superficie que comprende un polietileno, en donde dichas fibras se seleccionan del grupo consistente en fibras monocomponentes, fibras bicomponentes o sus mezclas, en donde dicho material no tejido tiene un area de uni6n suficientemente alta para dar como resultado un desprendimiento/abrasi6n menor o igual que 0,0214 (BW) + 0,2714 mg/cm2 cuando el material comprende fibras monocomponentes, y en donde dicho material muestra un desprendimiento/abrasi6n menor o igual que 0,0071 (BW) + 0,4071 mg/cm2 cuando el material esta compuesto por fibras bicomponentes, en donde las fibras tienen de 0,1 a 50 denieres y comprenden una mezcla polimera, en donde la mezcla polimera comprende:

   a. desde 26% en peso hasta 80% en peso (en peso de la mezcla polimera) de un primer polimero, que es un interpolimero homogeneo de etileno/αolefina que tiene:

   i. un indice de fluidez de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 gramos/10 minutos, y

   ii. una densidad de 0,870 hasta 0,950 gramos/centimetro3, y

   b. desde 74% en peso hasta 20% en peso de un segundo polimero que es un homopolimero de etileno o un interpolimero de etileno/αolefina que tiene:

   i. un indice de fluidez de aproximadamente 1 a 1000 gramos/10 minutos, y

   ii. una densidad que es al menos 0,01 gramos/centimetro3 mayor que la densidad del primer polimero, en donde el indice de fluidez global de la mezcla polimera es mayor que 18 gramos/10 min.

2. 2.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en el que el material comprende fibras monocomponentes y tiene un desprendimiento/abrasi6n menor o igual que 0,0214 (BW) + 0,0714 mg/cm2.

3. 3.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en el que el material consiste en fibras bicomponentes y tiene un desprendimiento/abrasi6n menor o igual que 0,0143 (BW) + 0,1143 mg/cm2.

4. 4.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, caracterizado adicionalmente por tener un gramaje menor que 60 GSM.

5. 5.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, caracterizado adicionalmente por tener una resistencia a la tracci6n mayor que 10 N/5 cm en MD.

6. 6.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, caracterizado adicionalmente por tener un area de consolidaci6n menor que 25%.

7. 7.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, que tiene un gramaje de 20 GSM a 30 GSM.

8. 8.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en donde el material no tejido es una tela "spunbond".

9. 9.

   El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en donde la fibra es una fibra "spunbonded".

10. 10.

    El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en donde el polimero tiene un indice de fluidez mayor que 10 g/10 minutos.

11. 11.

    El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en donde el primer polimero tiene una densidad en el intervalo de 0,915 a 0,925 gramos/centimetro3.

12. 12.

    El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en donde el segundo polimero tiene una densidad que es al menos 0,02 gramos/centimetro3 mayor que la densidad del primer polimero.

13. 13.

    El material no tejido segun la reivindicaci6n 1, en donde el material comprende fibras monocomponentes y muestra una rigidez flexural (mN·cm) en direcci6n de la maquina menor o igual que 0,0286 (BW) -0,3714, y el material no tejido tiene un gramaje en el intervalo de 20 a 27 GSM.

14. 14.

    El material no tejido segun la reivindicaci6n 13, en el que el material tiene una rigidez flexural (mN·cm) menor o igual que 0,0714 (BW) -1,0786.

    16