ES2739479T3

ES2739479T3 - Textil de material no tejido estirable, procedimiento para la fabricación de un textil de material no tejido estirable y uso del mismo

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Publication number: ES2739479T3
Application number: ES16001605T
Authority: ES
Original assignee: Sandler AG
Current assignee: Sandler AG
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2036-07-25
Also published as: DE102015010105B4; US20170037551A1; DE102015010105A1; EP3128057B1; US10316445B2; EP3128057A1

Abstract

Textil de material no tejido estirable, en particular, una capa de material de cubrimiento para un laminado de varias capas, que comprende fibras cortadas endurecidas por chorro de agua y tratadas térmicamente, caracterizado por que - el textil de material no tejido contiene 40 - 45 % en peso de primeras fibras cortadas con 1,3 dtex / 40 mm, 40 - 45 % en peso de segundas fibras cortadas con 2,2 dtex / 40 mm y 10 - 20 % en peso de fibras de fusión con 2,2 dtex / 40 mm, - las fibras cortadas y fibras de unión habiendo sido mezcladas entre sí y cardadas para fabricar el material no tejido, - el material no tejido cardado habiendo sido endurecido por chorro de agua y posteriormente sometido a un secado por aire caliente para extraer el exceso de agua, las fibras de unión habiendo sido activadas y endurecidas térmicamente durante el secado.

Description

DESCRIPCIÓN

Textil de material no tejido estirable, procedimiento para la fabricación de un textil de material no tejido estirable y uso del mismo

La presente invención se refiere a textiles de material no tejido estirables, como se utilizan, por ejemplo, como componentes en componentes elásticos para artículos de higiene personal como, por ejemplo, pañales o “pants”. En particular, la invención se refiere a textiles de material no tejido con fibras cortadas endurecidas por chorro de agua, a un procedimiento para fabricar los correspondientes textiles de material no tejido y a un laminado elástico de varias capas que utiliza el textil de material no tejido.

Los componentes elásticos para artículos de higiene personal comprenden, por ejemplo, una orejeta del pañal fijada a la estructura del pañal. En la unión del pañal se encuentra la denominada zona de aterrizaje (“landing zone”). Esto forma la parte de soporte, a la que al cerrar el pañal el material de enganche se conecta mecánicamente. De acuerdo con el estado de la técnica, la orejeta del pañal está compuesta por un laminado de varias capas, que de acuerdo con el estado de la técnica se fija térmicamente o por medio de ultrasonidos por una cara a la estructura del pañal en la parte trasera. Adicionalmente, en la cara de la orejeta abierta enfrentada a la unión del pañal también se fija térmicamente un material de enganche.

Para aumentar la comodidad de uso y el ajuste del pañal, estos laminados contienen unos componentes elásticos, frecuentemente láminas que permiten un ajuste de la unión del pañal a la forma del cuerpo después de cerrar el pañal por la fuerza de recuperación de la parte de plástico. Para proporcionar al usuario una sensación de sujeción adecuada, los componentes elásticos están recubiertos frecuentemente por una o las dos caras con capas de cubrimiento textil de textil de material no tejido.

Investigaciones han mostrado que el usuario al cerrar un pañal debe hacer uso de una fuerza en la orejeta del pañal de 10 N como máximo. La elongación para ello está en el rango de 0 - 100 %. Debido a la elasticidad, tras desaparecer la deformación la orejeta del pañal debe restablecerse en la medida de lo posible.

Este rango de 0 a 10 N de carga y 0 - 100 % de elongación se denomina también como rango funcional.Los materiales adecuados para ello están compuestos, principalmente, de un laminado, en el que una capa elástica está cubierta con una capa de cubrimiento al menos por una cara. En este caso la unión entre las capas puede realizarse por medio de adhesivo o también por laminado térmico.

Por tanto, para una capa de cubrimiento adecuada se dan los siguientes requerimientos:

a. baja pendiente de la curva fuerza-elongación en el rango funcional bajo carga en la dirección transversal b. estabilidad longitudinal, de manera que durante el procesado sólo tanga lugar un cambio en anchura reducido c. pocas etapas en la fabricación de la orejeta del pañal

d. sin desprendimientos de material de fibra durante el uso

e. formación de polvo reducida en el procesado

f. función de parada para evitar una elongación excesiva

g. espesor reducido para hacer posibles tiempos de enrollado económicos

h. sellado térmico suficiente para garantizar una unión buena con la estructura del pañal o “pants” y los enganches. Los sistemas principalmente introducidos en el mercado están descritos, por ejemplo, en el artículo “Performance and Fit", de los autores Homfeck and Bernhuber, Nonwoven Industry, Enero 2013, páginas 56 a 62. En el mismo se destacan, en particular, las ventajas de los materiales no tejidos endurecidos por chorro de agua.

Las capas de cubrimiento pueden estar compuestas, por ejemplo, de materiales no tejidos de fibras cortadas endurecidas por calandrado térmicamente. El documento EP 2069141 B1 es representativo de este estado de la técnica. A partir de este documento se conoce una banda de laminado de unión sin tensión y activable, que tiene una banda de laminado elástica activable y al menos una banda de material no tejido de fibras cortadas previamente unido. La banda de laminado elástica activable comprende una capa de núcleo elástica y una capa externa menos elástica que la capa de núcleo. La banda de material no tejido de fibras cortadas está fijada en una de las capas externas de la banda de laminado elástica y tiene una elongación de rotura de al menos 100 % en la dirección transversal. La banda de laminado elástica activable forma una superficie micro-texturizada sustancialmente homogénea si es estirada superando el límite elástico de una o varias de las capas externas en la primera carga.

En las figuras 1 y 2 se representa el comportamiento de fuerza-elongación en MD y CD característico de tales materiales no tejidos de fibras cortadas. La superficie de endurecimiento en el calandrado es de entre 8 y 22 %. Mediante este endurecimiento térmico la parte correspondiente de la superficie de endurecimiento de las fibras en el material no tejido se funden entre sí y, por tanto, se fijan en el compuesto de material no tejido. Tales materiales no tejidos a pesar de que tienen una buena capacidad de elongación en la dirección transversal presentan suficiente estabilidad en la dirección longitudinal, de manera que fluctuaciones de tensiones por cargas en la dirección longitudinal sólo tienen una reducida influencia en la anchura. Tales textiles de material no tejido son también suficientemente delgados para producir grandes longitudes de enrollado, lo que afecta positivamente a la eficiencia del procesado posterior.

Tales materiales no tejidos de fibras cortadas fabricados tienen el inconveniente de que en el rango funcional de la orejeta del pañal presentan una curva de fuerza-elongación en CD con demasiada pendiente en comparación al componente elástico, lo que se percibe negativamente por el usuario.

Por tanto, los laminados que utilizan materiales no tejidos de fibras cortadas endurecidas por calandrado térmicamente, normalmente se activan en una etapa de proceso adicional. Esta activación representa un sobre estiramiento del material en la dirección transversal con el objetivo de romper una gran parte de los puntos de unión existentes, de manera que en el uso posterior la fuerza a aplicar para estirar la orejeta del pañal sea lo más reducida posible. Esta activación se efectúa en el estado laminado, es decir, junto con el componente elástico, pero puede efectuarse también antes. Un inconveniente es que estos materiales no tejidos son dañados en su estructura de tal modo que las fibras que forman el material no tejido no quedan completamente sujetas en el material no tejido. Como consecuencia las fibras pueden soltarse del material no tejido y desprenderse; también puede tener lugar una delaminación. Además, el material no tejido no proporciona ninguna característica de aumento de resistencia a la orejeta del pañal.

En base al perfil de requerimientos antes mencionado, se concluye que los textiles de material no tejido endurecidos por calandrado térmicamente cumplen con los requerimientos antes mencionados b., e. y g., pero no cumplen los demás requerimientos.

El documento EP 1921192 B1 describe la utilización de textiles de material no tejido de fibras cortadas o filamentos endurecidos por chorro de agua para las mismas aplicaciones. Debido al endurecimiento por chorro de agua los puntos de endurecimiento de las fibras no se fijan entre sí rígidamente sino de forma flexible. Una curva de fuerza-elongación típica para un material de este tipo está representada en la figura 1, curva 1. El proceso de activación antes descrito puede omitirse en la utilización de tales textiles de material no tejido. La utilización de fibras de fusión en combinación con punzonado por chorro de agua se muestra en los documentos US5240764, US2003/0213546A1, US2007/0141926A1 y US5334446. Un inconveniente en ello en que los textiles de material no tejido del tipo anterior conllevan a una estabilidad mecánica elevada.

Mediante el punzonado por chorro de agua las fibras se reorientan de manera que la orientación de las fibras originales en dos dimensiones se transforma en una orientación de las fibras tridimensional. Por tanto, las fibras se integran más fuertemente en el material no tejido y el riesgo de la formación de polvo durante el procesado o incluso de desprendimiento en el uso se minimiza.

Una desventaja de tales materiales no tejidos endurecidos por chorro de agua es que estos tienen un espesor mayor que los textiles de material no tejido endurecidos por calandrado previamente mencionados. Como consecuencia de ello, los rollos tienen una longitud de desarrollo más pequeña, lo que requiere de un cambio de rollo con más frecuencia y causa costes adicionales. Además, los materiales no tejidos endurecidos por agua en comparación a los materiales no tejidos endurecidos por calandrado presentan una mayor elongación en la dirección longitudinal del material y, por tanto, son más complejos de procesar, dado que incluso pequeñas fluctuaciones en la tensión de la banda conllevan una contracción en anchura, generándose por tanto pérdidas debidas a la reducción de anchura.

Por tanto, la presente invención tiene como objetivo evitar los inconvenientes antes descritos del estado de la técnica. El presente objetivo se resuelve mediante un textil de material no tejido estirable, en particular, mediante capas de material de cubrimiento para un laminado de varias capas, que comprende fibras cortadas endurecidas por chorro de agua según la reivindicación 1.

Un material correspondiente se caracteriza por un comportamiento fuerza-elongación especialmente bueno, tiene un buen comportamiento de elongación en la dirección transversal y, en particular, no se ve alterado por efectos del proceso en la dirección longitudinal. Mediante la utilización de fibras de unión en el compuesto de fibras se pueden fijar tanto los remolinos de fibras resultantes del endurecimiento por chorro de agua como también las fibras desunidas. De acuerdo con la invención las fibras de unión son también fibras cortadas. De este modo, se puede asegurar una buena generación de remolinos de fibras mediante el endurecimiento por chorro de agua. En este sentido el textil de material no tejido estirable tiene un gramaje en el rango de 15 a 40 g/m2.

De acuerdo con la invención las fibras cortadas contienen dos zonas de título diferenciadas. En este sentido, las fibras cortadas pueden consistir en el mismo material y tener la misma longitud de fibras. Mediante la utilización de zonas de título diferenciadas puede obtenerse un material no tejido estirable muy estable.

De acuerdo con la invención el textil de material no tejido contiene 40 - 45 % en peso de primeras fibras cortadas con 1,3 dtex / 40 mm, 40 - 45 % en peso de segundas fibras cortadas con 2,2 dtex / 40 mm y 10 - 20 % en peso de fibras de unión con 2,2 dtex / 40 mm. Como material para las fibras cortadas ha resultado ser especialmente adecuado, por ejemplo, el polipropileno.

Otra forma de realización puede proporcionar que las fibras de unión sean fibras de dos componentes, en particular, fibras de dos componentes con una estructura de núcleo-envoltura. En las fibras de dos componentes correspondientes el material de la envoltura tiene una temperatura de fusión menor que el material del núcleo. Como consecuencia, la estabilidad estructural del textil de material no tejido se refuerza adicionalmente.

Preferiblemente, las fibras cortadas son fibras de termoplástico, tales que las fibras de unión tienen un punto de fusión menor en al menos 10 °C que el resto de las fibras cortadas. Con esto se asegura el endurecimiento térmica puntual. De acuerdo con una forma de realización preferible, el textil de material no tejido estirable se utiliza como capa de material de cubrimiento para un componente elástico, en particular, en un sistema de cierre para artículos de higiene personal. El textil de material no tejido cumple todos los requerimientos establecidos en un material correspondiente y puede ser producido igualmente de forma económica.

En relación con el procedimiento para fabricar un textil de material no tejido estirable, la presente invención proporciona un procedimiento que comprende mezclar las fibras cortadas y fibras de unión, cardar las fibras para fabricar un material no tejido, realizar un endurecimiento por chorro de agua y un secado posterior con aire caliente para extraer el exceso de agua, las fibras de unión siendo activadas mediante el secado y endurecidas térmicamente. El procedimiento de acuerdo con la invención es especialmente fácil de realizar, puesto que el endurecimiento térmico se realiza durante la etapa de secado, que es necesaria en cualquier caso, de manera que se puede prescindir de las etapas de procedimiento adicionales. Como consecuencia, al mismo tiempo la duración del procedimiento no se prolonga, de manera que los costes totales pueden reducirse.

Adicionalmente, la invención se refiere a un laminado de varias capas elástico para su utilización en un componente elástico para artículos de higiene personal, que está compuesto por un material de base elástico, cubierto con un material de cubrimiento por una o las dos caras, el material de cubrimiento estando formado por un textil de material no tejido estirable, como se ha especificado anteriormente. Se ha encontrado que el textil de material no tejido de acuerdo con la invención cumple especialmente bien todos los requerimientos para un material de cubrimiento correspondiente.

Los términos y procedimientos de ensayo utilizados en el texto siguiente se definen como sigue:

Los términos “fibras y fibras cortadas” se utilizan en el marco de esta descripción como sinónimos. Denotan textiles de fibras fabricados sintéticamente que tienen una longitud de corte, dada en mm, y un diámetro de fibra definido, también denominado como título y dado en dtex. Si se utilizan fibras de polímeros sintéticos, estos pueden ser polipropileno, poliéster, poliamida, polietileno, poliláctico pero también viscosa, “tencel” (marca de Lenzig AG), sin limitarse a estos materiales. De acuerdo con la invención se utilizan fibras en el rango de título de 1,3 a 2,2 dtex. Se utilizan procedimientos de cardado. Las longitudes de corte de las fibras son de 40 mm. Las máximas elongaciones por fuerza de tracción de fibras utilizables están en el rango de 130 - 580 %.

Los términos “fibras de unión o fibras de fusión” se refieren a fibras sintéticas de termoplástico que en comparación con otras fibras existentes en la mezcla de fibras son generalmente fundibles o que presentan un punto de fusión al menos 10 °C menor que otras fibras de termoplástico existentes en la mezcla de fibras. En este caso pueden emplearse las fibras de unión distribuidas de forma homogénea pero también las fibras de unión de dos componentes. Tales fibras de dos componentes están compuestas por dos polímeros diferenciados, siendo el punto de fusión de uno de los polímeros al menos 10 °C mayor que un segundo polímero existente igualmente en las fibras. Estos polímeros presentan normalmente una estructura de núcleo-envoltura, teniendo el material del núcleo el punto de fusión mayor y el material de la envoltura el punto de fusión menos, estructura del tipo lado a lado (“side by side” o de mar-isla (“seaisland”).

Las fibras de unión de dos componentes con una estructura de núcleo-envoltura son preferibles de acuerdo con la invención.

El término “procedimiento de secado” se refiere al procedimiento de fabricación de las capas de cubrimien to de acuerdo con la invención. Las capas de cubrimiento de acuerdo con la invención se fabrican según un procedimiento de secado convencional, que es conocido para el experto en la materia. De acuerdo con la invención es preferible el procedimiento de cardado en la utilización de fibras cortadas. En la siguiente descripción se describe con mayor detalle en base a los textiles de material no tejido fabricados por medio del procedimiento de cardado. Sin embargo, debe entenderse que cualquier otro procedimiento de secado conocido puede ser usado en vez del procedimiento de cardado.

El término de “endurecimiento por chorro de agua” se refiere a un procedimiento de endurecimiento de las capas de cubrimiento de acuerdo con la invención. En este procedimiento se efectúa la generación de remolinos de material no tejido de fibras e hilos con chorros de agua. Las técnicas básicas de endurecimiento por chorro de agua se describen, por ejemplo, en el libro “Vliesstoffe” (textiles de material no tejido), publicado por la editorial Wiley VCH, segunda edición, 2012, páginas 340-359.

El término “endurecimiento térmico” se refiere a un procedimiento de endurecimiento para textiles de material no tejido, donde con la ayuda de calor un componente fundible dentro de la mezcla de fibras contribuye al endurecimiento tras la fusión y posterior enfriamiento. De acuerdo con la invención, es preferible el endurecimiento por aire caliente -también conocida como termo-fusión - , siendo un endurecimiento de secado que presupone la presencia de fibras de termoplástico. El correspondiente procedimiento se describe, por ejemplo, en el libro “Vliesstoffe”, publicado por la editorial Wiley VCH, segunda edición, 2012, páginas 375 - 382. Es importante que el material no tejido se llevado rápidamente a la temperatura de fusión de la fibras de fusión/ unión y, tan pronto como se alcance la temperatura, se estrangule el flujo de aire, para que el volumen del material no tejido se conserve. Subsiguientemente, se efectúa el enfriamiento para descartar una contracción de las fibras de unión y por ello una reducción asociada del espesor del material no tejido en la medida de lo posible.

En este contexto, debe observarse que el endurecimiento térmico se diferencia del endurecimiento por calandrado. La diferencia entre el endurecimiento térmico y el endurecimiento térmico por calandrado está en que el endurecimiento térmico se realiza sin un calandrador, es decir, sin un tratamiento de presión o compresión, en el que las fibras se sueldan entre sí. En el endurecimiento por calandrado se efectúa la unión térmica sólo en puntos de estampado definidos. Por el contrario, en el endurecimiento térmico se efectúa un endurecimiento homogéneo dentro de toda la estructura de material no tejido debido a la distribución uniforme de las fibras de unión en la mezcla de fibras y, por tanto, en el textil de material no tejido posterior.

A continuación, la invención se explica con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos y con ayuda de un ejemplo de realización. En los dibujos se muestra:

La figura 1 muestra el comportamiento fuerza-elongación de materiales no tejidos fabricados de forma diferente, sometidos a carga de tracción en la dirección de desplazamiento de máquina (MD = Machine Direction), las curvas 1 - 3 representando ejemplos de comparación y las curvas 4 a 5 mostrando ejemplos de acuerdo con la invención. La figura 2 muestra el comportamiento fuerza-elongación de materiales no tejidos fabricados de forma diferente, sometidos a carga de tracción en la dirección perpendicular a la de desplazamiento de máquina (CD = Cross Direction). Los materiales utilizados en cada una de las curvas se corresponden con los materiales de la figura 1.

La presente invención se explica con mayor detalle haciendo referencia a diferentes mezclas de fibras, tanto mezclas de acuerdo con la invención como mezclas de comparación, y a parámetros de procedimiento. Las mezclas de fibra específicas así como sus propiedades se enumeran más abajo en la tabla 1.

Las siguientes mezclas de fibra fueron investigadas con mayor detalle en el contexto de estos ejemplos de realización. Muestra 1: Ejemplo de comparación

Material no textil endurecido por chorro de agua, 25 g/m2

Fibra: 50 % en peso de fibras de polipropileno 1,3 dtex / 40 mm y 50 % en peso de fibras de polipropileno 2,2 dtex / 40 mm,

Endurecimiento por chorro de agua

Muestra 2: Ejemplo de comparación

Material no textil endurecido térmicamente, 25 g/m2

Fibra: 100 % en peso de fibras de dos componentes 2,2 dtex / 40 mm, la envoltura compuesta de polietileno con un punto de fusión de aproximadamente 128 °C y el núcleo de polipropileno con un punto de fusión de aproximadamente 165 °C

Endurecimiento por aire caliente

Muestra 3 Ejemplo de comparación

Fibra: 50 % en peso de fibras de dos componentes 2,2 dtex / 40 mm, la envoltura compuesta de polietileno con un punto de fusión de aproximadamente 128 °C y el núcleo de polipropileno con un punto de fusión de aproximadamente 165 °C y 50 % en peso de fibras de polipropileno 1,3 dtex / 40 mm Endurecimiento por chorro de agua y aire caliente

Muestra 4 Ejemplo de acuerdo con la invención

Fibra: 45 % en peso de fibras de polipropileno 1,3 dtex / 40 mm, 40 % en peso de

fibras de polipropileno 2,2 dtex / 40 mm y 15 % en peso de fibras de dos componentes 2,2 dtex / 40 mm, la envoltura compuesta de polietileno con un punto de fusión de aproximadamente 128 °C y el núcleo de polipropileno con un punto de fusión de aproximadamente 165 °C

Endurecimiento por chorro de agua y aire caliente

Muestra 5 Ejemplo de acuerdo con la invención

Fibra: 45 % en peso de fibras de polipropileno 1,3 dtex / 40 mm, 45 % en peso de

fibras de polipropileno 2,2 dtex / 40 mm y 10 % en peso de fibras de dos componentes 2,2 dtex / 40 mm, la envoltura compuesta de polietileno con un punto de fusión de aproximadamente 128 °C y el núcleo de polipropileno con un punto de fusión de aproximadamente 165 °C

Endurecimiento por chorro de agua y aire caliente

Para las muestras que contienen fibras de dos componentes, durante la fabricación debe asegurarse que para la activación o fusión de las fibras de dos componentes en la secadora el material no textil esté ya seco.

Por tanto, las temperaturas en la secadora de cinta en las primeras zonas están por debajo de la temperatura de activación, de manera que sólo se efectúa un secado, y la activación de las fibras de dos componentes no se activa hasta la última pare de la secadora, en un rango de aproximadamente 30%.

A continuación se especifican ejemplos de temperaturas:

Temperatura en zona de secadora 1: 116° C

Temperatura en zona de secadora 2: 102 °C

Temperatura en zona de secadora 3: 96 °C

Temperatura en zona de secadora 4: 130° C

En la secadora de 3 tambores, normalmente los dos primeros tambores se utilizan para el secado y, análogamente a la secadora de cinta, las fibras de dos componentes se activan en el último tambor.

Después de la fabricación, los materiales no tejidos específicos fueron sometidos a los siguientes procedimientos de ensayo para obtener los datos especificados más abajo en la tabla 1.

En el contexto de las investigaciones, los términos “longitudinal”, “dirección longitudinal” o “MD” se utilizan para indicar la orientación de una muestra en la dirección de fabricación del material o la dirección de desplazamiento de máquina. Los términos “perpendicular”, “dirección perpendicular” o “CD” especifican la orientación de la muestra perpendicularmente a la dirección de fabricación del material. A menos que se especifique otra cosa, en los ensayos de tracción para simular la anchura de una orejeta del pañal se seleccionó una anchura de muestra de 50 mm con una longitud de agarre de 100 mm y una velocidad de traccionado de 500 mm por minuto.

Gramaje: Según WSP 130.1, dada en g/m2

Espesor: según WSP 120.6, determinado a 0,5 kPa de presión de medida, dada en mm

Fuerza máxima Fmax longitudinal/ transversal: según WSP 110.4, opción A, dada en N/50 mm

Elongación a Fmax longitudinal/ transversal: según WSP 110.4, opción A, dada en %

Elongación a 5 N longitudinal/ transversal: según WSP 110.4, opción A, dada en %, determinación automática de la elongación al alcanzar una fuerza de 5 N en el ensayo de tracción

Elongación de rotura de fibra: según ISO 5079, medida en %

Contracción en anchura: Se determina como la relación entre la anchura B0 de una banda de material no tejido en el estado descargado extendida según un plano sobre una mesa y la anchura B1 de la misma banda de material no tejido cuando ésta se somete a una carga a tracción de 10 N. Para determinar la anchura sometida a carga primeramente se fija una muestra de material no tejido de 150 cm de longitud y 20 cm de anchura en el extremo superior de un banco de ensayo, de manera que una pieza de material no tejido de al menos 120 cm de longitud pueda colgar hacia abajo libremente. La fijación tiene lugar de manera que la banda de material no tejido se sujeta por toda la anchura. Entonces a una distancia de 110 cm respecto a la agarradera superior se monta una pieza de material fijada en toda su anchura de banda, de manera que en la banda de material no tejido resulta una carga de 10 N / 20 cm. A una distancia de 55 cm respecto al agarre superior se determina entones de nuevo la anchura B1 de la banda de material no tejido. La contracción en anchura se obtiene entonces a partir de la siguiente fórmula:

Contracción de anchura ( '%) ' = 100 - ( K — B 0 100 % ' )

Adicionalmente a los textiles de material no tejido diseñados de acuerdo con la invención, la tabla 1 también representa textiles de material no tejido según el estado de la técnica, es decir, un textil de material no tejido endurecido únicamente por chorro de agua y un textil de material no tejido endurecido únicamente por aire caliente.

En este sentido, la curva 1 en las figuras 1 y 2 muestra esquemáticamente una curva de fuerza-elongación clásica de un textil de material no tejido endurecido por chorro de agua, primeramente casi lineal con la pendiente más pequeña poco antes de alcanzar la fuerza de tracción máxima, entonces se va curvando progresivamente.

La curva 2 en las figuras 1 y 2 muestra la típica curva de fuerza-elongación de un textil de material no tejido endurecido únicamente por aire caliente, es decir, un trazado lineal con una pendiente más alta hasta que la fuerza de tracción alcanza la máxima fuerza de tracción llegando hasta romper la muestra.

El textil de material no tejido endurecido por chorro de agua muestra, especialmente en la dirección transversal, véase la figura 2, en comparación con el material no tejido endurecido por aire caliente representado en la curva 2, al principio de la carga una curva con una pendiente más pequeña pero que entonces aumenta de forma casi exponencial con una elongación adicional. La razón para ello es una formación de nudos entre las fibras individuales en los puntos de remolinos de fibras. Este efecto es positivo para la aplicación dado que el usuario también percibe este comportamiento en la orejeta del pañal, de manera que puede evitarse un estiramiento excesivo durante la utilización.

En un material no tejido endurecido por chorro de agua los remolinos de fibras no están rígidamente fijos sino que pueden moverse, ya que las fibras están dispuestas tridimensionalmente entrelazadas entre sí. Así, los remolinos de fibras se distribuyen uniformemente por toda la superficie del textil de material no tejido. Si se aplica una carga de tracción mecánica en tales materiales no tejidos, las fibras entrelazadas entre sí pueden ajustarse a gran parte de esta carga sin un incremento significativo de fuerza y sin que los remolinos de fibras desaparezcan. La integridad estructural del material no tejido no se pierde por ello.

Sin embargo, estos puntos de remolinos de fibras móviles en la fabricación y posterior procesado de tales textiles de material no tejido son inconvenientes por la alta sensibilidad asociada a los mismos respecto a fuerzas de tracción aplicadas en la dirección longitudinal. Las cargas de tracción en la dirección longitudinal conllevan a contracciones en anchura que a veces superan el 20 %, como se indica en la tabla 1, muestra 1.

De acuerdo con la presente invención, adicionalmente a las fibras cortadas endurecidas por chorro de agua se utilizan fibras de unión, por lo que los remolinos de fibra así como las fibras no unidas se fijan en el compuesto de fibras de tal modo que el textil de material no tejido resultante de acuerdo con la invención, por una parte, se adapta al comportamiento de fuerza-elongación de un textil de material no tejido endurecido únicamente por chorro de agua y, por otra parte, se hace insensible a las influencias de procesado en la dirección longitudinal, es decir, la contracción en anchura de un textil de material no tejido de acuerdo con la invención es baja.

Dado que el proceso de secado posterior al endurecimiento por chorro de agua no se usa sólo para extraer el exceso de agua sino que sirve también para la activación de las fibras de unión contenidas en la mezcla de fibras y, por tanto, para el endurecimiento térmico del textil de material no tejido, el procedimiento puede realizarse de forma económicamente eficiente, puesto que no son necesarios ninguna etapa de procedimiento adicional o prolongación temporal del procedimiento.

Las muestras 2 a 5 mostradas en la tabla 1 contienen, respectivamente, distintas proporciones de fibras de unión en la mezcla de fibras.

Un material no tejido compuesto únicamente por fibras de unión, que también está endurecido térmicamente, aunque tiene una buena resistencia mecánica respecto a cargas de tracción - la contracción en anchura siendo 0,8 % - las fuerzas de tracción máximas y las deformaciones asociadas a las mismas son sin embargo demasiado pequeñas. Además, el material es demasiado duro para su uso en artículos de higiene.

Mediante la adición de una proporción de fibras de unión de acuerdo con la invención, que en el proceso de secado del endurecimiento por chorro de agua resulta en un endurecimiento térmico adicional, se efectúa un mecanismo de unión adicional en el material no tejido. Esto resulta en que la estructura de un material no tejido endurecido únicamente por chorro de agua, normalmente muy deformable, se bloquea u obstaculiza.

Como es claro a partir de los ejemplos de la muestra 3 y, especialmente, de las muestras 4 y 5 de acuerdo con la invención, los puntos de unión de fibras mezcladas son relativamente frágiles, razón por la que también su rotura se produzca ya con pequeñas cargas mecánicas y, por tanto, con deformaciones de sólo entre el 30 - 70 %.

Mediante la combinación de los dos procedimientos de endurecimiento, por chorro de agua y por aire caliente, se llega técnicamente a una superposición de las curvas de fuerza-elongación. De este modo, la estabilidad mecánica del textil de material no tejido se mejora en la dirección longitudinal y, por tanto, también su capacidad de procesado, sin que por ello se empeoren las propiedades funcionales con la deformación perpendicular.

El comportamiento de un textil de material no tejido correspondiente que contiene fibras de unión está representado en las curvas 3 a 5 de las figuras 1 y 2. Es claro que por medio de la proporción en peso de las fibras de unión el trazado de la curva puede ser “ajustado” en el rango inferior de elongación y adaptado en correspondencia con los requerimientos.

Una vez que la resistencia en el material no tejido de fibras cortadas, independientemente de la tecnología de unión, sigue significativamente la dirección de fibra, por ejemplo, 4,0 - 4,5 / 1 en la dirección de fibra MD/ CD constituye una relación de resistencia similar, la adición de fibras de dos componentes se efectúa también, preferiblemente, en la dirección de máquina, es decir, exactamente donde la técnica de procesado requiere mayor estabilidad, mientras que las propiedades funcionales en la dirección CD no son afectadas negativamente.

Las propiedades funcionales se limitan esencialmente a:

1. La evolución de la fuerza-elongación en la dirección perpendicular, lo que requiere una elongación lo más alta posible a 5 y 10 N / 5 cm de carga;

2. Adicionalmente, se requieren resistencias últimas de 15 N / 5 cm.

Como puede observarse a partir de la tabla 1, el ejemplo de comparación según la muestra 3 tiene una resistencia perpendicular de 11 N / 50 mm, es decir una resistencia perpendicular que se corresponde con las del estado de la técnica. La elongación en la dirección perpendicular a 5 N de carga con 39 % es insuficiente en comparación con la muestra 1. Asimismo, por la proporción de fibras de unión con 50 % en peso el agarre es muy duro para el uso pretendido.

Las muestras 4 y 5 realizadas de acuerdo con la invención tienen una proporción significativamente reducida de fibras de unión, de manera que la proporción de puntos de unión presentes en el material no tejido puede ser significativamente reducida. En particular, la proporción de fibras de unión en la muestra 4 es del 15 % en peso y en la muestra 5 del 10 % en peso. Investigaciones adicionales en este sentido han mostrado que proporciones de fibras de unión de hasta 25 % en peso conducen a resultados que cumplen con los objetivos deseados.

La curva de fuerza-elongación de la muestra 4 está representada en las figuras como curva 4. En particular, se muestra que el material en relación al comportamiento a tracción en la dirección transversal, véase la figura 2, es ideal para su uso como material de capa de cubrimiento. En la parte inferior de la carga no se forma apenas ninguna fuerza, sólo hacia el final de la fuerza-elongación aumenta la fuerza rápidamente, resultando así la función de parada deseada. La muestra 4 tiene una Fmax-elongación en la dirección perpendicular por valor de 200 %, lo que corresponde al nivel de la muestra 1 endurecida sólo por chorro de agua.

Un aumento de la proporción de fibras de unión a más del 25 % en peso afecta sin embargo negativamente al agarre, de manera que esta proporción de fibras de unión ha sido determinada como el límite superior.

En la muestra 5, representada como curva 5 en las figuras 1 y 2, la proporción de fibras de unión ha sido reducida de nuevo. La curva se aproxima basta a la curva 1, es decir, a la muestra endurecida sólo por chorro de agua, de manera que una reducción adicional de la proporción de fibras de unión se corresponde cada vez más con el textil de material no tejido endurecido sólo por chorro de agua. En este contexto se ha encontrado que una proporción de fibras de unión del 5 % en peso representa un límite inferior para un textil de material no tejido de acuerdo con la invención. En relación con la contracción en anchura bajo una fuerza de procesamiento de aproximadamente 10 N en la dirección longitudinal se muestra que la muestra 4 tiene una muy buena estabilidad longitudinal con una contracción en anchura del 2,4 %, sin desarrollar una pendiente demasiado pronunciada en la deformación perpendicular. La muestra 5 tiene una contracción en anchura de 5,1 %, es decir, un valor que es todavía aceptable, y presenta una curva fuerzaelongación que se corresponde casi a la de la muestra 1, en particular, con respecto a la dirección perpendicular.

El textil de material no tejido fabricado de acuerdo con la invención, es decir, el textil de material no tejido en el rango de gramaje de 15 - 40 g/m2 que tiene una proporción del 5 - 25 % en peso de fibras de unión y en el que el endurecimiento por chorro de agua se realiza con un endurecimiento térmico posterior a la misma por medio de aire caliente, cumple con los requerimientos definidos arriba de a. a h. en materiales de capa de cubrimiento estirables.

Tales textiles de material no tejido fabricados de acuerdo con la invención son especialmente adecuados, en particular, como materiales de capas de cubrimiento para sistemas de cierre elástico, dado que estos cumplen con todos los puntos del listado de requerimientos arriba mencionados en comparación con el estado de la técnica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Textil de material no tejido estirable, en particular, una capa de material de cubrimiento para un laminado de varias 5 capas, que comprende fibras cortadas endurecidas por chorro de agua y tratadas térmicamente,

caracterizado por que

- el textil de material no tejido contiene 40 - 45 % en peso de primeras fibras cortadas con 1,3 dtex / 40 mm, 40 - 45 % en peso de segundas fibras cortadas con 2,2 dtex / 40 mm y 10 - 20 % en peso de fibras de fusión con 2,2 dtex / 40 mm,

10 - las fibras cortadas y fibras de unión habiendo sido mezcladas entre sí y cardadas para fabricar el material no tejido, - el material no tejido cardado habiendo sido endurecido por chorro de agua y posteriormente sometido a un secado por aire caliente para extraer el exceso de agua, las fibras de unión habiendo sido activadas y endurecidas térmicamente durante el secado.

15 2. Textil de material no tejido estirable según la reivindicación 1, caracterizado por un gramaje en el rango de 15 a 40 g/m2.

3. Laminado elástico de varias capas para uso en un sistema de cierre para artículos de higiene personal, consistente en un material de base elástico, cubierto por una o dos caras con un material de cubrimiento,

20 caracterizado por que

el material de cubrimiento está formado por un textil de material no tejido estirable según una de las reivindicaciones 1 a 2.