MXPA03001040A - Procedimiento y sistema para producir telas no tejidas ligadas por hilatura de componentes multiples. - Google Patents

Abstract

Se provee un sistema y procedimiento para producir una tela no tejida ligada por hilatura; dos o mas componentes polimericos se funden por separado y son dirigidos por separado a traves de una placa de distribucion configurada de tal manera que los componentes de polimero fundidos se combinan en una multiplicidad de orificios de hilanderas para formar filamentos que contienen los dos o mas componentes de polimero; filamentos de componentes multiples se extruyen desde orificios de hilandera hacia una camara de enfriamiento en donde el aire de enfriamiento es dirigido desde un primer soplador independientemente controlable y hacia contacto con los filamentos para enfriar y solidificar los filamentos; los filamentos y el aire de enfriamiento son despues dirigidos hacia y a traves de un atenuador y los filamentos son neumaticamente atenuados y estirados; los filamentos son dirigidos desde el atenuador hacia y a traves de una unidad de deposicion de filamentos y son depositados aleatoriamente sobre una banda permeable al aire continua en movimiento para formar una cinta no tejida de filamentos sustancialmente continuos; succion de aire desde un segundo soplador independientemente controlable por debajo de la banda permeable al aire para jalar aire a traves de la unidad de deposicion y a traves de la banda permeable al aire y la cinta es entonces dirigida a traves de un enlazador para enlazar los filamentos para convertir la cinta en una tela no tejida coherente.

Description

PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA PRODUCIR TELAS NO TEJIDAS LIGADAS POR HILATURA DE COMPONENTES MÚLTIPLES CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a mejoras en la fabricación de telas no tejidas ligadas por hilatura, y muy particularmente a un procedimiento y sistema mejorados para producir telas ligadas por hilatura de componentes múltiples y a las telas producidas a partir de los mismos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con el documento WO 00/08243, una tela no tejida ligada por hilatura con filamentos de componentes múltiples se produce fundiendo por separado dos o más componentes poliméricos; extruyendo los dos o más componentes de polímero fundidos desde orificios de hilandera para formar filamentos de componentes múltiples; poniendo en contacto los filamentos con aire de enfriamiento para enfriar y solidificar los filamentos; atenuar y estirar neumáticamente los filamentos en el atenuador, depositando loe filamentos aleatoriamente sobre una banda permeable al aire continua en movimiento para formar una cinta no tejida de filamentos sustancialmente continuos; y dirigiendo la cinta a través de un enlazador y enlazar (ligar) los filamentos para convertir la cinta en una tela no tejida coherente.

La presente invención provee una tela no tejida ligada por hilatura con un equilibrio inesperadamente superior de suavidad, resistencia, formación y costo. El procedimiento y sistema para hacer la tela ofrece flexibilidad en el diseño de producto acoplado con formación superior y bajo costo hasta ahora no provisto o sugerido en la técnica anterior. De conformidad con un aspecto de la presente invención, se provee un procedimiento para producir una tela no tejida ligada por hilatura a partir de filamentos de componentes múltiples, que se caracteriza porque dos o más componentes de polímeros fundidos son dirigidos a través de un ensamble de haz de hilado equipado con una placa de distribución configurada de tal manera que los componentes de polímero fundidos se combinan en una multiplicidad de orificios de hilandera para formar filamentos de componentes múltiples, los orificios de hilandera están dispuestos en una densidad de por lo menos 3000 orificios por metro, aire de enfriamiento desde un primer soplador independientemente controlable es dirigido a través de una cámara de enfriamiento y hacia contacto con los filamentos para enfriar y solidificar los filamentos, los filamentos y el aire de enfriamiento es después dirigido a través del atenuador con los filamentos, los filamentos pasan del atenuador hacia y a través de una unidad de deposición de filamentos antes de ser depositados sobre la banda permeable al aire en movimiento, y succión desde un segundo soplador independientemente controlable se aplica por debajo de la banda permeable al aire para jalar aire a través de la unidad de deposición y a través de la banda permeable al aire.

También de conformidad con la presente invención, se provee un sistema para fabricar una tela no tejida ligada por hilatura a partir de componentes múltiples. El sistema incluye dos o más extrusores par fundir por separado, respectivamente, dos o más componentes de polímero; un ensamble de haz de hilado conectado a los extrusores para recibir por separado los componentes de polímeros fundidos desde los mismos y extruyendo los componentes de polímero desde orificios de hilandera para formar filamentos de componentes múltiples; una zona de enfriamiento ubicada para recibir los filamentos eximidos y configurada para atenuar y estirar neumáticamente los filamentos; y un enlazador para enlazar los filamentos y para formar desde los mismos una tela no tejida coherente. El sistema de la presente invención se caracteriza porque el ensamble de haz de hilado es equipado con una placa de distribución configurada para que los componentes de polímero fundido separados se combinen en una multiplicidad de orificios de hilandera para formar los filamentos de componentes múltiples, los orificios de hilandera están dispuestos a una densidad de por lo menos 3000 orificios por metro, una cámara de enfriamiento con un primer soplador independientemente controlable está dispuesta para dirigir aire de enfriamiento hacia contacto con los filamentos para enfriar y solidificar los filamentos y el aire de enfriamiento es después dirigido a través del atenuador con los filamentos, una unidad de deposición de filamentos está dispuesta para recibir los filamentos que pasan desde el atenuador antes de que los filamentos sean depositados sobre la banda permeable al aire en movimiento, y un segundo soplador independientemente controlable aplica succión por debajo de la banda permeable al aire para jalar aire a través de la unidad de deposición y a través de la banda permeable al aire. En una modalidad específica, el manejo inicial, la fusión y el avance de los dos o más componentes de polímero se lleva a cabo en extrusores individuales respectivos. Los componentes de polímero separados se combinan y se extruyen como filamentos de componentes múltiples con el uso de un ensamble de haz de hilado equipado con paquetes de hilado que tienen una disposición de placa de distribución única equipado con disponible de Hills, Inc., y descrita en las patentes de E.U.A. Nos. 5,162,074; 5,344,297 y 5,466,410. Los filamentos extruidos son enfriados, atenuados y depositados sobre una banda transportadora permeable al aire en movimiento usando un sistema conocido como sistema Reicofil lll, como se describe en la patente de E.U.A. 5,814,349. La cinta de filamentos que se forma sobre la banda transportadora puede ser ligada, ya sea en esta forma o en combinación con capas o componentes adicionales, haciendo que pase por un enlazador. El enlazador puede comprender una calandria calentada que tiene un rodillo de calandria de patrón que forma enlaces de puntos discretos a través de la tela. Alternativamente, el enlazador puede comprender un enlazador de aire pasante. La tela se después enrollada en forma de rollo usando un ensamble de recolección comercialmente disponible.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA FIGURA La figura 1 muestra esquemáticamente una disposición de los componentes del sistema para producir una tela no tejida ligada por hilatura de dos componentes de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora, la presente invención se describirá en forma más completa más adelante con referencia a la figura anexa en la cual se muestra una modalidad preferida de la invención. Sin embargo, la invención se puede moralizar en muchas formas diferentes y no debe considerarse limitada a la modalidad que aquí se expone; más bien, esta modalidad se provee de modo que esta descripción sea amplia y completa, y transmita el alcance de la invención a los expertos en la técnica. Los números similares se refieren a elementos similares. La figura 1 ilustra esquemáticamente los componentes del sistema para llevar a cabo el procedimiento de la presente invención. En la modalidad ilustrada, el sistema incluye extrusores 11,12 adaptados para recibir y procesar dos materiales de polímero formadores de fibra separados, típicamente recibidos del fabricante en forma de trozos u hojuelas de polímero. Los extrusores están equipados con tolvas de entrada 13, 14 adaptadas para recibir un suministro de material de polímero. Los extrusores incluyen un cilindro de extrusor calentado en el cual está montado un tornillo de extrusor que tiene circunvoluciones o tramos configurados para transportar el material de polímero en trozos u hojuelas a través de una serie de zonas de calentamiento mientras el material de polímero es calentado a un estado fundido y mezclado por el tronido del extrusor. Los extrusores de este tipo están comercialmente disponibles de varias fuentes. Un ensamble de haz de hilado, generalmente indicado en 20, es comunicativamente conectado al extremo de descarga de cada extrusor para recibir material de polímero fundido del mismo. El ensamble de haz de hilado 20 se extiende en la dirección de la máquina del aparato y por lo tanto define la anchura de la tela no tejida que ha de ser fabricada. El ensamble de haz de hilado es típicamente de varios metros de largo. Montado al ensamble de haz de hilado está uno o máe paquetes de hilado reemplazables diseñados para recibir el material de polímero fundido de los dos extrusores, para llenar el material de polímero y después dirigir el material de polímero a través de capilares finos formados en una placa de hilandera. El polímero se extruye de los orificios de hilandera bajo presión para formar filamentos continuos finos. Es importante para la presente invención proveer una alta densidad de orificios de hilandera. Preferiblemente, la hilandera debe tener una densidad de por lo menos 3000 orificios por metro de longitud del haz de hilado, y muy deseablemente por lo menos 4000 orificios por metro. Se contemplan densidades de agujero tan altas como 6000 por metro. Cada paquete de hilado se ensambla a partir de una serie de placas intercaladas entre si. En el extremo corriente abajo o parte inferior del paquete de hilado hay una placa 22 de hilandera que tiene orificios de hilandera como se describió anteriormente. En el extremo corriente arriba o parte superior hay una placa que tiene puertos de entrada para recibir los flujos separados de polímero fundido. Por debajo de la placa superior hay una placa de soporte de tamices para contener tamices de filtro que filtran el polímero fundido. Por debajo de la placa de soporte de tamices hay una placa dosificadora que tiene aperturas de distribución de flujo en las mismas dispuestas para distribuir los flujos de polímero separados. Montada por debajo de la placa de dosificación y directamente por arriba de la placa 22 de hilandera hay una placa de distribución 24 que forma canales para transportar por separado los materiales de polímero fundido recibidos de las aperturas de distribución de flujo en la placa de dosificación respectiva arriba. Los canales en la placa de distribución están configurados para actuar como una vía para los flujos de polímero fundido separados para dirigir los flujos de polímero a los sitios de entrada de hilandera apropiados de modo que los componentes de polímero fundido separados se combinen en el extremo de entrada del orificio de hilandera para producir un patrón geométrico deseado dentro de la sección transversal de filamento. A medida que el material de polímero es extruido desde los orificios de hilandera, los componentes de polímero separados ocupan distintas áreas o zonas de la sección transversal de filamentos. Por ejemplo, los patrones pueden ser de envoltura/centro, lado a lado, forma de pastel segmentado, forma de islas en el mar, perfil de punta, tablero de ajedrez, cascara de naranja, etc. Los orificios de hilandera pueden ser de una sección transversal redonda o de una variedad de secciones transversales tales como trilobular, tetralobular, pentalobular, en forma de hueso de perro, forma de delta, etc., para producir filamentos de sección transversal diversa. Las placas de distribución delgadas 24 se fabrican fácilmente, especialmente por grabado al ácido, que es menos costoso que los métodos de maquinado tradicionales. Puesto que las placas son delgadas, conducen bien el calor y mantienen un volumen de polímero muy bajo, reduciendo así el tiempo de residencia en el ensamble de empaque de hilado en forma significativa. Esto es especialmente ventajoso cuando se extruyen materiales poliméricos que difieren significativamente en puntos de fusión, en donde el paquete de hilado y el haz de hilado se deben operar a temperaturas por arriba del punto de fusión del polímero de fusión más alta. El otro material de polímero (fusión baja) en el paquete experimenta estas temperaturas superiores, pero en un tiempo de residencia reducido, ayudando así a reducir la degradación del material de polímero. Los paquetes de hilado que usan placas de distribución del tipo descrito para producir fibras de dos componentes o de componentes múltiples son fabricados por Hills Inc., de W. Melborne, Florida, y se describen en las patentes de E.U.A. Nos. 5,162,074; 5,344,297 y 5,466,410, cuyas descripciones se incorporan aquí por referencia. Al dejar la placa de hilandera, los filamentos fundidos recién extruidos son dirigidos hacia abajo a través de una cámara de enfriamiento 30. El aire de un soplador independientemente controlado 31 es dirigido hacia la cámara de enfriamiento y hada contacto con los filamentos a fin de enfriar y solidificar los filamentos. A medida que los filamentos siguen moviéndose hacia abajo, entran al atenuador de filamentos 32. A medida que los filamentos y el aire de enfriamiento pasan a través del atenuador, la configuración de sección transversal del atenuador hace que el aire de enfriamiento de la cámara de enfriamiento se acelere a medida que pasa hacia abajo a través de la cámara de atenuación. Los filamentos, que entran en el aire de aceleración, también son acelerados y los filamentos son de esta manera atenuados (estirados) a medida que pasan a través del atenuador. La velocidad del soplador, el espacio del canal atenuador y la geometría de convergencia son ajustables para flexibilidad del procesamiento. Montada por debajo del atenuador de filamentos 32 está una unidad de deposición de filamentos 34 que está diseñada para distribuir aleatoriamente los filamentos a medida que se tienden sobre una banda permeable al aire sin fin 40 en movimiento para formar una cinta no tejida de filamentos aleatoriamente dispuestos. La unidad de deposición de filamentos 34 consta de un difusor con geometría divergente y paredes laterales ajustables. Por debajo de la banda permeable al aire 40 hay una unidad de succión 42 que jala aire hacia abajo a través de la unidad de deposición de filamentos 34 y ayuda en el tendido de los filamentos sobre la banda permeable al aire 40. Un espacio de aire 36 se provee entre el extremo inferior del atenuador 32 y el extremo superior de la unidad de deposición de filamentos 34 para admitir oir del ambiente hacia la unidad de deposición.

Esto sirve para facilitar la obtención de una distribución de filamentos consietente pero aleatoria en la unidad de deposición por lo que la tela no tejida tiene buena uniformidad tanto en la dirección de la máquina como en la dirección transversal. La cámara de enfriamiento, el atenuador de filamentos y la unidad de deposición de filamentos están comercialmente disponibles de Reifenhauser GMBH & Company Machinefabrik de Troisdorf, Alemania. Este sistema se describe en forma más completa en la patente de E.U.A. No. 5,814,349, cuya descripción se incorpora aquí por referencia. Este sistema es vendido comercialmente por Reifenhauser como el sistema "Reicofil 111". La cinta de filamentos sobre la banda en movimiento sin fin continua puede ser dirigida subsecuentemente a través de un enlazador y enlazada para formar una tela no tejida coherente. El ligado se puede llevar a cabo por cualquiera de un número de técnicas conocidas tales como haciendo pasar a través del agarre de un par de rodillos de calandria calentados 44 o a través de un enlazador de aire pasante. Alternativamente, la cinta de filamentos se puede combinar con uno o más componentes adicionales y enlazarse para formar una tela no tejida mixta. Dichos componentes adicionales pueden incluir, por ejemplo, películas, cintas sopladas bajo fusión o cintas adicionales de filamentos continuos o fibras cortas. Los componentes de polímero para filamentos de componentes múltiples se seleccionan en porciones y para tener puntos de fusión, propiedades de cristalización, propiedades eléctricas, viscosidades y miscibilidades que permitan que el filamento de componentes múltiples sea hilado bajo fusión e imparta las propiedades deseadas a la tela no tejida. Los polímeros adecuados para poner en práctica la invención incluyen poliolefinas, incluyendo polipropileno y polietileno, poliamidas incluyendo nylon, poiiéstßres incluyendo tereftalato de polietileno y tereftalato de polibutileno, elastómeros tßroplásticos, copolímeros de los mismos, y mezclas de cualesquiera de éstos. Muchas modificaciones y otras modalidades de la Invención vendrán a la mente de un experto en la técnica al que pertenece esta invención, teniendo el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores y el dibujo anexo. Por lo tanto, se debe entender que la invención no se limita a las modalidades específicas descritas y que se pretende incluir modificaciones y otras modalidades dentro del alcance de las reivindicaiones anexas. Aunque se emplean términos específicos aquí, se usan en un sentido genérico y descriptivo únicamente y no para fines de limitación.

Claims (1)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1- Un procedimiento para producir una tela no tejida ligada por hilatura a partir de filamentos de componentes múltiples que comprende los pasos de: fundir por separado dos o más componentes políméricos; extruir los dos o más componentes poliméricos desde orificios de hilandera para formar filamentos de componentes múltiples; poner en contacto los filamentos con aire de enfriamiento para enfriar y solidificar los filamentos; atenuar y estirar neumáticamente los filamentos en un atenuador; depositar los filamentos aleatoriamente sobre una banda permeable al aire continua en movimiento para formar una cinta no tejida de filamentos sustancialmente continuos; y dirigir la cinta a través de un enlazador y enlazar los filamentos para convertir la cinta en una tela no tejida coherente; caracterizado porque los dos o más componentes de polímeros fundidos son dirigidos a través de un ensamble de haz de hilado equipado con una placa de distribución configurada de tai manera que los componentes de polímero fundidos separados se combinan en una multiplicidad de orificios de hilanderas para formar filamentos de componentes múltiples, los orificios de hilandera están dispuestos en una densidad de por lo menos 3000 orificios por metro, aire de enfriamiento desde un primer soplador independientemente controlable es dirigido a través de una cámara de enfriamiento y hacia contacto con los filamentos para enfriar y solidificar los filamentos, los filamentos y el aire de enfriamiento es después dirigido a través del atenuador con los filamentos, los filamentos pasan del atenuador hacia y a través de una unidad de deposición de filamentos antes de ser depositados sobre la banda permeable al aire en movimiento, y succión desde un segundo soplador independientemente controlable se aplica por debajo de la banda permeable al aire para jalar aire a través de la unidad de deposición y a través de la banda permeable al aire. 2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los dos o más componentes de polímero están dispuestos en una configuración de sección transversal seleccionada de envoltura centro, lado a lado, forma de pastel segmentado, forma de islas en el mar o perfil de punta. 3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque un componente del polímero es polietileno y otro componente del polímero es polipropileno. 4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los componentes del polímero que son dirigidos a través de un ensamble de haz de hilado y se combinan en los orificios de hilandera son dos componentes de polímero que están dispuestos para formar filamentos de dos componentes de envoltura-centro, y en donde uno primero de los componentes de polímero es polipropileno y el segundo componente de polímero es un polímero que tiene diferentes propiedades de dicho componente de polímero de polipropileno. 5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el segundo componente de polímero es polietileno. 6.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el segundo componente de polímero es un polipropileno diferente. 7.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el paso de dirigir la cinta a través de un enlazador consiste en dirigir la cinta a través de una calandria incluyendo un rodillo de calandria en patrón y formar enlaces de punto discreto en toda la tela. 8.- Un sistema para fabricar una tela no tejida ligada por hilatura a partir de filamentos de componentes múltiples, el sistema incluyendo dos o más extrusores para fundir, por separado, dos o más componentes de polímeros; un ensamble de haz de hilado conectado a ios extrusores para recibir por separado los componentes de polímeros fundidos desde (os mismos y extruyendo los componentes de polímero desde orificios de hilandera para formar filamentos de componentes múltiples; una zona de enfriamiento ubicada para recibir los filamentos extruidos de los orificios de hilandera para formar filamentos de componentes múltiples; una zona de enfriamiento ubicada para recibir los filamentos extruidos desde orificios de hilandera y para poner en contacto los filamentos con aire de enfriamiento para enfriar y solidificar los filamentos; un atenuador ubicado para recibir los filamentos y configurado para atenuar y estirar neumáticamente los filamentos; y un enlazador para enlazar los filamentos y para formar desde los mismos una tela no tejida coherente; caracterizado porque el ensamble de haz de hilado es equipado con una placa de distribución configurada para que los componentes de polímero fundido separados se combinen en una multiplicidad de orificios de hilandera para formar los filamentos de componentes múltiples, los orificios de hilandera están dispuestos a una densidad dß por lo menos 3000 orificios por metro, una cámara de enfriamiento con un primer soplador independientemente controlable está dispuesta para dirigir aire de enfriamiento hacia contacto con los filamentos para enfriar y solidificar los filamentos y el aire de enfriamiento es después dirigido a través del atenuador con los filamentos, una unidad de deposición de filamentos está dispuesta para recibir los filamentos que pasan desde el atenuador antes de que los filamentos sean depositados sobre la banda permeable al aire en movimiento, y un segundo soplador independientemente controlable aplica succión por debajo de la banda permeable al aire para jalar aire a través de la unidad de deposición y a través de la banda permeable al aire. 9.- El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque dicha placa de distribución está configurada para que los componentes de polímero fundidos separados se combinen en una configuración de sección transversal seleccionada de envoltura-centro, lado a lado, forma de pastel segmentado, forma de islas en el mar, perfil de punta. 10.- El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque un componente del polímero es polipropileno y otro componente del polímero es polietileno. 11.- El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque los componentes del polímero que son dirigidos a través de un ensamble de haz de hilado y se combinan en los orificios de hilandera son dos componentes de polímero que están dispuestos para formar filamentos de dos componentes de envoltura-centro, y en donde uno primero de los componentes de polímero es polipropileno y el segundo componente de polímero es un polímero que tiene diferentes propiedades de dicho componente de polímero de polipropileno. 12.- El sistema de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque el segundo componente de polímero es un polietileno diferente. 13.- El sistema de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque el segundo componente de polímero es un polipropileno diferente. 14.- El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el enlazador comprende una calandria incluyendo un rodillo de calandria en patrón que forma enlaces de punto discreto en toda la tela.