MXPA97005020A - Laminado no tejido con estiramiento en ladireccion transversal - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un laminado que tiene un estirado en la dirección transversal que comprende:una primera capa de un tejido de polímero unido con hilado rizable hecho de fibras seleccionadas del grupo que consiste de fibras de biconstituyente y de bicomponente;una segunda capa de un polímero elastomérico;una tercera capa de un tejido de polímero unido con hilado rizable hecha de fibras seleccionadas del grupo que consiste de fibras de bicomponente y de biconstituyente;en donde dichas capas están unidas juntas por un método que excluye el hidroenredado para formar un laminado con un patrón unido abierto que tiene entre alrededor de 5 y 15 por ciento deárea unida, dichas capas estan mantenidas en una condición no estirada a través de su producción y unidas en dicho laminado, y en donde dicho laminado se estira en la dirección transversal.

Description

LAMINADO NO TEJIDO CON ESTIRAMIENTO EN LA DIRECCIÓN TRANSVERSAL Esta invención se refiere al campo de telas no tejidas para usarse en productos médicos, productos para el cuidado personal, prendas y telas para la intemperie.

La fabricación de muchos productos de las telas no tejidas puede ser un asunto muy complicado involucrando muchos pasos de unión y corte diferentes. Por ejemplo, el proceso para hacer una bata quirúrgica de telas no tej idas involucra el cortar orificios para las mangas y la cabeza en una pieza grande de material, cortar el material para las mangas, y entonces unir las mangas, generalmente compuestas de dos piezas, juntas una con otra y el cuerpo principal de la bata. Ciertas batas tienen áreas reforzadas (por ejemplo los codos) para las cuales deben cortarse, colocarse y unirse piezas adicionales. Puede haber agujeros para botones u otra forma de sujeción o cierre requerida sobre los brazos, la espalda o el frente de la bata. Este proceso de fabricación requiere que las piezas de tela sean rotadas, volteadas de arriba hacia abajo, dobladas, etc., muchas veces.

Una de las características de ciertos tipos de telas no tejidas la cual es útil en una variedad de aplicaciones es la elasticidad, por ejemplo, la habilidad de estirarse y entonces regresar a aproximadamente su tamaño original. Tal característica es útil, por ejemplo en las batas para médico, los pañales, los calzones de entrenamiento, y los productos de incontinencia para adulto.

Las telas no tejidas estirables se han producido pero generalmente se han limitado para estirarse en la dirección de la máquina (MD) , por ejemplo la dirección de producción de la tela. Esto es útil, pero se ha encontrado que muchos procesos de fabricación se beneficiarían de telas no tejidas las cuales pudieran estirarse en la dirección transversal a la máquina (CD) . Aún cuando parece un asunto meramente trivial , el requerimiento de voltear repetidamente la tela no tejida durante el proceso de fabricación, de por ejemplo, una bata, puede resultar en una tela dañada, aumentando los costos de mantenimiento y, desde luego, aumentando los costos de capital para la compra inicial del equipo de línea de fabricación. Los no tejidos estirables en la dirección transversal a la máquina simplificarían el proceso de fabricación mediante el eliminar un gran número de pasos de rotación en donde el material estirable en la dirección de la máquina debe voltearse a fin de darle estiramiento en la dirección deseada.

Por tanto es un objeto de la invención el proporcionar un laminado de tela no tejido el cual es estirable en por lo menos la dirección transversal a la máquina.

SÍNTESIS Los objetos de la invención se proporcionan mediante un laminado de capas múltiples que tiene estiramiento en la dirección transversal en el que las capas exteriores son telas o tejidos de polímero unido por hilado rizadas o rizables las cuales pueden ser de fibras de bicomponente y por lo menos una capa interna la cual es una capa de polímero elastomérico. Las capas son mantenidas en una condición no estirada a través de su producción y unión en el laminado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DEFINICIONES Como se usa aquí el término "tela o tejido no tramado" significa un tejido que tiene una estructura de fibras o hilos individuales los cuales están entrecolocados, pero no en una manera repetitiva regularmente o identificable como en una tela te ida. Las telas o tejidos no tramados se han formado por medio de muchos procesos tal como, por ejemplo, los procesos de soplado derretido, los procesos de unión con hilado y los procesos de tejido cardado y unido. JE1 peso base de las telas no tejidas se expresa usualmente en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrado (gsm) y los diámetros de fibra útiles son usualmente expresados en mieras. (Nótese que para convertir osy a gsm, debe multiplicarse osy por 33.91).

Como se usa aquí el término "microfibras" significa fibras de diámetro pequeño teniendo un diámetro promedio de no más de alrededor de 50 mieras, por ejemplo, teniendo un diámetro promedio de desde alrededor de 0.5 mieras a alrededor de 50 mieras, o más particularmente, las microfibras pueden tener un diámetro promedio de desde alrededor de 2 mieras a alrededor de 40 mieras. El diámetro de por ejemplo, una fibra de polipropileno dado en mieras, puede ser convertido a denier mediante el cuadrar, y multiplicar el resultado por 0.00629, por tanto, una fibra de polipropileno de 15 mieras tiene un denier de alrededor de 1.42 (152 x 0.00629=1.415).

Como se usa aquí el término "fibras unidas por hilado" se refiere a fibras de diámetro pequeño las cuales son formadas mediante el extruir el material termoplástico derretido como filamentos de una pluralidad de vasos capilares usualmente circulares y finos de un órgano hilandero con el diámetro de los filamentos extruidos entonces siendo reducido rápidamente como se indica, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,340,563 otorgada a Appel y otros, y en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,802,817 otorgada a Matsu i y otros, en las patentes de los Estados Unidos de Norteamérica nos. 3,338,992 y 3,341,394 otorgadas a Kinney, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,502,763 otorgada a Hartman, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,502,538 otorgada a Levy, y en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,542,615 otorgada a Dobo y otros. Las fibras unidas por hilado son generalmente continuas y más grandes de 7 mieras, más particularmente, de frecuentemente de entre alrededor de 10 y 30 mieras.

Como se usa aquí el término "fibras formadas por soplado derretido" significa fibras formadas mediante el extruir un material termoplástico derretido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz usualmente circulares y finos como hilos o filamentos derretidos a adentro de una corriente de gas (por ejemplo aire) a alta velocidad la cual atenúa los filamentos del material termoplástico derretido para reducir su diámetro, el cual puede ser un diámetro de icrofibra. Después, las fibras sopladas de derretido son llevadas por la corriente de gas a alta velocidad y se depositan sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras de soplado derretido desenbolsadas en forma aleatoria. Tal proceso esta descrito, en por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,849,241 otorgada a Butin. Las fibras de soplado derretido son usualmente microfibras las cuales son generalmente más pequeñas de 10 mieras de diámetro.

Como se usa aquí, el término "polímero" generalmente incluye pero no se limita a, los homopolímeros, copolímeros, tal como los copolímeros de bloque, de injerto, aleatorio y alternante, los terpolimeros, etc., y mezclas y modificaciones de. los mismos. Además, a menos que se limite específicamente de otra manera, el término "polímero" incluirá toda la configuración geométrica posible del material. Estas configuraciones incluyen, pero no se limitan a las simetrías isotáctica, sindiotáctica, atáctica y aleatoria.

Como se usa aquí, el término "dirección de la máquina" o "MD" significa la longitud de una fibra al ser esta producida. El término "dirección transversal a la máquina", "dirección transversal" o "CD" significa a través del ancho de la tela, por ejemplo, una dirección generalmente perpendicular a la dirección de la máquina.

Como se usa aquí, el término "fibras de bicomponente" se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos polímeros extruidos de extrusores separados pero hilados juntos para formar una fibra. Los polímeros son arreglados en zonas distintas esencialmente colocadas en forma constante a través de la sección transversal de las fibras de bicomponente y extendiéndose continuamente a lo largo de la longitud de las fibras de bicomponente. La configuración de tal fibra de bicomponente puede ser, por ejemplo, un arreglo de vaina/núcleo en donde un polímero esta rodeado por otro o puede ser un arreglo de lado por lado o un arreglo de "islas en el mar". Las fibras de bicomponente se muestran en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,108,820 otorgada a Kaneko y otros, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 5,336,552 otorgada a Strack y otros, y en la patente Europea no. 0586924. Para dos fibras de bicomponente, los polímeros pueden estar presentes en proporciones de 75/25, 50/50, 25/75 o cualesquier otras proporciones deseadas.

Como se usa aquí el término "fibras de biconstituyente" se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos polímeros extruidos del mismo extrusor como una mezcla. El término "mezcla" esta definido abajo. Las fibras de biconstituyente no tienen los varios componentes de polímero arreglados en zonas distintas colocadas en forma relativamente constante a través del área en sección transversal de la fibra y los varios polímeros son usualmente no continuos a lo largo de la longitud completa de la fibra, en vez de esto usualmente formando fibrillas las cuales inician y terminan en forma aleatoria. Las fibras de biconstituyente son algunas veces mencionadas como fibras de multiconstituyentes. Las fibras de este tipo general están discutidas en por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 5,108,827 otorgada a Gessner. Las fibras de bicomponente y de biconstituyente también están discutidas en el libro de texto "Mezclas y Compuestos de Polímero" de John A.

Manson y Leslie H. Sperling, derechos reservados 1976 por Plenun Press, una división de Plenum Publishing Corporation de Nueva York IBSN 0-306-30831-2, páginas 273 a 277.

Como se usa aquí, el término "mezcla" significa una combinación de dos o más polímeros mientras que el término "aleación" significa una subclase de mezclas en donde los componentes son inmisibles pero se han compatibilizado. La "misibilidad" y la "in isibilidad" son definidas como mezclas que tienen valores negativo y positivo, respectivamente, para la energía libre de mezclado. Además, la "compatibilización" se define como el proceso para modificar las propiedades interfaciales de una mezcla de polímero inmiscible a fin de constituir una aleación.

Como se usan aquí los términos "estrechado" o "estiramiento y estrechado" se refiere intercambiablemente a un método para alargar una tela no tejida, generalmente en la dirección de la máquina para reducir su ancho en una manera controlada a una cantidad deseada. El estiramiento controlado puede tener lugar bajo una temperatura fría, la temperatura ambiente o temperaturas mayores y se limita un aumento en la dimensión en la dimensión general en la dirección en que esta siendo estirada hasta el alargamiento requerido para romper la tela, el cual en la mayoría de los casos es de alrededor de 1.2 a 1.4 veces. Cuando se relaja, el tejido se retrae a sus dimensiones originales. Tal proceso esta descrito, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,443,513 otorgada a Meitner y Notheis y otra en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,965,122 otorgada a Mor an.

Como se usa aquí, el término "suavizamiento y estrechamiento" significa el estiramiento y estrechamiento llevado a cabo sin adición de calor del material al ser este estirado.

Como se indica aquí, el término "material estrechable" significa cualquier material que puede ser estrechado.

Como se usa aquí el término "material estrechado" se refiere a cualesquier material el cual se ha constriñido en por lo menos una dimensión por el proceso tal como, por ejemplo, de jalado o de plegado.

Como se usa aquí el término "recuperar" se refiere a una contracción de un material estirado a la terminación de la fuerza de presionamiento seguido por-el estiramiento del material por la aplicación de la fuerza presionadora. Por ejemplo, si un material teniendo una longitud no presionada y relajada de una pulgada se estiro 50 porciento mediante el estiramiento a una longitud de una y media pulgadas el material habrá sido alargado 50 porciento y tendrá una longitud estirada que es de 150 porciento de su longitud relajada. Si este material estirado de ejemplo se contrae, esto es se recupera una longitud de una y un décimo de pulgada después de la liberación de la fuerza de estiramiento y de presión, el material habrá recuperado 80 porciento (0.4 pulgadas) de su alargamiento.

Como se usa aquí, el término "desestrechar" significa un proceso aplicado a un material estrechado reversiblemente para extenderlo a sus dimensiones preestrechadas originales mediante la aplicación de una fuerza estiradora en una dirección transversal a la máquina o longitudinal lo cual hace que este se recupere a adentro de por lo menos de alrededor de 50 porciento de sus dimensiones reversiblemente estrechadas con la liberación de la fuerza estiradora.

Como se usa aquí, el término "unido con puntadas" significa, por ejemplo, el cocido del material tal y como se indica en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,891,957 otorgada a Strack y otros o en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,631,933 otorgada a Carey, Jr.

Como se usa aquí el término "producto médico" significa batas quirúrgicas y drapeados, máscaras para la cara, cubiertas para la cabeza, cubiertas para zapato, vendajes para herida, vendas y envolturas de esterilización.

Como se usa aquí el término "producto para el cuidado personal" significa pañales, baberos para bebé, calzones de entrenamiento, prendas interiores absorbentes, productos de incontinencia para adultos, paños y productos para la higiene de la mujer.

Como se usa aquí el término "cubierta protectora" significa una cubierta para vehículos tal como carros, camiones, barcos, aeroplanos, motocicletas, bicicletas, carros para golf, etc. , cubiertas para el equipo frecuentemente dejado al exterior o a la intemperie como las parrillas, el equipo de jardín y prado (segadoras, roto cultivadoras, etc.) y muebles de prado, así como cubiertas para piso, manteles para mesa y para cubiertas para área de almuerzo.

Como se usa aquí, el término "tela para la intemperie" significa una tela la cual es primariamente, aún cuando no exclusivamente usada a la intemperie. Las telas para la intemperie incluyen una tela usada en cubiertas protectoras, una tela para remolque/acampado, toldos, lienzos alquitranados, pabellones, tiendas, telas para la agricultura, (por ejemplo cubiertas de hileras) y vestuario para el exterior tal como las cubiertas de cabeza, la ropa de trabajo industrial y los cubretodos, los pantalones, camisas, sacos, guantes, calcetines, cubiertas para zapato y similares.

MÉTODOS DE PRUEBA Taza de flujo de derretido. La taza de flujo de derretido (MFR) es una medida de la viscosidad de un polímero. El MFR se expresa como el peso de material que fluye desde un vaso capilar de dimensiones conocidas bajo una carga especificada o taza de corte por un período de tiempo medido y se mide en gramos/10 minutos a 230 °C de acuerdo a, por ejemplo, la norma de ASTM pruebva 1238, condición E.

Prueba de Tensión de Agarre. La Prueba de Tensión de Agarre es una medida de una resistencia al rompimiento y alargamiento o tensión de una tela cuando se somete a la tensión unidireccional entre dos abrazaderas. Los valores para la resistencia a la tensión de agarre y el alargamiento de agarre son obtenidos usando un ancho de tela especificado, un ancho de abrazadera y una taza constante de extensión. La muestra es tan ancha como las abrazaderas y tan larga como la distancia entre las abrazaderas para dar resultados representativos de la resistencia efectiva de las fibras en el ancho abrazado combinado con la resistencia adicional contribuida por las fibras adyacentes en la tela. Esto simula muy parecidamente las condiciones de tensión de tela en el uso real. Los resultados son expresados como libras al rompimiento y porciento de estiramiento al rompimiento. La energía total puede también ser expresada así como energía al rompimiento. Los números superiores indican una tela más estirable o más fuerte.

Prueba Cíclica: En la prueba cíclica un material es tomado a una extensión fija o carga fija para desarrollar una representación gráfica de los resultados, con la carga sobre el eje y el alargamiento sobre el eje x. Esta gráfica da una curva con un área allá abajo llamada la "Energía Total Absorbida" o "TEA" . La proporción de las curvas de energía total absorbida para una muestra para varios ciclos es un valor independiente del material, del peso base y del ancho de muestra que puede ser comparado a otras muestras.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La tela de laminado de esta invención comprende una construcción en capas de por lo menos una capa de una capa de polímero termoplástico elastomérico colocada en forma de emparedado entre dos capas de tela no tejida unida por hilado de filamento o de fibra rizada. Las fibras unidas por hilado pueden ser de bicomponente.

La capa de polímero" termoplástico elastomérico útil en la práctica de esta invención puede ser aquella hecha de copolímeros de bloque estirenico, poliuretanos, poliamidas, copoliesteres, acetatos de vinil etileno (EVA) y similares y puede estar compuesta de un tejida soplado derretido, un tejido unido por hilado, una película o una capa de espuma y pueden en si misma estar compuesta de una o más capas más delgadas de polímero termoplástico elastomérico. Generalmente, cualesquier fibra elastomérica, película o resinas formadoras de espuma o mezclas conteniendo los mismos puede utilizarse para formar los tejidos no tramados de las fibras elastoméricas, de la película elastomérica o de la espuma elastomérica.

Los copolimeros de bloque estirénico incluyen copolimeros de bloque de estireno/butadieno/estireno (SBS) , copolímeros de bloque de estireno/isopreno/estireno (SIS) , copolímeros de bloque de estireno/etileno-propileno/estireno (SEPS) , copolímeros de bloque de estireno/etileno-butadieno/estireno (SEBS) . Por ejemplo, las resinas formadoras de fibra elastomérica útiles incluyen los copolimeros de bloque teniendo la fórmula general A-B-A' o A-B, en donde A y A' son cada uno un bloque de extremo de polímero termoplástico el cual contiene un grupo estirenico tal como un poli (vinilareno) y en donde B es un bloque medio de polímero elastomérico tal como dieno conjugado o un polímero de alqueno inferior. Los copolímeros de bloque de el tipo A-B-A' pueden ser diferentes o los mismos polímeros de bloque termoplásticos para los bloques A y A' , y los copolímeros de bloque presentes se intenta que abarquen los copolímeros lineales, ramificados y de bloque radial. En este aspecto, los copolímeros de bloque radial pueden ser designados (A-B)p-X, en donde X es un átomo o molécula polifuncional y en los cuales cada (A-B) -radial de X en una manera que A es un bloque de extremo. El copolímero de bloque radial, X puede ser una molécula o un átomo polifuncional orgánico o inorgánico y n es un entero teniendo el mismo valor que el grupo funcional originalmente presente en X. Este es usualmente por lo menos de 3 y es frecuentemente de 4 ó 5, pero no se limita a esto. Por tanto, en la presente invención, la expresión "copolímero de bloque", y particularmente un copolímero de bloque "A-B-A'" y "A-B" , se intenta que abarque todos los copolímeros de bloque teniendo tales bloques aulados y bloques termoplásticos como se discutió arriba, los cuales pueden ser extruidos (por ejemplo mediante soplado derretido) y sin limitación en cuanto al número de bloques.

La patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,663,220 otorgada a Wisneski y otros describe un tejido incluyendo microfibras que comprenden por lo menos alrededor de 10 porciento por peso de un copolímero de bloque A-B-A' en donde "A" y "A"1 son cada uno un bloque de extremo termoplástico el cual comprende un grupo estirenico y en donde "B" es un bloque medio de poli(etileno-butileno) elastomérico, y de desde más de cero porciento por peso hasta alrededor de 90 porciento por peso de una poliolefina la cual cuando se mezcla con el copolímero de bloque A-B-A' y se somete a una combinación efectiva de condiciones de temperatura elevada y de presión elevada, se adapta para extruirse, en forma mezclada con el copolímero de bloque A-B-A'. Las poliolefinas útiles en isnesky y otros pueden ser polietileno, polipropileno, polibuteno, copolímeros de etileno, copolímeros de propileno, copolímeros de buteno, y mezclas de los mismos.

Los ejemplos comerciales de tales copolímeros elastoméricos son, por ejemplo, aquellos conocidos como materiales KRATON® los cuales están disponibles de Shell Chemical Company de Houston, Texas. Los copolímeros de bloque KRATON® están disponibles en varias fórmulas.diferentes, un número de las cuales se identifica en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica 4,663,220 incorporada aquí por referencia. Una capa elastomérica adecuada particularmente puede ser formada de, por ejemplo, copolímero de bloque poli (estireno/etileno-butileno/estireno) disponible de Shell Chemical Company de Houston, Texas bajo la designación de comercio KRATON®G-1657.

Otros materiales elastoméricos de ejemplo los cuales pueden ser usados para formar una capa elastomérica incluyen los materiales elastoméricos de poliuretano tal como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca ESTAÑE® de B. F. Goodrich & Co. , materiales elastoméricos poliamida tal como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca PEBAX® de Rilsan Company, y los materiales elastoméricos de poliester tal como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la designación de comercio HYTREL® de E. I. DuPont de Nemours & Company.

La formación de un tej ido no tramado elastomérico de materiales elastoméricos de poliester esta descrita en, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica 4,471,949 otorgada a Morman y otros e incorporada aquí por referencia.

Las capas elastoméricas también pueden estar formadas de copolímeros elastoméricos de etileno y por lo menos un monómero de vinilo tal, por ejemplo, los acetatos de vinilo, los los ácidos monocarboxilicos alifáticos insaturados, y los esteres de tales ácidos monocarboxilicos. Los copolímeros elastoméricos y la formación de los tejidos no tramados elastoméricos de aquellos copolímeros elastoméricos están descritos en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,803,117. Son tejidos termoplásticos de soplado derretido elastoméricos particularmente útiles a aquellos compuestos de fibras de un material tal como el que se describe en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,707,398 otorgada a Boggs y otros, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,741,949 otorgada a Morman y otros, y la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4,663,220 otorgada a isneski y otros. Además, la capa de polímero termoplástico de soplado derretido elastomérica puede en si misma estar compuesta de una o más capas más delgadas de el polímero termoplástico soplado derretido elastomérico las cuales se han depositado en secuencia una arriba de la otra o se han laminado juntas por los métodos conocidos por aquellos expertos en el arte.

Los elastómeros de copoliester termoplástico incluyen copolieteresteres teniendo la fórmula general: 0 0 0 0 I I I I H- ( [0-G-0-C-C6lH4-C]?- [O (CH2) ß-0-C-C6H4-C] ) _-0- (CH2) b0H en donde "G" es seleccionado del grupo que consiste de poli (oxietileno) -alfa, omega-diol , poli (oxipropileno) -alfa,omega-diol, poli (oxitetrametileno) -alfa, omega-diol y "a" y "b" son enteros positivos incluyendo 2, 4, y 6, "x", "y" y "z" son enteros positivos incluyendo 1-20. Tales materiales generalmente tienen un alargamiento al rompimiento de desde alrededor de 600 porciento a 750 porciento cuando se mide de acuerdo con la norma ASTM D-638 y un punto de derretido de desde alrededor de 350°F a alrededor de 400°F (176 a 205°C) como se mide de acuerdo con la norma ASTM D-2117. Los ejemplos comerciales de tales materiales de copoliester son, por ejemplo, aquellos conocidos como ARNITEL® disponible comercialmente de Akzo Plastics de Amhem, Holanda y ahora disponibles de DSM de Sittard, Holanda, o aquellos conocidos como HYTREL® los cuales están disponibles de E.I. Dupont de Nemours de Wilmington, Delaware.

Los ejemplos de las espumas adecuadas incluyen aquellas producidas por General Foam Corporation de Paramus, New Jersey, Tales espumas son espumas de poliuretano bajo la designación de comercio "Series 4000". Tales espumas están descritas en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica 4,761,324 otorgada a Rautenberg y otros en la columna 6, líneas 53-68, incorporada aquí por referencia.

Una capa de soplado derretido elastomérica puede ser unida con puntadas de acuerdo con la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 4,891,957 otorgada a Strack y otros. La unión con cocido imparte resistencia y durabilidad al producto unido con cocido y la unión de esta forma en la presente invención se cree que imparte una resistencia a la abrasión al laminado. Aún cuando la unión con puntadas generalmente se usa para unir dos o más materiales juntos en la modalidad de la presente invención, la capa de soplado derretido elastomérica es unida con puntadas sola y entonces se usa en la fabricación del laminado.

La tela no tejida unida por hilado se produce por un método conocido en el arte y se describe en un número de referencias citadas arriba. Brevemente, el proceso de unión con hilado generalmente usa una tolva la cual suministra un polímero a un extrusor calentado. El extrusor suministra un polímero derretido a un órgano hilandero en donde el polímero es fibrizado al pasar éste a través de las aberturas finas usualmente arregladas en una o más hileras en el órgano hilandero, formando una cortina de filamentos. Los filamentos son usualmente enfriados con un aire a baja presión, se jalan, usualmente neumáticamente, y se depositan sobre una estera foraminosa móvil, una banda o un "alambre formador" para formar la tela no tejida.

Las fibras producidas en el proceso de unión con hilado están usualmente en el rango de desde alrededor de 10 a alrededor de 30 mieras de diámetro, dependiendo de las condiciones de proceso y el uso final deseado para las telas que se van a producir de tales fibras. Por ejemplo, aumentando el peso molecular del polímero o disminuyendo la temperatura de procesamiento resultan en fibras de diámetro grandes. Los cambios en la temperatura de fluido de enfriamiento y la presión de jalado neumática pueden también afectar el diámetro de la fibra.

Los polímeros útiles en el proceso de unión con hilado generalmente tienen una temperatura de proceso de derretido de entre 175° a 320°C y una taza de flujo de derretido, como se definió arriba, en el rango de alrededor de 10 a alrededor de 150, más particularmente de entre alrededor de 10 y 50. Los ejemplos de los polímeros adecuados incluyen polipropilenos, polietilenos y poliamidas.

Las fibras de bicomponente también pueden usarse en la práctica de esta invención. Las fibras de bicomponente son comúnmente de polipropileno y de polietileno arregladas en una configuración de vaina/núcleo, de "islas en el mar" o de lado por lado. Los materiales comercialmente disponibles adecuados incluyen el polipropileno designado PP-3445 de Exxon Chemical Company de Baytown, Texas, ASPUN® 6811A y 2553 polietileno de baja densidad lineal de Dow Chemical Company de Midland, Michigan, polietileno de alta densidad 25355 y 12350 de Dow Chemical Company, polibutileno DURAFLEX® DP8510 de Shell Chemical Company de Houston, Texas, y etileno n-butil acrilato de ENATHENE® 720-009 de Quantum Chemical Corporation de Cincinnati, Ohio.

Ciertas fibras de biconstituyente también pueden usarse en la práctica de esta invención. Las mezclas de copolímero de polipropileno y copolímero de polibutileno en una mezcla de 90/10 se han encontrado efectivas. Cualesquier otra mezcla será efectiva también siempre que esta pueda hilarse y proporcionar fibras rizadas o rizables.

Las fibras de la capa unida por hilados usada en la práctica de esta invención deben ser rizadas o rizables ya que los inventores han encontrado que los tejidos de fibra rizada cuando se laminan a una capa de soplado derretido elastomérica, tienen un "dar" suficiente para estirarse a la dimensión más grande sin el rompimiento.

El rizado de una fibra unida con hilado puede lograrse a través de un número de métodos. Un método es el de producir un tejido unido con hilado sobra un alambre formador y entonces pasar el tejido entre dos tambores o rodillos con superficies diferentes. Los rodillos mezclan las fibras del tejido al pasar esta entre los mismos y produce el rizado deseado. Otro método para crear el rizado de fibra es el estirar mecánicamente cada fibra.

Cuando las fibras unidas con hilado de bicomponente son usadas en la practica de esta invención, el rizado puede lograrse mediante el calentamiento de las fibras. Los dos polímeros que constituyen las fibras de bicomponente pueden seleccionarse para tener diferentes coeficientes de expansión y con el calentamiento crear rizados en las fibras. Este calentamiento puede hacerse después de la formación del tejido sobre el alambre formador a una temperatura de desde alrededor de 43 °C hasta una temperatura menor que la del punto de derretido de el componente de derretido inferior de las fibras. El calentamiento puede hacerse alternativamente al caer las fibras desde el órgano hilandero hasta el alambre formador como se enseña en la solicitud de patente europea no. 586,924 otorgada a Pike y otros, la cual se publico el 16 de Marzo de 1994. En el proceso Pike, el aire calentado en el rango de desde alrededor de 43 °C hasta una temperatura menor que la del punto de derretido de el componente de derretido más bajo de las fibras se erigió a las fibras al caer estas, haciendo que los dos polímeros se expandieran diferentemente uno de otro y la fibra se rizará.

La tela laminada de esta invención puede hacerse mediante el depositar primero sobre un alambre formador una capa de fibras unidas con hilado rizadas. Una capa de las fibras de soplado derretido elastoméricas se deposita sobre la parte superior de las fibras unidas con hilado rizadas. Finalmente, otra capa de fibras unidas por hilado rizadas se deposita sobre la capa de soplado derretido y esta capa esta usualmente preformada. Puede haber más de una capa de las fibras de soplado derretido elastoméricas. Ninguna de las capas son estiradas en cualesquier dirección durante el proceso de producción del laminado, incluyendo el paso de unión.

Alternativamente, todas las capas pueden ser producidas independientemente y juntarse en un paso de laminación separado. Si este método de fabricación se escoge, sigue siendo importante que las capas no se estiren durante la fabricación del laminado.

El requerimiento de que la tela no sea estirada durante la fabricación en un laminado significa que la tela no se somete a ninguna fuerza de estiramiento adicional o excesiva más allá de la normalmente proporcionada por el tipo de mecanismo que es usado usualmente para producir el laminado, por ejemplo los rodillos y enrolladores los cuales mueven la tela a lo largo de la trayectoria del proceso desde la prelaminación a la postla inación. La tela de esta invención no requiere el ser estrechada-estirada, suavizada con estrechamiento o no ser estrechada para proporcionar las propiedades de estiramiento deseadas.

Después de la adición de la última capa de las fibras unidas por hilado rizadas, las capas se unen para producir el laminado. La unión puede hacerse térmicamente tal como mediante unión a través de aire o una unión de punto usando rodillos de calandrado con patrón.

La unión a través de aire o "TAB" se discute en la solicitud de patente europea no. 586,924 otorgada a Pike y otros y es un proceso de unión de un tejido de fibra de bicomponente no tejido el cual esta enrollado por lo menos parcialmente alrededor de un rodillo perforado el cual esta encerrado en una cubierta. El aire el cual esta suficientemente caliente para derretir uno de los polímeros de los cuales están hechas las fibras se forza desde la cubierta, a través del tejido y hasta el rodillo perforado. La velocidad del aire es de entre 100 y 500 pies por minuto y el tiempo de permanencia puede ser tan prolongado como de 6 segundos. El derretido y la resolidifación del polímero proporciona la unión. Dado que la unión a través de aire requiere el derretido de por lo menos un componente para lograr la unión, esta esta restringida a los tejidos de fibra de bicomponente.

Se ha desarrollado la unión de punto térmico usando rodillos de calandrado con varios patrones. Un ejemplo es el patrón de Hansen Pennings expandido con alrededor de un 15% de área unida con alrededor de 100 uniones/pulgada cuadrada como se enseña en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica no. 3,855,046 otorgada a Hansen y Pennings. Otro patrón común es un patrón de diamante con diamantes repetitivos y ligeramente descentrados.

La unión del laminado puede hacerse alternativamente en forma ultrasónica, a través de la unión de impresión de adhesivo, por cualesquier otro método conocido en el arte por ser efectivo excepto el método de hidroenredado.

La tela de esta invención puede ser tratada, ya sean las fibras individuales antes de la laminación, o la tela completa después de la laminación, con varios químicos de acuerdo con las técnicas conocidas para darles propiedades para usos especializados. Tales tratamientos incluyen químicos repelentes, químicos suavizantes, químicos retardadores de fuego, químicos repelentes de aceite, agentes antiestáticos y mezclas de los mismos. Los pigmentos también pueden' ser agregados a la tela como un tratamiento posterior a la unión o alternativamente agregarse al polímero de la capa deseada antes de la fibrización.

Se ha encontrado que la tela de esta invención se estira en la dirección transversal a la máquina por lo menos por alrededor de 100 porciento.

La tela de esta invención puede usarse en productos para el cuidado personal, productos médicos y telas para usarse a la intemperie. También se cree que esta tela será útil en las aplicaciones automotrices tal como forros de cabeza de carro.

Se compararon las propiedades de varios laminados. Estos laminados están descritos abajo en donde las muestras son laminados hechos de acuerdo con la invención y el control no lo es.

Control .

Las fibras de polipropileno unidas con hilado en ambas las capas de cara hacia afuera, con una capa de soplado derretido elastomérica entre las mismas.

El soplado de derretido elastomérico se hizo de KRATON® G-2740 de Shell y tuvo un peso base de aproximadamente de 61 gramos por metro cuadrado.

La fibra unida con hilado fue polipropileno Exxon PD-3445 extruida a través de orificios de 0.6 milímetros a una taza de 0.7 gramos/orificio/minuto (ghm) teniendo un peso base de 22 gramos por metro cuadrado para cada capa de frente. La tela fue unida a una temperatura de 291°F usando la unión de calandrado térmico con un patrón de espiral de 5%. En ninguna de las capas se estiro durante la producción o la unión.

Muestra 1 Las fibras unidas con hilado en ambas capas de cara al exterior con una capa de soplado derretido elastomérica entre las mismas.

El soplado derretido elastomérico se hizo de KRATON® G-2740 de Shell y tuvo un peso base de aproximadamente de 61 gramos por metro cuadrado.

La tela unida con hilado se produjo de un paquete hilado teniendo hileras alternas de fibras para producir una mezcla de diferentes tipos de fibras en una capa de tela o tejido resultando en un tejido rizable. Una hilera de fibras fue polipropileno Exxon PD-3445 y la siguiente hilera fue una mezcla de 90 porciento de copolímero de polipropileno Shell y 10 porciento por peso de copolímero de polibutileno de Shell Duraflex® . El copolímero de polipropileno tuvo un contenido de etileno de 3.2 porciento por peso y el copolímero de polibutileno tuvo un contenido de etileno de 6 porciento por peso. Todos los polímeros fueron extruidos a través 'de orificios de 0.6 mm a una taza de 0.5 gramos/orificio/minuto (ghm) y teniendo un peso base de 34 gramos por metro cuadrado para cada capa frontal. La tela fue unida a una temperatura de 291°F usando una unión de calandrado térmico con un patrón de espiral de 5%. Ninguna de las capas fue estirada durante la producción o la unión.

Muestra 2 Las fibras unidas con hilado de biconstituyente en ambas capas de cara exterior con una capa de soplado derretido elastomérica en medio.

El soplado derretido elastomérico se hizo de KRATON® G-2740 de Shell y tuvo un peso base de aproximadamente de 61 gramos por metro cuadrado.

El unido con hilado fue una mezcla de bicomponente de 90 porciento por peso de copolímero de polipropileno y 10 porciento por peso de copolímerq de polibutileno como se describió en la muestra 1 extruido a través de orificios de 0.6 milímetros a una taza de 0.7 gramos/orificio/minuto (ghm) y teniendo un peso base de 34 gramos por metro cuadrado para c ada capa de cara para proporcionar un tejido rizable. La tela fue unida a una temperatura de 270 °F usando unión de calandrado térmico con un patrón cuadrado de área de unión de 5%. Ninguna de las capas fue estirada durante la producción o la unión.

Muestra 3 Las fibras de unido con hilado de biconstituyente en ambas capas de cara al exterior con una capa de soplado derretido elastomérica en medio.

El soplado derretido elastomérico se hizo de KRATON® G-2740 de Shell y tuvo un peso base de aproximadamente 61 gramos por metro cuadrado.

El unido con hilado fue una mezcla de biconstituyente de un copolímero de polipropileno de 90 porciento por peso y 10 porciento por peso de copolímero de polibutileno como se describió en la mezcla 1 y se extruyo a través de orificios de 0.6 milímetros a una taza de 0.53 gramos/orificio/minuto (ghm) y teniendo un peso base de 24 gramos por metro cuadrado para cada capa de cara para proporcionar una fibra rizable. La tela fue unida a una temperatura de 291 °F usando la unión de calandrado térmico con un patrón de área cuadrada de 5% de unión. Ninguna de las capas fue estirada durante la producción o la unión.

Muestra 4 Las fibras unidas con hilado de bicomponente rizadas en ambas las capas de cara al exterior con una capa de soplado derretido elastomérica en medio.

El soplado derretido elastomérico se hizo de KRATON® G-2740 de Shell y tuvo un peso base de aproximadamente de 61 gramos por metro cuadrado.

La unión con hilado rizada fue una fibra de lado por lado de polipropileno Exxon PD-3445 y polietileno Dow Aspun8 6811 A extruido a través de orificios de 0.6 milímetros a una taza de 0.65 gramos/orificio/minuto (ghm) y teniendo un peso base de 27 gramos por metro cuadrado para cada capa de cara. La tela fue unida a una temperatura de 258 °F usando la unión a través de aire. Ninguna de las capas fue estirada durante la producción o la unión.

Muestra 5 Las fibras unidas con hilado de bicomponente rizadas en ambas capas de cara al exterior con una capa de soplado derretido elastomérica en medio.

La capa de soplado derretido elastomérica se hizo de KRATON® G-2740 de Shell y tuvo un peso base de aproximadamente de 61 gramos por metro cuadrado.

La unión con hilado rizada fue una fibra de lado por lado de polipropileno Exxon PD-3445 y de polietileno Dow Aspun®6811A extruido a través de orificios de 0.6 milímetros a una taza de 0.65 gramos/orificio/minuto (ghm) teniendo un peso base de 13 gramos por metro cuadrado para cada capa de cara. La tela fue unida a una temperatura de 258 °F usando la unión a través de aire. Ninguna de las capas fue estirada durante la producción o la unión.

Los laminados arriba descritos se sometieron a pruebas para estiramiento en la dirección transversal a la máquina y recuperación llevadas a cabo sobre una maquina Sintech Instron. Se uso una muestra de tres pulgadas de ancho y la velocidad de estiramiento fue de 300 mm/min para la carga pico y la tensión pico. El alargamiento pico o la tensión se expresa en porciento. La carga pico es expresada en gramos. El alargamiento de ciclo de prueba se expreso en porciento. El primer ciclo de carga en el ciclo de alargamiento (A) esta expresado en gramos. Las propiedades de las muestras están indicadas en la tabla 1.

Tabla 1 Tensión Carga Ciclo de A Pico Pico Alargamiento Control 79 3690 50 2690 Muestra 1 130 3682 80 3720 Muestra 2 190 1420 125 1210 Muestra 3 125 2980 75 2230 Muestra 4 101 2970 55 2290 Muestra 5 25 1060 50 1420 Los inventores creen que los datos para las fibras de bicomponente rizadas (Muestras 4 y 5) se mejoraran con un método de unión diferente aún cuando los datos de prueba cíclica son favorables. El método usado, unión a través de aire, proporciona muchos puntos unidos y probablemente resulta en una perdida de estirabilidad, por tanto, la unión a través de aire no se prefiere. Las otras muestras y el control no usaron la unión a través de aire.

Los datos indican que la tela de esta invención proporciona un estiramiento excelente en la dirección transversal a la máquina a cargas inferiores que para un unido con hilado de polipropileno no rizable. Esta es una propiedad muy útil la cual simplifica la fabricación de muchos productos tales como pañales y batas quirúrgicas, los cuales se hacen de esta tela.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un laminado teniendo estiramiento en la dirección transversal que comprende: una primera capa de un tejido de polímero unido con hilado rizable; una segunda capa de un polímero elastomérico; una tercera capa de un tejido de polímero unido con hilado rizable; en donde dichas capas están unidas juntas por un método excluyendo hidroenredado para formar un laminado y en donde dichas capas son mantenidas en una condición no estirada a través de su producción y unión en un laminado.

2. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque cada capa unida por hilado puede independientemente ser seleccionada del grupo que consiste de fibras de bicomponente rizables, fibras de biconstituyente rizables y mezclas rizables de diferentes tipos de fibras.

3. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dichas capas están unidas una a otra en una condición no estirada por un método seleccionado del grupo que consiste de unión térmica, unión ultrasónica, unión con impresión y unión adhesiva.

4. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque- dicha capa de polímero elastomérico es seleccionada del grupo que consiste de tejidos de soplado derretido elastoméricos, tejidos unidos con hilado elastoméricos, películas elastoméricas y espumas elastoméricas.

5. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque dicha capa de polímero elastomérico esta compuesta de una o más capas más delgadas.

6. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque dicha capa elastomérica es unida con punto antes de la incorporación. adentro del laminado.

7. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque la capa elastomérica comprende por lo menos alrededor de 10 porciento por peso de un copolímero de bloque A-B-A' en donde "A" y "A"' son cada uno un bloque de extremo termoplástico el cual comprende un grupo estirenico y en donde "B" es un bloque medio de poli (etileno-butileno) elastomérico, y de más de 0 porciento por peso hasta alrededor de 90 porciento por peso de una poliolefina la cual entonces se mezcla con el copolímero de bloque A-B-A' y se somete a una combinación efectiva de condiciones de temperatura elevada y de presión elevada, esta adaptada para ser extruida, en una forma mezclada con el copolímero de bloque A-B-A' .

8. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque dicho polímero de capa de polímero elastomérico se selecciona del grupo que consiste de copolímeros de bloque estirenico, poliuretanos, poliamidas, copoliésteres, copolieteres, esteres y acetatos de vinilo etileno.

9. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque dicho polímero es una mezcla de un copolímero de bloque A-B-A' y de polipropileno.

10. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque dicha capa de polímero elastomérico comprende fibras elásticas de un copolímero de bloque.

11. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizado porque dicho polieterester tiene la fórmula general: 0 0 0 0 I I I I H-([0-G-0-C-C6H4-C]?-[0(CH2)a-0-C-C6H4-C]y)z-0-(CH2)bOH en donde "G" es seleccionado del grupo que consiste de poli(oxietileno)-alfa,omega,diol,poli(oxipropileno) -alfa, omega-diol, poli (oxitetrametileno) -alfa, omega,diol y "a" y "b" son enteros positivos seleccionados del grupo que consiste de 2, 4 y 6 y "x", "y" y "z" son enteros positivos seleccionados del grupo que consiste de números de entre 1 y 20.

12. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque por lo menos una capa se ha tratado con un químico seleccionado del grupo que consiste de químicos repelentes de agua, químicos suavizantes, químicos retardadores de fuego, químicos repelentes de aceite y mezclas de los mismos.

13. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dichos tejidos de fibras unidas por hilado rizables están compuestas de fibras de bicomponente en un arreglo de vaina/núcleo con polipropileno como el núcleo y el polietileno como la vaina.

14. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dichas capas tienen pesos base de entre alrededor de 0.25 y 3 onzas por yarda cuadrada.

15. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque esta presente en un producto seleccionado del grupo que consiste de productos médicos, productos para el cuidado personal y telas para la intemperie.

16. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque dicho producto es un producto para el cuidado personal y dicho producto para el cuidado personal es un pañal.

17. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque dicho producto es un producto para el cuidado personal y dicho producto para el cuidado personal es un producto para la higiene de la mujer.

18. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque dicho producto es un producto médico y dicho producto médico es una bata quirúrgica.

19. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque dicho producto es un producto médico y dicho producto médico es una máscara para la cara.

20. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque dicho producto es un producto médico y dicho producto médico es un limpiador.