BR112012001275B1 - tecido não-tecido em camadas de alto teor de celulose e seu método de fabricação - Google Patents

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Abstract

tecido não-tecido em camadas de alto teor de celulose e seu método de fabricação a presente invenção fornece um tecido não-tecido em camadas com um alto teor de celulose adequado para uso em lenços, artigos absorventes e outras aplicações, e um método para fazer o mesmo. o não-tecido em camadas compreende três camadas unidas entre si, onde as camadas externas são mantas leves solidificadas por rotação e as camadas intermediárias são compostas principalmente por fibras de celulose. cada uma das primeira (3), segunda (2) e terceira (4) camadas de não-tecido são preferivelmente formadas primeiro separadamente e individualmente para serem mantas autosustentáveis, após as quais as três mantas auto-sustentáveis são reunidas essencialmente imediatamente antes de uni-las. quando usado como substrato para lenços umedecidos, o tecido inventivo exibe uma combinação de várias propriedades úteis; boa suavidade e massa úmida e seca, boa resistência à abrasão úmida e baixa propensão úmida de soltar fiapo, e onde a maioria do material bruto é celulose.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TECIDO NÃO-TECIDO EM CAMADAS DE ALTO TEOR DE CELULOSE E SEU MÉTODO DE FABRICAÇÃO.
CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se aos tecidos não tecidos compostos em camadas e um método para fabricar tecidos não tecidos compostos em camadas.
ANTECEDENTES DA INVEÇÃO [002] Tecidos não tecidos têm existido por muitos anos e hoje há um número de diferentes tecnologias de produção de não tecido sendo usado comercialmente. Uma área importante de aplicação de tecidos não tecidos está no campo de materiais de limpeza, também conhecido como lenço ou limpador. Os lenços são usados para um grande número de propósitos em ambientes de limpeza industrial, doméstica, institucional e pessoal. Dentro destas aplicações, uma exigência comum é que o lenço seja absorvente para a água e soluções aquosas ou para certos solventes no caso de lenços industriais. Os lenços são muitas vezes vendidos e empacotados em um estado pré-umedecido como lenços umedecidos. Outras exigências comuns de lenços incluem a capacidade de remover e reter a sujeira, a suavidade, o volume, e a força apropriada para o uso pretendido, e uma baixa propensão a soltar fiapos (solta fibras e/ou partículas). Quando o lenço é planejado para ser usado no estado úmido, as propriedades mencionadas acima são geralmente medidas como propriedades úmidas após o tecido não tecido ter sido devidamente umedecido. Pretende-se que muitos lenços sejam de uso único (por exemplo, lenços para bebê e de higiene pessoal) ou artigos de reutilização limitada (por exemplo, alguns tipos de lenços de cozinha). As tendências atuais no campo de lenços para consumo (lenços umedecidos para bebês, lenços de higiene pessoal e lenços de limpeza doméstica, incluindo lenços de desin
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2/85 fecção), colocam a ênfase no desempenho da limpeza, economia e preocupação com o meio ambiente. O consumidor exige um alto nível de desempenho de limpeza, isto é, principalmente, a remoção da sujeira, deixando pouco ou nenhum fiapo residual ou listras na superfície limpa. Reduzindo a gramatura de um lenço necessário para executar uma tarefa de limpeza específica consumirá menos matérias-primas por lenço e será mais econômico. A gramatura de lenços umedecidos de bebê e de higiene pessoal é geralmente de cerca de 40 gsm a cerca de 65 gsm, e a gramatura de lenços umedecidos para consumo de limpeza doméstica e de desinfecção é geralmente de cerca de 40 gsm a cerca de 55 gsm. Há uma crescente preocupação pública sobre o uso dos recursos naturais a ser usado na fabricação de artigos de limpeza, cujo uso é de duração limitada. Por isso há uma demanda crescente do consumidor por lenços produzidos com menor impacto ambiental, por exemplo, lenços feitos de uma elevada percentagem de materiais renováveis e sustentáveis, e de preferência, lenços que são biodegradáveis após o uso.
[003] A celulose é usada em vários tipos de tecidos não tecidos feitos por diferentes tecnologias. Apesar de os tecidos não tecidos feitos de fibras de celulose ser conhecidos por serem absorventes, os tecidos não tecidos feitos inteiramente de fibras de celulose podem ser indesejáveis para algumas aplicações de limpeza pela falta de resistência adequada e resistência à abrasão, e são propensos a soltar fibras de celulose durante o uso. O lenço é muitas vezes usado para limpar uma superfície, esfregando o lenço sobre a superfície. A ação de esfregar desgasta a superfície do lenço. Se o material usado para fazer o lenço tiver uma baixa resistência à abrasão, isto resulta no lenço ter durabilidade relativamente pobre e um número excessivo de fibras ou outras partículas tendem a se soltar do lenço e contaminar a superfície limpa. Este é particularmente o caso quando o substrato de
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3/85 limpeza contém celulose. No passado, tecidos não tecidos com um alto teor de celulose foram reforçados pela aplicação de ligantes químicos e/ou usando técnicas de ligação, tais como hidroentrelaçamento. Cada uma dessas abordagens tem desvantagens. Por exemplo, o uso de dispersões de aglutinante químicos sintéticas aumenta o custo, geralmente aumenta o consumo de energia durante a fabricação devido à necessidade de secagem adicional da manta, e pode causar listras indesejáveis quando o lenço é usado para limpar uma superfície dura como vidro. Devido ao comprimento curto de fibras de celulose (geralmente menos de 4 mm, e frequentemente cerca de 2 mm), o hidro-entrelaçado de 100% p/p de mantas de celulose com jatos de água de alta pressão tem apenas um efeito limitado. Geralmente, fibras ou filamentos mais longos devem ser misturados com as fibras de pasta de celulose, ou ao contrário, fornecidos de tal forma que as fibras de pasta de celulose possam se enrolar ao redor das fibras ou filamentos mais longos durante o processo de hidroentrelaçamento. Exemplos de hidro-entrelaçamento de fibras de celulose na presença de fibras mais longas são divulgados na patente canadense 841938 e patente US 5009747. O hidro-entrelaçamento com jatos de água de alta pressão é um processo de alta energia, e outra consequência é a densificação do tecido não tecido, ou seja, redução da espessura da manta e volume durante o hidro-entrelaçamento. Os tecidos não tecidos de alto teor de pasta de celulose hidroentrelaçados ainda podem soltar fiapos a um grau inaceitável, e necessitam de tratamento posterior, tais como adição de um aglutinante químico.
[004] Uma série de tecnologias de solidificação por rotação tem sido usada para fabricar tecidos não tecidos. Os não tecidos solidificados por rotação podem ser feitos a partir de uma variedade de resinas termoplásticas, incluindo (mas não exclusivamente) polímeros e/ou
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4/85 copolímeros de olefinas, ésteres, amidas, uretanos, e compostos de vinil como o cloreto de vinil, álcool vinílico e acetato de vinil. A(s) resina(s) pode(m) incluir aquelas feitas a partir de fontes sustentáveis, como poli (ácido lático) e outros termoplásticos derivados de plantas. O processo de fiação contínua spunbond produz múltiplos filamentos de polímero, essencialmente contínuos, que são colocados sobre uma superfície em movimento foraminoso para formar uma manta solta, que são comumente então ligados por meio de rolos de calandra aquecidos. As mantas spunbond são geralmente fortes e porosas. A patente US 3802817 descreve o processo e os equipamentos de spunbond. O processo fundido e soprado meltblown foi inicialmente desenvolvido na década de 1950 para fornecer materiais de filtragem avançada, como descrito em Van A. Wente em Industrial and Engineering Chemistry, Volume 48, No. 8 (1956). As patentes US 3379811, 3634573 e 3849241 descrevem o processo. As mantas meltblown são geralmente mais fracas do que o peso equivalente da manta spunbond, mas têm poros menores, e, como tal, são frequentemente utilizadas em aplicações de filtração. As duas tecnologias podem ser combinadas para produzir tecidos compostos, como o spunbondmeltblown-spunbond de 3-camadas ou tecido composto ‘SMS', que combina a força do spunbond com a capacidade de filtração de mantas meltblown. O produto de outra tecnologia híbrida é o chamado tecido não tecido meltblown de alta resistência cujo método de fabricação é descrita nas patentes US 4731215 e 6013223. Embora o uso de 100% p/p de mantas solidificadas por rotação sintéticas como materiais de limpeza tenham sido descritas na patente US 6315114 B1 e no pedido de patente US 2005/133174A1, tais lenços são mais comumente usados em aplicações profissionais e industriais, e não como lenços para o consumidor. As mantas solidificadas por rotação foram combinadas com celulose, geralmente através de hidro-entrelaçamento, pa
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5/85 ra fazer não tecidos adequados para uso como materiais de limpeza. As patentes US 4442161, 4808467 e 4939016 descrevem tais compósitos de manta celulose-solidificados por rotação.
[005] As tecnologias de não tecidos usadas hoje para fazer materiais de limpeza com alto teor percentual de pasta de celulose incluem compostos co-formados, formados por fluxo de ar e hidro-entrelaçado.
[006] Um não tecido co-formado é uma folha compreendendo uma mistura profunda de filamentos meltblown (geralmente filamentos de polipropileno) e fibras de celulose (normalmente fibras de pasta de celulose). No processo de co-formação, as fibras da pasta de celulose (geralmente cerca de 70% em peso do tecido) são individualizadas, transportadas em uma corrente de ar que é combinada com um segundo filamento meltblown carregado por corrente de ar. A corrente de ar combinada deposita o material fibroso em uma superfície foraminosa. Os processos e tecidos do tipo co-formação são descritos nas patentes US 4100324 e 5350624. Tecidos não tecidos co-formados são geralmente volumosos e macios, mas geralmente têm resistência à abrasão úmida relativamente pobre, resultando em uma maior propensão a soltar fiapos.
[007] No processo de formação por via aérea, as fibras de pasta de celulose (normalmente 70% ou mais em peso do tecido) são individualizadas, usando, por exemplo, um moinho de martelos transportado em uma corrente de ar para um dispositivo de distribuição que distribui as fibras substancialmente uniformes na direção cruzada da máquina de produção. Depois de passar pelo dispositivo de distribuição, as fibras são depositadas sobre uma superfície foraminosa em movimento por meio de um fluxo de ar criado por caixas de vácuo abaixo da superfície. Outros materiais, como fibras sintéticas, em pó ou partículas podem ser misturadas com as fibras de pasta de celulose. A manta formada via aérea pode ser ligada por uma série de métodos, incluindo
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6/85 aglutinantes ativados pelo calor e/ou aplicação de aglutinantes líquidos. A patentes US 3575749 descreve o processo por fluxo de ar airlaid (formado via aérea) e patente US 4494278 descreve um dispositivo de distribuição de fibra usado para fazer mantas mencionadas acima. Quando as mantas formadas via aérea são usadas para fazer substratos de limpeza, a força da manta é reforçada pela pulverização ou aplicação de um aglutinante líquido, tipicamente uma dispersão aquosa de látex sintético, a uma ou ambas as superfícies da manta que devem ser secas e curadas. Através da aplicação do aglutinante líquido, principalmente nas superfícies da manta, o desprendimento de fibras (também conhecido como dispersar ou soltar fiapos) das superfícies do substrato é reduzido. Uma modalidade recente do processo por fluxo de ar para a produção de materiais de limpeza é o chamado processo por fluxo de ar de ligação múltipla (MBAL). No processo MBAL, as fibras termoplásticas aglutinantes (normalmente cerca de 30% em peso do tecido) são misturadas com fibras de pasta de celulose. As fibras aglutinantes são tipicamente de um revestimento: configuração bicomponente de núcleo, onde o polímero de revestimento tem um ponto de fusão mais baixo do que o polímero que compõem o núcleo da fibra. Depois de depositar a mistura de fibras de polpa de celulose e fibras de aglutinante em uma superfície foraminosa para formar uma manta, a manta passa por um forno onde as fibras se ligam as fibras vizinhas, reforçando assim a manta. Além disso, uma aplicação de luz de um aglutinante líquido, geralmente uma dispersão aquosa de látex sintético, é aplicada a uma ou ambas as superfícies da manta para reduzir o número de fibras despreendendo durante o seu uso como um lenço. As mantas formadas por fluxo de ar, incluindo mantas por fluxo de ar de múltipla ligação, são geralmente volumosas, podem ser suaves, dependendo da escolha do(s) aglutinante(s), mas têm resistência pobre à abrasão úmida, resultando em uma maior proPetição 870190030328, de 29/03/2019, pág. 10/100
7/85 pensão de soltas pelos.
[008] O hidro-entrelaçado de compostos de não tecido de pasta de celulose e outras fibras ou filamentos é há muito conhecido. As patentes US 3485706 e 3560326 descrevem hidro-entrelaçados de compostos de fibras de poliéster cortadas e de pasta de celulose. As patentes US 4442161 e 4808467 descrevem compostos hidroentrelaçados de mantas spunbond e polpa de celulose. Tais compostos não tecidos geralmente contêm menos do que cerca de 70% em peso por fibras de polpa de celulose. A patente US 5284703 descreve um tecido composto feito pela pasta de celulose hidro-entrelaçada em uma manta spunbond, e onde o conteúdo de pasta de celulose do composto não tecido é de pelo menos 70% em peso. Dependendo da escolha de matérias-primas, como pasta de celulose contendo mantas hidro-entrelaçadas pode ter boa resistência à abrasão úmida, mas não são muito moles ou volumosos, e são normalmente usadas para fazer limpezas industriais ou de superfície dura.
[009] Testes de amostras comerciais de lenços feitos a partir das tecnologias de não tecidos descritas acima demonstram que eles têm ou boa resistência à abrasão úmida ou bom volume úmido, ou baixa propensão para soltar fiapos, mas não todas estas propriedades desejáveis juntas. É um objeto da presente invenção fornecer um material de limpeza não tecido melhorado com a combinação de bom volume úmido, boa resistência à abrasão úmida e com uma baixa propensão para soltar fiapos e com um teor alto de pasta de celulose de pelo menos 50% em peso.
DEFINIÇÕES [0010] Conforme usado aqui, o termo Formação por via aérea ou por fluxo de ar deve significar o processo bem conhecido pelo qual uma camada de não tecido fibrosa pode ser formada. No processo de formação via aérea, os feixes de fibras pequenas tendo comprimentos
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8/85 típicos que variam de 1 a 50 mm são separados e arrastados em um suprimento de ar e, então, depositado em uma tela de formação, geralmente com o auxílio de uma fonte de vácuo. As fibras depositadas aleatoriamente poderão, se desejar, ser ligadas umas as outras usando, por exemplo, um adesivo químico e/ou ligação térmica. Os termos formação por fluxo de ar e formação por via aérea são usados alternadamente neste documento.
[0011] Conforme usado aqui, o termo atenuação significa o ato de puxar ou esticar um filamento quente termoplástico na sua direção de comprimento. Nos processos meltblown e spunbond, a atenuação ou o alongamento é geralmente efetuado por um gás (normalmente ar) que flui em alta velocidade na mesma direção e, essencialmente, paralelo ao movimento dos filamentos. A atenuação tem os efeitos simultâneos de reduzir o diâmetro do filamento, aumentando o alinhamento das moléculas de polímero ao longo do comprimento do filamento, e aumentando a tenacidade do filamento.
[0012] Conforme usado aqui, o termo gramatura deve significar o peso de um material em folha por unidade de área, por exemplo, em gramas por metro quadrado (gsm ou g/m2) ou onças por jardas quadrados (osy). Observação: o fator de conversão é de 1 osy = 33,91 gsm.
[0013] Conforme usado aqui, o termo fibra bicomponente entende-se uma fibra que foi formada a partir de dois polímeros diferentes. No início do processo de produção de filamentos, os dois polímeros são derretidos e transformados através de equipamentos separados, antes de serem levados a cada orifício na fieira para serem entrançados em uma configuração pré-disposta para formar um único filamento ou fibra. Normalmente, dois polímeros separados são extrudados, apesar de uma fibra bicomponente poder abranger extrusão do mesmo material polimérico de extrusoras separadas. Os polímeros extru
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9/85 dados são dispostos em zonas distintas posicionadas substancialmente constantes dentro da secção transversal das fibras bicomponentes e se estendem substancialmente contínuo ao longo do comprimento das fibras bicomponentes. Vários tipos de configurações de secção transversal de fibras bicomponentes são conhecidos, exemplos não limitantes incluem revestimento: central, lado a lado, torta multi segmentos e matriz-fibrila. A configuração transversal das fibras bicomponentes pode ser simétrica (por exemplo, revestimento, concêntrico e de núcleo, ou lado a lado de proporções iguais), ou pode ser assimétrica (por exemplo, núcleo offset dentro do revestimento, ou segmentos lado a lado de proporções desiguais). Os dois polímeros podem estar presentes em proporções de, por exemplo, (mas não exclusivamente), 75/25, 50/50 ou 25/75. As fibras de três componentes, feitas a partir de três polímeros, também são conhecidas.
[0014] Conforme usado aqui, o termo fibra ou filamento bicomposto deve ser entendido como uma fibra ou filamento que foi formado a partir de uma mistura de dois ou mais polímeros extrudados de extrusora como mistura. As fibras ou os filamentos bicompostos não têm os vários componentes de polímero dispostos em zonas distintas relativamente constantes posicionadas em toda a área da seção transversal da fibra e os vários polímeros são normalmente não contínuos ao longo de todo o comprimento da fibra ou do filamento, em vez disso, geralmente formando fibrilas que se iniciam e terminam de forma aleatória.
[0015] Conforme usado aqui, o termo aglutinante deve ser entendido como um material adesivo usado para ligar uma manta de fibras ou para ligar uma manta na outra. As principais propriedades de um aglutinante são adesão e coesão. O aglutinante pode estar na forma sólida, por exemplo, um pó, um filme, ou uma fibra, na forma líquida, por exemplo, uma solução, uma dispersão, ou uma emulsão ou na
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10/85 forma de espuma.
[0016] Conforme usado aqui, o termo volume deve ser entendido como o contrário de densidade aplicada a tecidos não tecidos. Volume (em centímetros cúbicos por grama, cc/g) é calculado a partir da espessura do tecido não tecido (em mícrons) dividido pala gramatura do tecido não tecido (em gramas por metro quadrado, gsm). O volume úmido e seco é calculado a partir da espessura úmida e seca do tecido não tecido, respectivamente.
[0017] Conforme usado aqui, o termo calandragem deve ser entendido como o processo de suavização da superfície do papel, tecido não tecido ou folha têxtil, pressionando-a entre as superfícies opostas. As superfícies opostas incluem placas e rolos planos. Uma ou ambas as superfícies opostas pode ser aquecida.
[0018] Conforme usado aqui, o termo carda significa uma máquina projetada para separar as fibras individuais de uma massa de fibras não-ordenadas, para alinhar as fibras e distribuir as fibras alinhadas como uma capa ou manta. As fibras na manta podem ser alinhadas aleatoriamente ou essencialmente paralelas entre si e predominantemente na direção da máquina. A carda consiste em uma série de rolos e tambores que são cobertos com uma pluralidade de fios ou os dentes de metal projetados.
[0019] Como usado aqui, o termo manta cardada significa uma manta de não tecido de fibras produzidas por cardação.
[0020] Como usado aqui, o termo cardação significa um processo para fabricar mantas de não tecido em uma carda.
[0021] Conforme usado aqui, o termo fibra de celulose significa uma fibra composta substancialmente de celulose. Fibras celulósicas provenientes de fontes artificiais (por exemplo, fibras de celulose regenerada ou fibras de liocélulas) ou fontes naturais, como fibras de celulose ou de pasta de celulose a partir de plantas lenhosas e não lenho
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11/85 sas. As plantas lenhosas incluem, por exemplo, árvores decíduas e coníferas. As plantas não-lenhosas incluem, por exemplo, algodão, linho, esparto, kenaf, sisal, abaca, asclepias, palha, juta, cânhamo, e bagaço.
[0022] Conforme usado aqui, o termo material de celulose significa um material composto substancialmente de celulose. O material pode ser uma fibra ou um filme. Os materiais celulósicos são provenientes de fontes artificiais (por exemplo, filmes e fibras de celulose regenerada) ou fontes naturais, como fibras ou pasta de plantas lenhosas e não lenhosas.
[0023] Conforme usado aqui, o termo material co-formado significa um material em folha compreendendo uma mistura profunda de filamentos meltblown e fibras de celulose, formado pela combinação de correntes de ar carregando cada tipo de material e formando um material em folha ao depositar os referidos materiais em uma superfície foraminosa. Outros materiais, como fibras, flocos ou partículas podem ser adicionados à(s) corrente(s) de ar, e são incorporados ao material em folha co-formado por este meio.
[0024] Conforme usado aqui, o termo compreendendo significa os vários componentes, ingredientes ou etapas que podem ser empregadas conjuntamente na prática da presente invenção. Assim, o termo compreendendo engloba os termos mais restritivos consistindo essencialmente de e consistindo de.
[0025] Conforme usado aqui, o termo processo convencional meltblown significa o processo bem conhecido de fabricação de filamentos meltblown (ver definição em separado) descrito por Van A. Wente em Industrial and Engineering Chemistry, Volume 48, No. 8 (1956). Um dos principais objetivos do processo convencional meltblown é a produção de filamentos de polímero finos para uso em meios de filtragem de alta eficiência e, neste caso, a necessidade de
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12/85 produzir filamentos fortes é uma consideração menor.
[0026] Conforme usado aqui, o termo fibra conjugada significa uma fibra que foi formada pela extrusão de fontes de polímeros a partir de extrusoras separadas e torcida para formar uma única fibra. Uma fibra conjugada abrange o uso de dois ou mais polímeros separados cada um fornecido por uma extrusora separada. Os polímeros extrudados são dispostos em zonas distintas posicionadas substancialmente constantes do outro lado da seção transversal da fibra conjugada e estendidos substancialmente continuamente ao longo do comprimento da fibra conjugada. A forma da fibra conjugada pode ser qualquer forma que seja conveniente para o produtor para a finalidade destinada, por exemplo, redonda, trilobal, triangular, em forma de osso de cão, plana ou oca.
[0027] Conforme usado aqui, o termo direção cruzada da máquina (CD) entende-se a direção perpendicular à direção da máquina.
[0028] Conforme usado aqui, o termo denier significa uma unidade usada para indicar a finura de um filamento dada pelo peso em gramas por 9.000 metros de filamento. Um filamento de 1 denier tem uma massa de 1 grama por 9.000 metros de comprimento.
[0029] Conforme usado aqui, o termo gofragem significa o processo de criar uma imagem ou um desenho tridimensional em papel, não tecidos, ou outros materiais dúcteis. No campo dos não tecidos, o equipamento utilizado é tipicamente uma calandra de dois rolos, pelo menos um rolo do qual tem o padrão em relevo desejado. A calandra de dois rolos gira em contrariamente a cerca da mesma velocidade, um ou ambos os rolos podem ser aquecido, e geralmente há um mecanismo para pressionar controladamente um rolo contra o outro. A manta de não tecido é passada entre os rolos e surge com um padrão em relevo em pelo menos uma de suas superfícies.
[0030] Conforme usado aqui, o termo tecido significa um material
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13/85 em folha de não tecido, geralmente permeável ao ar, feito de fibras e/ou filamentos. Os termos tecido e manta são usados aqui alternadamente.
[0031] Conforme usado aqui, o termo fibra significa uma forma material caracterizada por uma alta proporção entre o comprimento e o diâmetro. As fibras são geralmente não contínuas em comprimento e podem ser de origem natural ou artificial. As fibras podem ser designadas como curtas ou longas (ver definições em separado).
[0032] Conforme usado aqui, o termo filamento significa uma forma material caracterizada por uma proporção muito alta entre comprimento e diâmetro. Os filamentos são produzidos a partir de uma variedade de polímeros por extrusão de um material de polímero fundido através de uma fieira. Durante a produção de filamentos, é geralmente pretendido que os filamentos sejam substancialmente contínuos em comprimento, mas, ocasionalmente, alguns filamentos podem quebrar, reduzindo seu comprimento.
[0033] Conforme usado aqui, o termo tecido não tecido composto de alto teor de celulose significa um tecido, composto substancialmente de fibras naturais de celulose. As fibras naturais de celulose compreendem pelo menos 50% em peso do tecido não tecido composto.
[0034] Conforme usado aqui, o termo filamento meltblown de alta resistência significa filamentos meltblown feitos por um processo meltblown que é intermediado entre o processo meltblown convencional e o processo spunbond convencional. A descrição do processo e aparelhos usada é dada na patente US 6013323. No processo meltblown de alta resistência, uma classe de polímero com um peso molecular médio relativamente alto (similar á classe de polímero utilizado no processo spunbond) é usado em contrate com a classe de polímeros de menor peso molecular médio, com uma maior taxa de
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14/85 fluxo de fusão, normalmente usado na produção de filamentos meltblown convencionais. O uso de tal classe de polímero com um peso molecular médio geralmente relativamente alto produz filamentos meltblown com uma maior tenacidade.
[0035] Conforme usado aqui, o termo meltblown de alta resistência significa um material em folha não tecido feito a partir de filamentos meltblown de alta resistência e que é mais forte quando produzido do que uma folha não tecido da mesma gramatura e do mesmo polímero feito pelo processo meltblown convencional. Observe que essa comparação é baseada em não havendo processos de ligação adicional, por exemplo, ponto de ligação térmica.
[0036] Conforme usado aqui, os termos não tecido em camadas e não tecido composto em camadas significam um tecido não tecido feito por reunir duas ou mais camadas de materiais em folha, seguido por um processo de ligação e em que há pouca mistura de materiais em folha na interface entre as camadas.
[0037] Conforme usado aqui, o termo fibra longa significa uma fibra tendo um comprimento médio de pelo menos 25 mm e até cerca de 200 mm ou mais.
[0038] Conforme usado aqui, o termo liocélula significa um material artificial de celulose obtido pela dissolução direta de celulose em um solvente orgânico, sem a formação de um composto intermediário e extrusão posterior da solução de celulose e um solvente orgânico em um banho coagulante.
[0039] Conforme usado aqui, o termo gofragem macho-fêmea significa um processo de gofragem usando dois rolos de calandra contra-rotação de metal, um dos quais (o rolo macho) é gravado de forma que áreas em relevo (pontos de saliência) se projetem da superfície do rolo e outro rolo (o rolo fêmea) é gravado com impressões ou cavidades usinadas na superfície do rolo que são complementares e
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15/85 correspondem exatamente à forma e ao espaçamento dos pontos machos gravados. O tamanho das impressões fêmeas é geralmente um pouco maior do que os correspondentes pontos gravados machos. Também é possível para cada rolo incorporar ambos os pontos machos de saliência e impressões fêmeas - quando dois rolos são unidos, os pontos machos de saliência e as impressões fêmeas de cada rolo combinam exatamente com as características complementares dos outros rolos. Os dois rolos rodam opostos em registro e na mesma velocidade. Um ou ambos os rolos podem ser aquecidos. Quando um material em folha é alimentado entre os dois rolos giratórios, o material em folha é prensado nas impressões fêmeas por meio dos correspondentes pontos machos de saliência. O material em folha resultando em relevo é dito ser macho-fêmea em alto relevo. A patente US 4333979 ilustra um processo e equipamentos de gravação macho-fêmea. Os termos alternativos para este processo incluem gofragem fora do plano e 3-dimensional (3-D).
[0040] Conforme usado aqui, o termo direção da máquina (MD) significa o sentido de deslocação da superfície de formação na qual as fibras são depositadas durante a formação de um material de manta não tecido.
[0041] Conforme usado aqui, o termo aditivo de fusão significa um material adicionado e misturado com um polímero em seu estado fundido após o qual, por exemplo, a mistura fundida é extrudada em um filme ou torcida para formar filamentos ou fibras. O aditivo de fusão geralmente confere algumas funcionalidades ou alguns atributos adicionais para o artigo feito de polímero, os exemplos não-exclusivos dos quais incluem: torna o artigo hidrofílico ou hidrofóbico e/ou colorido e/ou aumenta a opacidade e/ou reduz o brilho da superfície e/ou torna o artigo menos propenso a acumulação de carga estática.
[0042] Como usado aqui, o termo índice de fluidez (MFR) signifi
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16/85 ca a taxa na qual um fluxo de polímero fundido em condições de medição padrão, conforme descrito no método de teste ASTM D1238. No caso do polipropileno, a temperatura de fusão do polímero é 230°C e a resina fundida é extrudada através de um orifício de dimensões definidas, sob uma carga de 2,16 kg. A quantidade de polímero (em gramas) extrudado através do orifício em 10 minutos é medida.
[0043] Conforme usado aqui, o termo filamento meltblown significa um filamento ou fibra formada pela extrusão de um material termoplástico fundido como filamentos de uma pluralidade de matrizes de capilares finos, geralmente circulares, em um fluxo de gás de alta velocidade, geralmente quente, (por exemplo, ar), que atenua os filamentos do material termoplástico fundido para reduzir o seu diâmetro. Depois disso, os filamentos meltblown são levados pelo fluxo de gás de alta velocidade e são depositados sobre uma superfície de coleta para formar uma manta de filamentos meltblown dispersos aleatoriamente. O processo meltblown inclui o processo meltspray. Numa manta de filamentos meltblown pode haver fibras meltblown curtas e/ou fibras meltblown longas e/ou filamentos meltblown substancialmente contínuos dependendo dos parâmetros do processo meltblown.
[0044] Conforme usado aqui, o termo não tecido solidificado por rotação significa um termo coletivo para materiais de manta não tecido produzidos a partir de filamentos artificiais. Mais comumente isso inclui não tecidos spunbond e não- tecidos meltblown, e combinações destes, por exemplo, spunbond-meltblown-spunbond laminados. Um termo alternativo com significado semelhante é não tecido spunmelt.
[0045] Conforme usado aqui, o termo fibra de celulose natural significa uma fibra de celulose produzida pela natureza. Uma lista não exaustiva destas fibras inclui fibra de madeira (comumente referido como pasta de celulose), linho, algodão, juta e sisal. Incluídas nesta definição são as fibras que não receberam qualquer tratamento quími
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17/85 co e também as fibras que foram tratadas quimicamente. Uma lista não exaustiva dos últimos tratamentos químicos inclui o uso de produtos químicos para pasta para deslignificar a madeira para produzir pasta de celulose, produtos químicos alvejantes e produtos químicos descolantes usados na produção de pasta de celulose fluff e similares.
[0046] Conforme usado aqui, o termo polímero não-termoplástico significa qualquer material de polímero que não se enquadra na definição de polímero termoplástico.
[0047] Conforme usado aqui, o termo tecido, folha e manta não tecido significa um material em folha tendo uma estrutura de fibras ou filamentos individuais que são intercalados, mas não de forma identificável como em um tecido ou malha têxteis. Os materiais não tecidos têm sido formados a partir de muitos processos, tais como, por exemplo, processos meltblown, processos de fusão spunbond, processos de cardagem, processos por via aérea, e processos por via úmida. Conforme usado aqui uma folha não tecido inclui uma folha de papel úmido.
[0048] Conforme usado aqui, o termo ponto de ligação significa uma técnica de ligação térmica ou ultra-sônica. O equipamento típico de ligação de ponto térmico utiliza pelo menos dois rolos calandra, pelo menos um dos quais tem uma pluralidade de pontos levantados (saliência) em sua superfície. A patente US 3855046 descreve equipamento e processo típicos de ponto de ligação térmico. Um tipo específico de ponto de ligação é denominado gofragem pino-a-pino onde ambos os rolos têm um padrão idêntico de pontos de saliência levantados e onde os rolos aquecidos rodam opostamente com os pontos de saliência em registro perfeito de tal modo que a manta é ligada por calor e a compressão entre os pontos de saliências levantados. O ponto de ligação ultra-sônico utiliza um rolo de calandra de grofagem com uma pluralidade de saliências levantadas e uma corneta ultra-sônica
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18/85 (ver definição de ligação ultra-sônica para mais detalhes). Quando uma manta de fibras ou filamentos é termicamente ou ultrasonicamente ligados com tal calandra padrão, as fibras ou filamentos são ligados por temperatura e pressão em áreas localizadas correspondente ao local onde os pontos de saliência fazem contato com a manta. As saliências são geralmente organizadas (mas não necessariamente) em um padrão geométrico regular. As saliências individuais podem ter diferentes formas - quadrado, redondo, oval, etc e, normalmente, cada saliência individual pode ter uma área de até cerca de 10 mm2, apesar de pontos de saliências maiores serem possíveis. A percentagem da superfície do rolo calandra coberto por pontos de saliências, chamados de área de ligação, geralmente varia de cerca de 5% até cerca de 50%. Para fabricação de não tecido spunbond, uma área de ligação de cerca de 20% é comum. Ponto de ligação de uma manta fibrosa geralmente confere força à manta mantendo certa flexibilidade e drapeabilidade.
[0049] Conforme usado aqui, o termo polímero significa uma cadeia de unidades estruturais repetidas. Geralmente inclui, por exemplo, homopolímeros, copolímeros, como, por exemplo, copolímeros em bloco, enxertado, aleatório e alternado, terpolímeros, etc, e misturas e modificações dos mesmos. Além disso, a menos que especificamente limitado, o termo polímero inclui todas as configurações geométricas possíveis. Essas configurações incluem, por exemplo, isotáticas, sindiotáticas e atáticas ou simetrias aleatórias. Os termos alternativos para polímeros incluem resina.
[0050] Conforme usado aqui, o termo celulose regenerada significa o material de celulose artificial obtido por tratamento químico da celulose natural para formar um derivado químico solúvel ou composto intermediário e decomposição subsequente do derivado para regenerar a celulose. Celulose regenerada inclui raiom fiado e filme de celo
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19/85 fane. Os processos de celulose regenerada incluem o processo de viscose, o processo cuproamoniacal e saponificação de acetato de celulose.
[0051] Conforme usado aqui, o termo manta de auto-suporte significa uma manta fibrosa ou filamentosa que tem integridade e força suficientes para que ela seja tratada (por exemplo, seja enrolada ou desenrolada de um rolo) sem necessitar qualquer apoio adicional, por exemplo, sem a necessidade de ser apoiada por uma folha transportadora.
[0052] Conforme usado aqui, o termo fibra curta significa uma fibra natural ou artificial que foi formada ou cortada a um comprimento até 25 mm. Observa-se que as fibras naturais, como celulose, geralmente não necessitam de corte, pois elas são formadas em um comprimento adequado.
[0053] Conforme usado aqui, o termo fibra de corte curto significa uma fibra natural ou artificial que foi formada ou cortada a um comprimento até 10 milímetros. Observa-se que as fibras naturais, como celulose, geralmente não necessitam de corte, pois elas são formadas em um comprimento adequado.
[0054] Conforme usado aqui, o termo tecido não tecido lateral significa uma folha de material não tecido tendo diferentes composições de fibra e/ou diferentes comprimentos médios de fibras em suas duas superfícies opostas.
[0055] Como usado aqui, o termo entrelaçamento significa um método de ligação de uma manta não tecido cardada ao entrelaçar as fibras da manta sobre as fibras adjacentes usando uma pluralidade de fluxos de fluidos de alta pressão. O fluido pode ser água. A manta não tecido é apoiada sobre uma superfície porosa ou de tela para permitir que o fluido passe por ela. A pressão negativa (vácuo) é aplicada no lado da superfície oposto à manta não tecido para tirar água da manta
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20/85 através da superfície.
[0056] Conforme usado aqui, o termo filamento spunbond significa um filamento formado por extrusão de um material termoplástico fundido como filamentos de uma pluralidade de capilares finos, geralmente circulares, de uma fieira. Pouco depois de serem fiados, os filamentos são parcialmente esfriados e depois atenuados, por exemplo, por trefilação edutiva e/ou outros mecanismos spunbonding bem conhecidos. A atenuação tem o efeito simultâneo de redução do diâmetro do filamento, aumentando o alinhamento das moléculas de polímero na direção do comprimento do filamento e aumentando a tenacidade do filamento. Os filamentos spunbond são geralmente substancialmente contínuos com deniers dentro da faixa de cerca de 0,1 a 10.
[0057] Como usado aqui, o termo não tecido spunbond significa uma manta de não tecido formada (geralmente) em um único processo por extrusão de pelo menos um material termoplástico fundido como filamentos de uma pluralidade de capilares finos, geralmente circular, de uma fieira. Depois de serem parcialmente apagados e atenuados, os filamentos substancialmente contínuos são colocados sobre uma superfície de coleta como uma capa filamentosa. A capa é, então, ligada por uma ou mais técnicas, incluindo (mas não exclusivamente) ligação termal, incluindo ponto de ligação, agulhagem, ligação química e/ou hidro-entrelaçamento.
[0058] Conforme usado aqui, o termo fibra cortada significa uma fibra que tem sido formada por, ou cortadas em, um comprimento geralmente de 1 a 8 polegadas (25,4 mm a 203,2 milímetros).
[0059] Conforme usado aqui, o termo fibra sintética significa uma fibra composta de material artificial, por exemplo, vidro, polímero, combinação de polímeros, metal, carbono, celulose regenerada ou liocélula. Os termos fibras sintéticas e fibra artificial são usados alternadamente aqui.
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21/85 [0060] Conforme usado aqui, o termo substancialmente contínuo significa: em referência aos filamentos poliméricos de uma manta de não tecido a maioria dos filamentos formada por extrusão através de orifícios permanece como filamentos contínuos, não-quebrados, enquanto eles são extraídos e coletados em uma superfície em movimento ou outro dispositivo. Alguns filamentos podem ser quebrados durante o processo de atenuação ou de desenho, com uma maioria substancial dos filamentos contínuos remanescentes.
[0061] Conforme usado aqui, o termo Tex significa uma unidade usada para indicar a finura de um filamento dada pelo peso em gramas por 1.000 metros de filamento. Um filamento de um tex tem uma massa de 1 grama por 1.000 metros de comprimento. Uma unidade mais comumente utilizada é a decitex (abreviado como dtex), que é a massa do filamento em gramas por 10.000 metros.
[0062] Conforme usado aqui, o termo ligação térmica significa a tecnologia de processo de formação de ligações através do aquecimento dos materiais a serem ligados. Opcionalmente, a pressão pode ser usada em combinação com a aplicação de calor. No campo de não tecidos, numerosas técnicas de ligação térmica estão disponíveis, incluindo (mas não exclusivamente) ligação de ponto térmico, calandragem térmica, aquecimento do forno e através de ligação de ar usando ar quente.
[0063] Conforme usado aqui, o termo polímero termoplástico significa um polímero ou copolímero que é fusível, suavizado quando exposto ao calor e retornando geralmente ao seu estado endurecido quando resfriado à temperatura ambiente. Os materiais termoplásticos incluem, por exemplo (mas não exclusivamente), cloretos de polivinil, alguns poliésteres, poliamidas, polifluorocarbonos, poliolefinas, alguns poliuretanos, poliestirenos, álcool polivinílico, copolímeros de etileno e pelo menos um monômero de vinil, por exemplo, poli (etileno vinil acePetição 870190030328, de 29/03/2019, pág. 25/100
22/85 tato) e resinas acrílicas.
[0064] Conforme usado aqui, o termo polímero termorrígido significa um polímero ou copolímero que permanentemente endurece quando aquecido e/ou reticulado.
[0065] Conforme usado aqui, o termo ligação ultra-sônica significa a ligação de fibras e/ou filamentos usando a energia ultra-sônica. No campo de não tecidos, ultra-sônicos são normalmente utilizados para efetuar o ponto de ligação do não tecido. Tipicamente, o equipamento utilizado consiste de um rolo metálico rotativo gravado que pode ter temperatura controlada. Montado acima da superfície do rolo fica uma corneta ultra-sônica que é causada a vibrar a cerca de 20.000 ciclos/segundo ou mais. Uma manta fibrosa é alimentada entre o rolo e a corneta ultra-sônica. O espaço entre a corneta e a superfície do rolo é ajustado de modo que a manta seja comprimida, principalmente na proximidade de regiões levantadas sobre a superfície gravada do rolo. Onde a corneta vibrando faz contato com a manta, as fibras e/ou filamentos nas proximidades da corneta são causadas a vibrar a vibrar em relação ao outro que por sua vez gera aquecimento localizado por fricção das fibras e/ou dos filamentos, que juntamente com a compressão da manta resulta na ligação térmica das fibras e/ou filamentos uns aos outros.
[0066] Conforme usado aqui, o termo manta significa um material em folha não tecido, geralmente permeável ao ar, feito de fibras e/ou filamentos. Os termos manta e tecido são usados aqui alternadamente.
[0067] Conforme usado aqui, o termo molhável significa que o ângulo de contato de uma gota de água sobre a superfície de um material em folha é inferior a 90 graus. Em termos práticos, significa que a manta de não tecido será considerada molhável se a manta de não tecido absorver espontaneamente uma gota de água colocada sobre a
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23/85 superfície do não tecidos dentro de cerca de 5 segundos à temperatura ambiente.
[0068] SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0069] As diversas modalidades da presente invenção atendem às necessidades discutidas acima, fornecendo um tecido composto não tecido com um alto teor de celulose aprimorado e um método para fabricar tal tecido. O tecido composto contém pelo menos cerca de 50 por cento, em peso, de fibras de celulose. O tecido composto em camadas compreende três camadas, cada uma da qual é, de preferência, separada e individualmente formada, e as três camadas são termicamente ou ultra-sonicamente ligadas ou coladas umas as outras. As camadas externas do laminado compreendem mantas de não tecido leves solidificadas por rotação, enquanto que a camada do meio é um material em folha compreendendo principalmente fibras de pasta de celulose com uma menor quantidade de material(ais) termoplástico(s).
[0070] O não tecido laminado inventivo é bem adequado para a preparação de lenços suaves e volumosos, em especial, lenços umedecidos. O não tecido inventivo confere nos lenços umedecidos uma combinação particularmente vantajosa de propriedades, ou seja, boa maciez seca e úmida e volume úmido, boa resistência à abrasão úmida e propensão úmida baixa de soltar fiapo, junto com pelo menos 50% em peso de fibra natural de celulose, por exemplo, teor de celulose.
[0071] O material leve de manta de não tecido solidificado por rotação usado para as camadas externas de um laminado pode compreender um não tecido spunbond, ou um não tecido meltblown. Atualmente, a gramatura mais leve de não tecido spunbond de polipropileno amplamente disponível no mercado é de 12 gsm. Na concepção de um não tecido laminado de 3 camadas feito com duas camadas exter
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24/85 nas spunbond de 12 gsm e uma camada intermediária feita de uma mistura de fibras de corte curto, ou seja, pasta de celulose e cerca de 15% em peso de fibras termoplásticas, em seguida, por meio de um cálculo matemático pode ser mostrado que apenas laminados de 3 camadas com uma gramatura de pelo menos 58,3 gsm terá um teor total de pasta de celulose de 50% ou mais. Ou seja, neste design particular do produto, uma camada intermediária com uma gramatura de pelo menos 34 gsm (dos quais 85% ou cerca de 29 gsm é celulose) é necessária para assegurar o conteúdo total de celulose do composto que é 50% ou mais.
[0072] A Tabela A ilustra um número de cenários de design do produto. A Tabela mostra a gramatura mínima do composto necessária para fazer designs de produtos com (a) 50% ou mais do teor total de celulose, ou (b) 65% ou mais do teor total de celulose, quando se leva em conta a gramatura das camadas externas solidificadas por rotação (5, 8, 10 ou 12gsm), e o teor de fibra aglutinante não-celulose da camada intermediária (15% ou 25%).
Tabela A
TABELA A
PRODUTOS DE SCENARIOS DE DESIGN
Gramatura de cada camada Teor da fribra aglutinante Gramatura minima do composto (gsm) externa solidificada por rotação da camada intermediária que contém pelo menos (gsm) (%)
50% celulose 65% celulose
12 15 58,3 102,0
10 15 48,6 85,0
8 15 38,9 68,0
5 15 24,3 42,5
12 25 72,0 180,0
10 25 60,0 150,0
8 25 48,0 120,0
5 25 30,0 75,0
[0073] A fim de produzir um composto laminado com 65% ou mais de celulose na faixa de gramatura normal de 40 a 65gsm para substratos de limpeza, o único design dentro deste critério na Tabela A é o único com duas camadas externas de 5 gsm solidificadas por rotação, e uma camada intermediária que contém 15% de fibras aglutinante.
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25/85 [0074] O uso de mantas meltblown como as camadas externas do design do produto de 3 camadas tem uma vantagem especial nas aplicações de limpeza ou de artigo absorvente. Tas mantas meltblown têm geralmente um tamanho de poro relativamente pequeno e, portanto, são amplamente utilizadas em aplicações de filtração. As duas mantas meltblown do lado de fora do laminado de 3 camadas agem como filtro para reduzir o número de fibras de pasta de celulose ou fragmentos de celulose sendo liberadas do laminado, ou seja, as camadas meltblown reduzem sua propensão de soltar fiapos.
[0075] Atualmente, o único não tecido solidificado por rotação disponível com uma gramatura de menos de 10gsm, preferivelmente de 5gsm ou menos, são mantas de não tecido meltblown feitas pelo processo convencional meltblown. Em tais gramaturas baixas, as mantas convencionais meltblown de polipropileno têm força física baixa e, portanto, seu uso no laminado de 3 camadas inventivo resultaria em um material com baixa resistência.
[0076] Inesperadamente, verificou-se que força elevada, gramatura baixa, mantas meltblown de polipropileno produzidas por um processo que é intermediário entre os processos convencionais meltblown e spunbond, é particularmente adequado para uso como as camadas externas do não tecido composto inventivo. As mantas meltblown de alta resistência deste tipo, com uma gramatura de menos de 10 gsm não estão comercialmente disponíveis no momento. As mantas meltblown de alta resistência e gramatura baixa usadas na presente invenção foram produzidas em uma linha-piloto. Surpreendentemente, foi descoberto que as mantas meltblown de alta resistência, de polipropileno, auto-suficientes, poderiam ser produzidas com uma gramatura tão baixa quanto 3 gsm. Embora seja possível fazer uma manta meltblown de alta resistência, de polipropileno, auto-suficiente, de 3 g/m2, tal manta leve é limite para resistência, e uma manta com uma
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26/85 gramatura de cerca de 5gsm é atualmente mais prática. O desenvolvimento de equipamento, processo e/ou materiais pode permitir a produção de mantas com gramatura ainda menor no futuro [0077] Quando comparado com mantas de não tecido equivalentes feitas pelo processo convencional meltblown, o material meltblown de alta resistência é superior em uma série de propriedades físicas, incluindo resistência à tração e ao rompimento. Para mantas de gramatura similar, a resistência à tração úmida da manta meltblown de polipropileno de alta resistência é aproximadamente três vezes maior que a de uma manta meltblown de polipropileno convencional, como mostra a Tabela C. Verificou-se que quando o não tecido composto em camadas inventivo é feito usando mantas meltblown de alta resistência como camadas externas, o laminado tem força superior e resistência à abrasão úmida, quando comparado aos laminados feitos com camadas externas feitas a partir de mantas meltblown convencionais. Para gramaturas semelhantes, as mantas meltblown de polipropileno de alta resistência têm pelo menos duas vezes a resistência à tração a seco, MD e CD, das mantas meltblown convencionais.
[0078] As duas camadas externas solidificadas por rotação podem ser da mesma gramatura, ou pode ser de gramaturas diferentes. As camadas externas podem ser feitas por diferentes tecnologias, por exemplo, uma manta meltblown de alta resistência como uma camada externa, e uma manta spunbond como a segunda camada externa, um exemplo da qual é mostrado na Tabela H. O material usado para fazer o não tecido solidificado por rotação pode ser qualquer polímero e/ou copolímero solidificável por rotação, como, por exemplo, polipropileno, polietileno, poliéster ou poliamida. As duas camadas externas podem ser feitas do mesmo material ou podem ser feitas de materiais diferentes. Os filamentos solidificados por rotação compreendendo as mantas de não tecido de camada externa podem ser compostos por um único
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27/85 polímero, ou podem ser compostos por dois polímeros diferentes em uma configuração bicomponente ou biconstituinte. Em uma modalidade vantajosa da invenção, o polímero é aquele derivado de materiais à base de plantas sustentáveis, por exemplo, poli (ácido láctico).
[0079] Os não tecidos solidificados por rotação feitos a partir de poli (ácido láctico) (PLA) são conhecidos, incluindo mantas spunbond termo-seladas fabricadas usando filamentos bicomponentes. Um exemplo deste último é a classe 50003C e não tecido spunbond PLA termo-selado de 18gsm feito por Ahlstrom Chirnside Ltd., Duns, Reino Unido. A característica de termo-selagem é dada pela produção de revestimento: filamentos spunbond bicomponente de núcleo em que o núcleo é formado a partir de uma classe de PLA com um ponto de fusão de cerca de 165°C, e o revestimento é feito de uma classe de PLA com um ponto de fusão de cerca de 130°C. Ambas as classes PLA foram fornecidas pela NatureWorks LLC de Blair, Nebraska, EUA.
[0080] No decorrer dos trabalhos que conduziram a esta invenção, as mantas meltblown PLA foram feitas em uma linha-piloto pelo processo meltblown de alta resistência. A matriz meltblown foi de várias linhas de design de orifícios geralmente descrita na patente US 6013223 para Biax-Fiberfilm Corp. A matriz era de 12,5 polegadas (31,8 centímetros) de largura e composta por vários orifícios individuais dispostos em 12 linhas, cada orifício sendo cerca de 0,01 polegadas (0,25 mm) de diâmetro. Uma mistura de duas resinas PLA foi usada - cerca de 80% em peso de classe 6204, e cerca de 20% em peso de classe 3251, ambos fornecidos pela NatureWorks LLC. A temperatura da resina fundida na matriz foi de cerca de 500°F (260°C), e taxa de transferência da resina foi de cerca de 105 gramas por minuto. A manta meltblown PLA produzida por este processo foi auto-suficiente, e poderia ser facilmente enrolada em rolos. Várias amostras de mantas meltblown PLA foram feitas com uma gramatura variando de cerca
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28/85 de 40 gsm até cerca de 5 gsm.
[0081] Situado entre as duas camadas externas solidificadas por rotação está um material em folha de camada intermediária formada por formação por via úmida ou formação por via aérea ou por um processo de co-formação e contendo tanto fibras de celulose como um material termoplástico. As fibras de celulose podem incluir (mas não exclusivamente) pasta de celulose, algodão, abaca, sisal, linho e/ou juta. Em uma modalidade preferida as fibras de celulose são fibras de pasta de celulose. Em particular, as fibras de pasta de celulose fluff quimicamente descoladas são preferidas, pois o tecido não tecido composto resultante tem bom volume úmido e seco, absorção e maciez. O material termoplástico pode ser de várias formas, os exemplos não limitantes, incluindo fibras ou filamentos de termoplásticos, pasta de celulose sintética (SWP), filmes termoplásticos, pós termoplásticos, pastilhas, flocos ou grânulos, e/ou como uma dispersão em um líquido. O material em folha de camada intermediária pode conter um ou mais tipos de material termoplástico. O material termoplástico pode ser feito de polímeros e/ou copolímeros iguais ou semelhantes, como usado para fazer as mantas solidificadas por rotação usadas para as camadas externas. É preferível que o material termoplástico seja compatível com as camadas externas solidificadas por rotação para assegurar boa ligação térmica entre as camadas. Em uma modalidade preferida o(s) material(ais) termoplástico(s) compreende(m) filamentos de ou fibra(s) termoplásticos. Nessas modalidades onde o material termoplástico compreende fibras ou filamentos, estas podem ser de uma configuração monocomponente ou bicomponente. Os exemplos não limitantes de revestimento bicomponente: fibras aglutinantes de núcleo incluem revestimento PE: núcleo PET, ou revestimento PE: núcleo PP, ou revestimento PP: núcleo PET. Onde a camada intermediária é formada por um processo de formação via aérea, as fibras ou filamentos
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29/85 termoplásticos podem ser retos ou ondulados, têm uma finura entre 0,1 e 20 denier, e são geralmente menos que cerca de 10 milímetros de comprimento. Onde a camada intermediária é formada por um processo por via úmida, as fibras ou filamentos termoplásticos podem ser retos ou ondulados, têm uma finura entre 0,1 e 20 denier, e são geralmente menos que cerca de 20 milímetros de comprimento. Onde a camada intermediária é formada por um processo de co-formação, os filamentos termoplásticos normalmente têm um diâmetro inferior a 10 mícrons e têm um comprimento geralmente superior a 10 cm. O material em folha da camada intermediária pode conter um ou mais tipos de fibras ou filamentos termoplásticos. Além de materiais fibrosos, outros materiais não fibrosos podem ser adicionados ao material em folha da camada intermediária, mais particularmente no caso de um material em folha co-formado ou formado por via aérea. Estes outros materiais incluem pós, grânulos, flocos, contas, sementes ou outras partículas, exemplos não limitantes dos quais incluem polímeros superabsorventes (incluindo, mas não exclusivamente, polímeros feitos usando químicos acrílicos, alginato e/ou carboximetilcelulose), carvão ativado, esferas encapsuladas contendo materiais como perfumes ou óleos essenciais, partículas abrasivas, pó alvejante, agentes anti-microbianos, flocos de sabão, flocos ou grânulos de detergente e similares. Aqueles hábeis na técnica reconhecerão que existem inúmeros outros materiais não fibrosos que podem ser opcionalmente incluídos no material em folha de camada intermediária.
[0082] A estrutura do material em folha de camada intermediária pode ser uma mistura substancialmente homogênea de pasta de celulose e material(ais) termoplástico(s) e outros aditivos, ou pode ser uma estrutura em camadas ou estratificada onde um ou mais componente(s), por exemplo, o(s) material(ais) termoplástico(s), é/são mais concentrado(s) perto da superfície superior e/ou inferior da folha de camaPetição 870190030328, de 29/03/2019, pág. 33/100
30/85 da intermediária.
[0083] Opcionalmente, o material em folha da camada intermediária pode ser padronizado. Existem várias técnicas de padronização que podem ser empregadas, os exemplos não limitantes dos quais incluem estampagem a quente ou a frio, impressão, perfuração de agulha, e as técnicas que causam regiões relativamente finas e grossas a serem formadas na folha. Os exemplos não limitantes deste último, particularmente aplicável para materiais em folha formados por via úmida, são descritos em US 4666390 e GB 1102246. Uma vantagem de usar uma folha padronizada com as regiões relativamente finas e grossas é que é possível, com o devido registro, ligar de forma térmica ou ultra-sônica as duas camadas externas solidificadas por rotação através das regiões relativamente finas da camada intermediária, especialmente quando se utiliza um padrão de ponto de ligação complementar.
[0084] As três camadas do composto são vantajosamente formadas separadamente e individualmente e, depois, reunidas e agrupadas antes da ligação. As três camadas podem ser termicamente ligadas usando uma calandra com dois rolos aquecidos. A calandra aquecida pode incluir um cilindro de bigorna de aço liso e um rolo gravado com um padrão de ponto de ligação, ou seja, um ponto de ligação pino-abigorna. Alternativamente, a calandra aquecida pode incluir dois rolos de aço gravados com o mesmo padrão de ponto de ligação e que gire com os padrões combinados e no registro, ou seja, ponto de ligação pino-a-pino. Alternativamente, a calandra aquecida pode incluir dois rolos de aço gravado com padrões de combinação macho-fêmea com o propósito de gofragem macho-fêmea. Alternativamente, as três camadas podem ser ultra-sonicamente unidas usando um padrão de ponto de ligação. Pelo uso de um padrão de relevo particular, como os mostrados na figura 11, é possível criar um chamado efeito almofada
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31/85 macio, que acentua visualmente o volume do produto. Alternativamente as três camadas podem ser ligadas juntas, por exemplo, usando um adesivo termofundível.
[0085] Será observado que neste design de produto e método de fabricação há uma interface bem definida entre cada uma das camadas, com pouca fibra misturada entre as camadas. Assim, o limite entre quaisquer duas camadas não tecido adjacentes é distinto em que as fibras na ou perto da superfície de tais camadas adjacentes não são significativamente misturadas.
[0086] Em uma modalidade preferida, onde as duas camadas externas do composto compreendem uma manta não tecido feita de filamentos meltblown de alta resistência, o uso deste material de manta confere vantagens particulares para o tecido composto. Devido ao seu tamanho médio de poro relativamente pequeno, a manta meltblown atua como um filtro ou uma barreira para as fibras do material em folha da camada intermediária, reduzindo a propensão do não tecido composto soltar fiapos. O processo pelo qual os filamentos meltblown de alta resistência são formados produz um material de manta não tecido de alta resistência (como mostrado na Tabela C). O uso de mantas meltblown de polipropileno de alta resistência de 5gsm como as duas camadas externas do laminado inventivo, produz um não tecido composto com melhor resistência à tração umidade e seca, resistência à ruptura e maior resistência ao arrebentamento Mullen (comparação mostrada na Tabela G), e que são comparáveis a essas propriedades com outros substratos de limpeza de alto teor de pasta de celulose tais como não tecidos formados por fluxo de ar, formados por fluxo de ar de múltipla ligação e co-formados (comparação mostrada na Tabela I). De modo contrário, se o laminado inventivo for feito usando duas camadas exteriores da manta meltblown de polipropileno convencional de 5gsm, ele teria força insuficiente para funcionar efetivamente como
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32/85 um lenço.
[0087] Em uma modalidade preferida, a presente invenção contempla as camadas externas cada uma sendo uma manta não tecido solidificada por rotação de cerca de 5 gsm ou menos, o material em folha da camada intermediária sendo uma manta não tecido formada via aérea compreendendo uma mistura de pasta fluff descolada e fibras termoplásticas e as três camadas são ligadas por ponto de ligação térmico ou ultra-sônico. Esta modalidade preferida resulta em um tecido não tecido composto macio com propriedades bem adequadas para uso como uma série de produtos de consumo, incluindo lenços úmidos, em particular com a combinação vantajosa de volume úmido alto, boa resistência à abrasão úmida e baixa propensão a soltar fiapos. Em uma modalidade vantajosa, o tecido não tecido composto tem uma gramatura seca entre 40 gsm e 65 gsm.
[0088] A presente invenção também contempla o tratamento de tecido não- tecido composto com pequenas quantidades de materiais, tais como, mas não exclusivamente, surfactantes, agentes hidratantes, agentes anti-estáticos, lubrificantes e/ou pigmentos para dar funcionalidades adicionais ou diferentes. Esses tratamentos podem ser aplicados tanto para as mantas compreendendo as camadas individuais e/ou para o tecido ligado laminado. No caso das camadas externas solidificadas por rotação, estes materiais podem ser adicionados como aditivo(s) fundíveis para o polímero fundido antes da produção de filamentos e/ou os materiais feitos são adicionados como um tratamento tópico para os filamentos ou mantas fiadas.
[0089] A camada intermediária e as camadas externas são ligadas termicamente, ultra-sonicamente ou coladas para formar um não tecido composto de alto teor de celulose. Ligação térmica e ultra-sônica exige que, em cada uma das camadas que estão ligadas entre si, estejam presentes algumas fibras termoplásticas tendo um amolecimento
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33/85 similar e/ou temperatura de fusão e que sejam compatíveis no sentido de que quando fundidas termicamente, eles formem uma ligação razoavelmente forte. Tais fibras termoplásticas quando pelo menos parcialmente derretidas em um processo de ligação térmica e ultra-sônica permite que a camada intermediária e as camadas externas sejam unidas. Ao usar uma cola para unir as camadas, não é necessário ter fibras termoplásticas em cada uma das camadas a serem unidas.
[0090] A camada intermediária não tecido e as camadas externas não tecido são primeiramente formadas separadamente e individualmente para serem mantas auto-sustentáveis, após as quais as três mantas auto-sustentáveis são reunidas essencialmente imediatamente antes de ligá-las para formar o não tecido composto de alto teor de celulose. Quando estas três camadas separadamente fabricadas, auto-sustentáveis, são ligadas por ligação térmica, ultra-sônica ou por colagem, o limite entre quaisquer duas camadas não tecido adjacentes é distinto em que as fibras na ou perto da superfície de tais camadas adjacentes não são significativamente misturadas.
[0091] Nos últimos anos tem havido um crescente foco em matérias-primas provenientes de fontes renováveis e/ou sustentáveis. Fibras de celulose, como pasta de celulose, algodão, abaca, sisal, linho, juta e similares, têm sido muito utilizadas na fabricação de papel e produtos similares. Tais fibras têm a vantagem adicional de serem biodegradáveis e compostáveis. Hoje a maioria de pasta de celulose é produzida a partir de madeira proveniente de florestas geridas, com novas árvores sendo plantadas para substituir as colhidas. Como tal, a pasta de celulose atende aos requisitos de serem sustentáveis e renováveis. Outra pesquisa rendeu materiais poliméricos de origem vegetal. Por exemplo, poli (3-hidroxibutirato) (PHB) e poli (ácido láctico) (PLA), sendo que ambos podem ser feitos a partir do açúcar de plantas ou amido. Vantajosamente cada primeira, segunda e terceira ca
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34/85 madas compreendem o mesmo material solidificável por rotação, sustentável e renovável, derivado de materiais vegetais, como, por exemplo, poli (3-hidroxibutirato) (PHB) ou poli (ácido láctico) (PLA). Tal composição pode ser ligada, por exemplo, termicamente para formar um tecido não tecido renovável e/ou sustentável.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS E FIGURAS [0092] A invenção será mais facilmente entendida por uma explicação detalhada da invenção, incluindo os desenhos. Consequentemente, os desenhos que ajudam explicar a invenção são anexados aqui. Deve ser entendido que tais desenhos destinam-se a auxiliar apenas a explicação e não são necessariamente dimensionados. Os desenhos são brevemente descritos como se segue:
[0093] A figura 1 é uma visão diagramática em corte transversal do tecido inventivo em camadas antes do ponto de ligação.
[0094] A figura 2 é uma visão diagramática em corte transversal do tecido inventivo em camadas depois do ponto de ligação pino-bigorna. [0095] A figura 3 é uma visão diagramática em corte transversal do tecido inventivo em camadas depois do ponto de ligação pino-a-pino.
[0096] A figura 4 é uma visão diagramática em corte transversal do tecido inventivo em camadas depois da gravação em relevo com rolos gravados com padrão macho-fêmea.
[0097] A figura 5 é uma visão diagramática em corte transversal do tecido inventivo em camadas depois do ponto de ligação pino-a-pino, usando uma camada intermediária com as regiões finas e grossas e onde o ponto de ligação do laminado tem lugar predominantemente através das regiões finas da camada intermediária.
[0098] A figura 6 mostra uma visão diagramática de elevação lateral de uma primeira modalidade preferida para fazer o tecido inventivo. [0099] A figura 7 mostra uma visão diagramática de elevação lateral de uma segunda modalidade preferida para fazer o tecido inventivo.
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35/85 [00100] A figura 8 mostra uma visão diagramática de elevação lateral de uma terceira modalidade preferida para fazer o tecido inventivo.
[00101] A figura 9 mostra uma visão diagramática de elevação lateral de uma quarta modalidade preferida para fazer o tecido inventivo.
[00102] A figura 10 é uma fotografia do laminado inventivo após a ligação térmica com o padrão de gravação em relevo usado para produzir todos os Exemplos. A régua na fotografia encontra-se na direção transversal, mostrando tanto escalas baseadas em milímetros como em polegadas.
[00103] A figura 11 é uma fotografia do laminado inventivo depois de gofragem com um padrão de gofragem alternado. A régua na fotografia encontra-se na direção transversal, mostrando tanto escalas baseadas em milímetros como em polegadas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [00104] A referência será feita agora em detalhe para modalidades preferidas da invenção, exemplos dos quais são ilustrados na secção de Exemplos a seguir. Por uma questão de simplicidade e de clareza, presume-se no texto a seguir que as mantas solidificadas por rotação que compreendem as camadas externas são feitas de polipropileno. Isto não exclui o uso de mantas solidificadas por rotação feitas a partir de outros materiais sendo usadas para produzir o laminado inventivo.
[00105] Para alcançar o objeto da invenção de fornecer um o substrato não tecido aprimorado de alto teor de pasta de celulose para ser usado na fabricação de materiais de limpeza macios, os presentes inventores descobriram de que o uso de uma manta de não tecido meltblown leve de alta resistência, como camadas externas de uma estrutura de manta laminada fornece inesperadamente um material de limpeza não tecido com várias propriedades vantajosas e respectivas combinações, incluindo bom volume úmido, boa resistência à abrasão úmida e com uma baixa propensão de soltar fiapos.
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36/85 [00106] A figura 1 mostra uma seção transversal diagramática do tecido não tecido composto em camadas inventivo 1 antes do ponto de ligação. O tecido não tecido 1 é feito a partir de três camadas precursoras. As duas camadas externas, a segunda camada 2 e a terceira camada 4 compreendem mantas não tecido meltblown leves de alta resistência. A manta 2 pode ser ou não da mesma gramatura e/ou composição como a manta 4. A primeira camada 3, que é a camada intermediária compreende um material em folha feito a partir de fibras de pasta de celulose e fibras ou filamentos termoplásticos e, opcionalmente, outros materiais, tais como partículas. As fibras ou filamentos termoplásticos podem formar até 40% p/p de o material em folha da camada intermediária. As três camadas 2, 3 e 4 são cada uma formada separadamente e individualmente, e, em seguida, reunidas e agrupadas, antes de serem ligadas para formar o não tecido composto 1. O tecido não tecido composto inventivo 1 contém pelo menos 50% p/p de celulose, por exemplo, fibras de pasta de celulose, preferivelmente mais que 65% p/p e tem uma gramatura seca de menos de 200gsm, preferivelmente menos que 100 gsm e, vantajosamente, entre 40 a 65gsm.
[00107] A exigência para as duas camadas externas de não tecido 2 e 4 é a de que elas compreendem, essencialmente, fibras solidificáveis por rotação.
[00108] As três camadas do tecido não tecido composto em camadas inventivo poderão ser ligadas por uma ligação adesiva ou usando ligação ultra-sônica ou ligação térmica, ambos os últimos processos usando preferivelmente, pelo menos, uma calandra. A energia térmica transmitida para a manta pelas por estas últimas técnicas liga em conjunto as camadas por meio do material termoplástico contido em cada camada. Em uma modalidade preferida, um padrão de ponto de ligação é usado, seja em conexão com a ligação ultra-sônica ou com a
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37/85 ligação térmica. À medida que a técnica de ponto de ligação cria ligação entre as camadas em áreas localizadas apenas, o laminado ligado retém um alto grau de maciez, flexibilidade, drapeado e volume, enquanto que a ligação entre as camadas é adequada para sua aplicação pretendida como um substrato a partir do qual lenços úmidos e/ou secos são feitos. Em uma modalidade vantajosa, o padrão de gofragem é escolhido para criar um efeito travesseiro como ilustrado na figura 11.
[00109] A figura 2 mostra uma seção transversal diagramática do tecido não tecido composto em camadas inventivo 1 depois do ponto de ligação pino- bigorna, usando energia ultra-sônica ou térmica. A camada 2 que estava em contato com o rolo de aço gravado com o padrão de ponto de ligação mostra um padrão de gofragem, enquanto que a camada 4 que estava em contato com o rolo de bigorna macio permanece essencialmente plana. A camada intermediária 3 é compactada em áreas localizadas pelo rolo de padrão ponto de ligação. Entre os pontos de ligação, a camada 3 é pouco compactada.
[00110] A figura 3 mostra uma seção transversal diagramática do tecido não tecido composto em camadas inventivo 1 depois do ponto de ligação pino-a-pino. As camadas 2 e 4 ambas mostram um padrão de gofragem devido ao padrão de ponto de ligação gravado em ambos os rolos. Enquanto o padrão de ponto de ligação em ambos os rolos é idêntico e os dois rolos giram com os padrões correspondidos no registro, os padrões de gofragem que se comunicam com as camadas externas 2 e 4 são imagens simétricas umas das outras. A camada intermediária 3 é compactada em áreas localizadas pelos rolos padrões de ponto de ligação. Entre os pontos de ligação, a camada 3 é pouco compactada.
[00111] Em outra modalidade, as três camadas do não tecido composto em camadas inventivo poderão ser ligadas, usando uma calan
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38/85 dra equipada com rolos de gofragem gravados com padrões machofêmea aquecidos. A figura 4 mostra uma secção transversal diagramática do tecido não tecido composto inventivo 1 depois de gofragem com rolos com padrões macho-fêmea aquecidos. As camadas externas 2 e 4 ambas mostram um padrão de gofragem devido aos padrões macho-fêmea combinados e complementares gravados sobre os dois rolos de calandra.
[00112] A figura 5 mostra uma secção transversal diagramática do tecido não tecido composto em camadas inventivo 1 depois do ponto de ligação pino-a-pino, mas usando um material em folha de camada intermediária 3, que tem regiões finas e grossas e onde o ponto de ligação das três camadas 2 , 3 e 4 acontece predominantemente através das regiões finas da camada intermediária 3. Como alternativa, usando o mesmo conceito de empregar um material em folha de camada intermediária que tem regiões finas e grossas, um material laminado de 3 camadas pode ser feito usando ponto de ligação pinobigorna.
[00113] Será observado que nas figuras 2, 3, 4 e 5 pelo menos a superfície externa do tecido composto é não-planar, isto é, ela tem características de superfície dando-lhe uma superfície texturizada. Quando o não tecido é convertido em um lenço, a(s) superfície(s) texturizada(s) auxilia(m) no processo de limpeza, ajudando remover a sujeira resistente e auxiliando na coleta e na remoção de detritos de superfície tal como migalhas, cabelos, fibras e/ou outras partículas.
[00114] A figura 6 ilustra um primeiro processo preferido para produzir o tecido não tecido composto em camadas inventivo, no qual o material em folha de camada intermediária é produzido por um processo de formação por via aérea. A primeira manta solidificada por rotação auto-sustentável 23 é produzida usando uma matriz meltblown 21 e um tambor coletor rotativo a vácuo 22. Uma segunda manta soli
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39/85 dificada por rotação auto-sustentável 26 é produzida usando uma matriz meltblown 24 e um tambor coletor rotativo a vácuo 25. Para cada manta solidificada por rotação 23 e 26, ajustando a combinação de taxa de transferência de resina e a velocidade circunferencial do tambor coletor, uma manta solidificada por rotação de gramatura desejada é obtida. Alternativamente, uma ou ambas as mantas solidificadas por rotação pode ser substituída por uma manta pré-fabricada, por exemplo, uma manta spunbond, que é desenrolada de um rolo montado sobre uma plataforma desbobinadora. A manta de material em folha da camada intermediária 30 é formada por meio de um ou mais cabeçotes formadores de ar 27, que é alimentada com uma proporção controlada de pasta de celulose fluff fibrarizada e fibras artificiais. Uma ou mais caixas de vácuo 29 estão localizadas dentro de uma superfície coletora foraminosa em movimento contínuo 28. A(s) caixa(s) de vácuo está(ao) localizada(s) diretamente abaixo do formador de ar 27. A(s) caixa(s) de vácuo cria(m) uma corrente de ar que puxa as fibras depositadas pelo formador de ar 27 para baixo para a superfície coletora em movimento. Ao ajustar a taxa de transferência da fibra do(s) cabeçote(s) formador(es) de ar 27 e da velocidade linear da superfície coletora 28, um material em folha de camada intermediária 30 de gramatura desejada pode ser obtido. O material em folha 30 passa através de um elemento de aquecimento 31, por exemplo (mas não exclusivamente), um forno de ar quente, onde a manta formada via aérea é aquecida. O elemento de aquecimento 31 também pode ser usado para fundir algumas ou todas as fibras termoplásticas contidas no material em folha às fibras vizinhas. As mantas compreendendo as três camadas 23, 26 e 30 são, então, reunidas e agrupadas entre os rolos 32 e 33, antes de passar para o aperto de uma calandra térmica onde as três camadas são ligadas. A distância entre os rolos de agrupamento 32 e 33 é ajustável para adequar a espessura da estrutura compos
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40/85 ta em camadas. A figura 6 ilustra uma calandra térmica compreendendo um rolo de ponto de ligação gravado 34 junto com um rolo de bigorna plano 35, produzindo um tecido não tecido termicamente pontoligado 1. Como alternativa, os rolos de calandra 34 e 35 podem ser gravados com padrões de gofragem complementares macho-fêmea ou podem ambos ser gravados com o mesmo padrão de ponto de ligação combinados para permitir a gofragem pino-a-pino. Alternativamente, as três camadas poderão ser ligadas juntas usando um dispositivo de ligação ultra-sônica como ilustrado na figura 8. Após a ligação, o tecido laminado 1 pode ser enrolado ou processado.
[00115] A figura 7 ilustra um segundo processo preferido para produzir o tecido não tecido composto em camadas inventivo, no qual o material em folha da camada intermediária é feito por um processo por via úmida. As camadas da manta solidificada por rotação autosustentável 39 e 42 são feitas como anteriormente descrito para a figura 6. Alternativamente, uma ou ambas as mantas solidificadas por rotação podem ser substituídas por uma manta pré-fabricada de não tecido, por exemplo, uma manta de fiação contínua, que é desenrolada de um rolo montado sobre uma plataforma desbobinadora. O material em folha da camada intermediária 48 é produzido por um processo por via úmida. Qualquer equipamento de fabricação de papel convencional pode ser usado ou, como a figura 7 ilustra, um formador úmido inclinado pode ser usado. O último é preferido caso processe uma mistura de pasta de celulose e de fibras artificiais, como na presente invenção, porque uma suspensão de fibras mais diluída pode ser utilizada, permitindo, assim, melhor formação da folha particularmente quando usando fibras mais longas artificiais. Uma dispersão diluída da mistura da fibra em água é fornecida para a caixa de chegada 43, que se aplica a fibra em suspensão de água a uma superfície foraminosa em movimento 44 onde uma folha fibrosa úmida 46 é formada sobre topo da
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41/85 superfície foraminosa. As caixas de vácuo 45 situadas abaixo da superfície foraminosa são usadas para recolher e remover a água da fibra em suspensão de água aplicada à superfície foraminosa. As caixas de vácuo 45 também ajudam a reduzir a quantidade de água residual na folha úmida 46. Opcionalmente, uma máquina com duas ou três caixas de entrada pode ser usada. Tendo múltiplas caixas de entrada presentes permite que suspensões de fibra com misturas de fibras diferentes, por exemplo, pasta de celulose diferente para a proporção de fibra termoplástica, para ser fornecidas a cada caixa de entrada, permitindo que uma estrutura de folha estratificada ou em camadas sejam formadas, por exemplo, com uma percentagem mais elevada de fibras termoplásticas localizadas perto das superfícies do topo e/ou da base da folha úmida. A manta é secada por meio de um elemento de aquecimento 47, que pode incluir qualquer equipamento convencional, como latas secadoras aquecidas a óleo ou vapor, através de secadores de ar, fornos de ar quente, secador de impacto a ar quente, secadores infra-vermelho e semelhantes. O elemento de aquecimento 47 pode também ser usado para fundir algumas ou todas as fibras termoplásticas contidas no material em folha às fibras vizinhas. A manta seca 48 e as camadas da manta solidificadas por rotação 39 e 42 são, então, reunidas e agrupadas entre os rolos 49 e 50, antes de passar pelo aperto de uma calandra térmica onde as três camadas são ligadas para formar o não tecido composto 1. A distância entre os rolos de agrupamento 49 e 50 é ajustável para adequar a espessura da estrutura composta em camadas. A figura 7 ilustra uma calandra térmica compreendendo um rolo de ponto de ligação gravado 51 junto com um rolo de bigorna plano 52, produzindo um tecido não tecido termicamente ponto-ligado 1. Alternativamente, os rolos de calandra 51 e 52 podem ser gravados com padrões de gofragem complementares macho-fêmea ou podem ambos ser gravados com o
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42/85 mesmo padrão de ponto de ligação combinado para permitir que a gofragem pino-a-pino. Alternativamente, as três camadas poderão ser ligadas em conjunto usando um dispositivo de ligação ultra-sônico. Após a ligação, o tecido laminado 1 pode ser enrolado ou processado.
[00116] A figura 8 ilustra um terceiro processo preferido para produzir o tecido não tecido composto em camadas inventivo, no qual o material em folha da camada intermediária é feita por um processo de formação por via aérea. O processo ilustrado é semelhante ao mostrado e descrito na figura 6, exceto que a ligação das três camadas é realizada usando um processo de ligação ultra-sônica. A figura 8 ilustra que as camadas externas 55 e 58 do composto em camadas são mantas solidificadas por rotação auto-sustentáveis, produzidas como anteriormente descrito para a figura 6. Alternativamente, uma ou ambas as mantas solidificadas por rotação pode ser substituída por um manta não tecido pré-fabricada, por exemplo, uma manta de fiação contínua, que é desenrolada de um rolo montado sobre uma plataforma desbobinadora. Uma corneta ultra-sônica 66 é montada em estreita proximidade de um rolo de calandra rotativo gravado 67. Depois de combinar as três camadas entre os rolos de agrupamento 64 e 65, o composto em camadas é ultra-sonicamente ligado à medida que passa entre a corneta ultra-sônica 66 e o rolo gravado 67.
[00117] A figura 9 ilustra um quarto processo preferido para produzir o tecido não tecido composto em camadas inventivo, no qual o material em folha da camada intermediária é feito por um processo de formação por via aérea. O processo ilustrado é semelhante ao mostrado e descrito na figura 6, exceto que a ligação das três camadas é realizada usando um adesivo. Ao considerar a ligação adesiva, existem muitas técnicas possíveis. A figura 9 ilustra uma técnica usando um adesivo de fusão a quente. Aqueles especialistas na técnica reconhecerão quais outras técnicas de ligação adesiva podem ser emprega
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43/85 das. A figura 9 ilustra que as camadas externas 70 e 73 do composto em camadas são mantas solidificadas por rotação auto-sustentáveis, produzidas como anteriormente descrito para a figura 6. Alternativamente, uma ou de ambas as mantas solidificadas por rotação pode ser substituída por uma manta não tecido pré-fabricada, por exemplo, uma manta de fiação contínua, que é desenrolada de um rolo montado sobre uma plataforma desbobinadora. As fibras aglutinantes contidas na manta formada por via aérea 77 são ativadas por aquecimento da manta no elemento de aquecimento 78 para criar uma manta autosustentável. Usando um aplicador adesivo de fusão a quente 79, uma pequena quantidade (menos de 10 gsm, preferivelmente inferior a 5 gsm) do adesivo de fusão a quente é aplicada a um lado da manta 70 de modo que o adesivo de fusão a quente também irá entrar em contato com uma superfície da manta da camada intermediária 77 quando as três camadas forem combinadas. Da mesma forma, usando um aplicador adesivo de fusão a quente 80, uma pequena quantidade (menos de 10 gsm, preferivelmente inferior a 5 gsm) do adesivo de fusão a quente é aplicada a um lado da manta 73 de modo que o adesivo de fusão a quente também irá entrar em contato com uma superfície da manta da camada intermediária 77 quando as três camadas forem combinadas. As mantas 70 e 73 são combinadas com a manta formada via aérea 77 entre dois rolos de agrupamento 81 e 82, a distância entre esses rolos sendo ajustável. A manta laminada resultante 83 é uma estrutura em folha plana não gofrada. Se a gofragem for desejada, a manta não-gofrada 83 é, então, passada através do aperto de dois rolos de uma calandra de gofragem que opcionalmente pode ser aquecida. A figura 9 ilustra uma calandra de gofragem compreendendo um rolo gravado 84 junto com um rolo de bigorna plano 85, produzindo um tecido não tecido em relevo 1. Alternativamente, os rolos de calandra 84 e 85 podem ser gravados com padrões de gofragem
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44/85 macho-fêmea complementares ou podem tanto ser gravados com o mesmo padrão de ponto de ligação combinado para permitir que a gofragem pino-a-pino. Alternativamente, o não tecido composto em camadas pode ser padronizado usando um dispositivo de padronagem ultra-sônico. Após a ligação, o tecido laminado 1 pode ser enrolado ou processado.
[00118] Os parágrafos a seguir fornecem uma descrição detalhada da produção e das características das três camadas precursoras. Manta meltblown de alta resistência [00119] Os filamentos meltblown que formam a manta meltblown de alta resistência são produzidos usando uma matriz meltblown que compreende uma pluralidade de bicos rotativos de filamento dispostos em múltiplas filas, tal como descrito na patente US 6013223. A matéria prima selecionada é alimentada de uma forma controlada a uma extrusora de parafuso aquecida, que derrete e mistura o polímero. O polímero fundido é então medido no corpo da matriz meltblown sob pressão usando uma ou mais bombas de engrenagem volumétrica. Se necessário, aditivo(s) de fusão pode(m) ser misturado(s) com a resina de polímero antes da fusão e da mistura no interior da extrusora de parafuso aquecida. O polímero fundido é extrudido através dos múltiplos bicos rotativos para formar fluxos de polímero que são atenuados em filamentos por serem acelerados pelo ar quente que flui em alta velocidade em uma direção essencialmente paralela aos bicos rotativos. Os filamentos são simultaneamente acelerados e arrefecidos abaixo do seu ponto de fusão pelo fluxo de ar de alta velocidade (também conhecido como o ar de atenuação). Os filamentos resultantes são pelo menos parcialmente trefilados e têm um grau de orientação molecular e tenacidade. A patente US 6013223 descreve o uso de um jato de trefila para atenuar os filamentos. No entanto, ao fazer as mantas meltblown usadas na presente invenção, o uso de um jato de trefila
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45/85 não foi necessário. Os filamentos são coletados sobre uma superfície foraminosa em movimento, que na figura 6 é mostrada como um cilindro rotativo 22 que é coberto com uma superfície foraminosa sem fim. Alternativamente, os filamentos podem ser coletados em uma superfície plana foraminosa em movimento. O cilindro rotativo tem uma ou mais caixas de vácuo contidas dentro da sua estrutura. O vácuo criado assim ajuda a trefilar os filamentos meltblown sobre a superfície foraminosa do cilindro, onde os filamentos meltblown formam uma manta auto-sustentável, sem qualquer tratamento adicional, ligação ou outra intervenção. A formação de uma manta não tecido auto-sustentável acredita-se ser devido, pelo menos, em parte, ao auto-entrelaçamento sobre os filamentos meltblown na superfície de coleta combinada com o calor residual nos filamentos. As mantas meltblown de polipropileno auto-sustentáveis com uma gramatura tão baixo quanto 3 gsm têm sido feitas por este método.
[00120] Como mostrado na figura 6, uma segunda manta meltblown 26 é produzida usando uma segunda matriz meltblown 24 e um segundo tambor de coleta 25 de uma forma similar à descrita acima. Na presente invenção, a segunda manta meltblown 26 pode ou não ser da mesma gramatura e pode ou não pode ser da mesma composição como a primeira manta meltblown 23.
[00121] Alternativamente, uma ou ambas as mantas meltblown pode ser substituída com um tipo diferente de não tecido, por exemplo, uma manta meltblown convencional ou uma manta spunbond. Neste caso, o não tecido alternativo é fornecido como um rolo de tecido préfabricado que é desenrolado, combinado com as outras camadas, e, em seguida, todas as camadas são termicamente ou ultrasonicamente ligadas.
[00122] No não tecido composto em camadas inventivo, os filamentos meltblown podem ser compostos por uma resina única, ou podem
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46/85 ser compostos de duas resinas sob a forma de filamentos bicomponentes. A seção transversal de um filamento bicomponente pode incluir configurações, tais como revestimento-núcleo (núcleo central ou offset), lado-a-lado, pizza de múltiplos segmentos e outras configurações conhecidas pelos especialistas da técnica.
[00123] A produção de filamentos meltblown de alta resistência varia da produção de filamentos meltblown convencionais em diversas maneiras. Para ilustrar as diferenças, meltblown de polipropileno (PP) será utilizado como um exemplo.
Matérias-primas [00124] Os filamentos meltblown de PP convencionais são produzidos por extrusão de um polímero fundido de viscosidade relativamente baixa através dos bicos rotativos. Uma fusão do polímero de baixa viscosidade é produzida por (a) selecionar uma classe de resina de PP com uma taxa de fluxo de alta fusão (MFR), exemplos dos quais são de classe PP3746G disponível de ExxonMobil que tem uma MFR de cerca de 1475 gramas/10 minutos a 230°C; e Metocene de classe MF650Y disponível de LyondellBasell que tem uma MFR de cerca de 1800 gramas/10 minutos a 230°C, e (b) manter o polímero fundido a uma temperatura elevada antes da fiação de filamentos, tipicamente cerca de 240 - 250°C a fim de reduzir ainda mais a viscosidade do polímero fundido. A fim de alcançar tais taxas altas de fluxo de fusão, os compostos de peróxido podem ser adicionados à resina de PP. Quando o polímero e peróxido são fundidos juntos, o peróxido forma radicais livres que interagem e trazem cisão das cadeias de polímero de polipropileno, reduzindo assim o peso molecular médio da resina. A redução no peso molecular da resina provoca uma redução na tenacidade dos filamentos formados no processo de solidificação por rotação. Quando os filamentos meltblown são usados para formar meios de filtração, especialmente quando usados como parte de um compos
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47/85 to SMS, esta redução na resistência dos filamentos é relativamente irrelevante como a principal função dos filamentos meltblown é a de formar uma camada de filtração. No entanto, na presente invenção, a resistência dos filamentos meltblown e a resistência da manta não tecido que eles formam é importante para uma aplicação de limpeza. [00125] A título de contraste, no processo spunbond o objetivo é produzir filamentos de alta tenacidade, que, após a ligação, formam uma manta não tecido de alta resistência. A resina de polipropileno usada para produzir os filamentos spunbond tem uma taxa de fluxo de fusão baixa, tipicamente cerca de 35 gramas/10 minutos a 230°C (comumente referida como 35 MFR). Tal resina é da classe PP3155 disponível pela ExxonMobil. Os peróxidos não são geralmente adicionados a estas resinas. Para minimizar a degradação térmica da resina durante o processamento, o polímero fundido é mantido a uma temperatura mais baixa antes da fiação dos filamentos, tipicamente cerca de 230°C. A combinação de resina de PP de alto peso molecular, menos degradação térmica durante o processo de fiação do filamento e atenuação eficaz de filamentos após a fiação permite ser formados filamentos spunbond de alta resistência.
Condições de processo [00126] Os filamentos meltblown de alta resistência são produzidos por um processo que é intermediário entre (ou um híbrido de) o processo spunbond e o processo meltblown convencional. Uma resina spunbond de polipropileno típica (35 MFR) pode ser usada para produzir os filamentos meltblown de alta resistência. Durante a fiação dos filamentos a temperatura do polímero fundido é de cerca de 285 a 290°C. Estes fatores resultam em um polímero fundido dentro da matriz meltblown com uma viscosidade muito mais elevada em relação ao polímero fundido no processo convencional meltblowing. A fim de alcançar uma taxa de transferência suficiente do polímero fundido de
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48/85 alta viscosidade, é necessário pressurizar o polímero fundido na matriz a pressões de até 1200 psi (8274 kPa). Esta pressão é muito maior do que a usada no processo convencional meltblowing e excede a capacidade de manipulação de pressão de uma matriz meltblown convencional, mas está dentro da capacidade de manipulação da pressão da matriz meltblown descrita na patente US 6013223, devido ao seu design e sua construção diferente.
[00127] A Tabela B mostra uma comparação dos materiais e das condições de processo típicas usadas para produzir filamentos meltblown de polipropileno convencional, spunbond de polipropileno, e meltblown de polipropileno de alta resistência.
TABELA B
Condições típicas de processamento
Processo: Meltblown convencional Spunbond Meltblown de alta resistência
Matéria prima índice de fluidez da resina a 230°C (g/10 min) Temperatura de fusão do polímero na matriz (deg C) Pressão de fusão do polímero na matriz (psi) Temperatura do ar atenuado (deg C) resina de PP 1800 240 - 250 40 - 50 250 resina de PP 35 230 1000 - 1500 ambiente resina de PP 35 285 - 290 1000 - 1200 225
[00128] A tabela C mostra uma comparação das propriedades das mantas não tecido de polipropileno produzidas pelo processo meltblown convencional e pelo processo meltblown de alta resistência
TABELA C
COMPARAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE MANTAS MELTBLOWN CONVENCIONAIS ya DE ALTA RESISTÊNCIA
Meltblown convencional Ex. A Meltblown convencional Ex. B Meltblown convencional Ex. C Meltblown de alta resistência EX. D Meltblown de 3 alta resistência Ex. E Meltblown de alta resistência Ex.F
Gramatura (gsm) 4,65 6,07 11.10 4,83 5,32 7,70
Resistência à tração seca, MD (N/m) 26,5 27,8 55,2 65,3 80,3 102,3
Resistência à tração seca, CD (N/m) 8,5 7,5 22,3 35,0 31.0 55,8
Média geométrica da R.T. seca (N/m) 15,0 14.4 35,1 47,8 49,9 75,6
Tensão de alongamento seca, MD (%) 6 6 2 39 51 91
Tensão de alongamento seca, CD (%) 12 6 3 106 109 96
Tenacidade seca. MD (J) 0,003 0,003 0,002 0,053 0,099 0,245
Tenacidade seca. CD (J) 0,001 0,037 0,002 0,087 0,078 0,128
Resistência atração úmida, MD (N/m) 25,8 30,5 58,8 80,2 77,5 112,5
Resistência â tração úmida, CD (N/m) 9.0 9,8 25,8 38,8 36,0 64,5
Média geométrica da R.T. ÚCD14^ÍN/m) 15,2 17,3 39,7 55,8 52,8 85,2
índice da média geométrica R.T. úmida (N/m pero^xu) 3,3 2,8 3,6 11,5 9,9 11,1
Tensão de alongamento úmida, MD (%) 4 6 2 49 36 84
Tensão de alongamento úmida, CD (%) 7 6 3 117 95 109
Tenacidade úmida. MD (J) 0,002 0,003 0,002 0,102 0,059 0,231
Tenacidade úmida, CD (J) 0,001 0,001 0,001 0,107 0,08C 0,169
Ruptura Elmendorf seca, MD (ccjN.) 160 160 200 440 520 540
Ruptura Elmendorf úmida, MD (rnfjJ.) 160 160 160 600 750 720
Espessura úmida (microns) 95 88 142 82 101 129
Volume úmido (cc/g) 20,7 14,5 12,8 15,9 18,9 16,7
Permeabilidade do ar (l/min/dcm) 4598 3235 1750 2128 208E 1188
Diâmetro médio do filamento (microns) 5,35 3,56
Tamanho médio do poro (microns) 46 27
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49/85 [00129] Para gramaturas quase semelhantes, as mantas meltblown de polipropileno de alta resistência têm uma média geométrica da resistência à tração seca de pelo menos duas vezes as das mantas meltblown convencionais. O índice da média geométrica da resistência à tração úmida é cerca de três vezes maior do que as mantas meltblown convencionais de uma gramatura similar. A tenacidade MD e CD úmida e seca e a resistência à ruptura MD úmida e seca são todas substancialmente aprimoradas no caso das mantas meltblown de alta resistência. A espessura e o volume úmido são muito semelhantes para os dois tipos da manta meltblown. O diâmetro médio do filamento da manta meltblown de alta resistência é menor do que a da manta meltblown convencional, que é também refletido nas permeabilidades relativas do ar. Observa-se que devido à gramatura muito leve destas mantas meltblown, a resistência à abrasão das mantas individuais não pôde ser medida. No entanto, uma vez que os laminados de 3 camadas são formados a partir destas mantas meltblown, a resistência à abrasão do laminado pode ser facilmente medida.
[00130] As mantas meltblown podem ser submetidas à ligação adicional por um número de técnicas, das quais a ligação térmica é a mais comum. O ponto de ligação térmico é amplamente usado para criar mantas não tecido fortes a partir de filamentos spunbond. Para avaliar a modificação das propriedades da manta após o ponto de ligação, rolos de amostragem de manta meltblown de PP de alta resistência foram submetidos ao ponto de ligação térmico usando 2 rolos de calandra utilizando as condições mostradas abaixo:
[00131] Padrão de ponto de ligação em rolo de aço gravado: pontos de ligação em forma de diamante dispostos em um padrão regular geométrico, 18% área de ligação. Rolo de bigorna: rolo de aço liso [00132] Temperatura da superfície do rolo: rolo gravado 103°C, rolo de bigorna 105°C (medido usando uma sonda de temperatura de conPetição 870190030328, de 29/03/2019, pág. 53/100
50/85 tacto de superfície) [00133] Carga de pressão sobre os rolos: 200 libras por polegada linear (35,8 kg por cm linear) [00134] Velocidade da manta: 100 pés/minuto (30,5 metros/minuto) [00135] A Tabela D mostra uma comparação das propriedades de mantas meltblown de polipropileno de alta resistência antes e após o ponto de ligação.
TABELA D
EFEITO DO PONTO DE LIGAÇÃO
Ponto de ligação? Ex. D No Ex. E No Ex. G Yes Ex. H Yes
Gramatura (gsm) 4,83 5,32 4,01 4,34
Resistência ã tração seca. MD (N/m) 65,3 80,3 100,3 100,3
Resistência ã tração seca. CD (N/m] 35,0 31,0 24,3 32
Média geométrica da R.T. seca (N/m] 47,8 49,9 49,4 56,7
Tensão de alongamento seca, MD (%] 39 51 21 22
Tensão de alongamento seca, CD (¾) 106 109 74 68
Tenacidade seca, MD (1] 0,063 0,099 0,043 0,043
Tenacidade seca, CD (1) 0,087 0,078 0,037 0,046
Resistência à tração úmida, MD (N/m] 80,2 77,5 105,0 94,0
Resistência à tração úmida, CD (N/m] 38,8 36,0 29,8 29,5
Média geométrica da R.T. úmida (N/m) 55,8 52,8 55,9 52,7
Tensão de alongamento úmida, MD (%) 49 36 21 12
Tensão de alongamento úmida, CD (%] 117 95 65 66
Tenacidade úmida, MD (J) 0,102 0,069 0,046 0,021
Tenacidade úmida, CD (J) 0,107 0,080 0,041 0,041
Ruptura Elmendorf seca, MD (ijjM 440 520 48 23
Ruptura Elmendorf úmida, MD (niN.) 600 760 28 45
Espessura úmida (microns] 82 101 79 90
Volume úmido (cc/g) 16,9 18,9 19,6 20,7
[00136] Será observado que enquanto o ponto de ligação térmico aumentou a resistência à tração seca e úmida MD, as outras propriedades testadas eram inferiores após o ponto de ligação ou mudaram pouco. Assim, com pequeno aumento de propriedade a ser adquirida ao ponto-ligar a manta meltblown de alta resistência, toda a produção posterior do não tecido laminado inventivo foi realizada usando mantas meltblown de alta resistência que não foram sujeitadas a qualquer processo de ligação deliberada antes da combinação final e ligação do laminado multi-camadas.
[00137] Ao considerar compostos laminados feitos usando uma
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51/85 camada do meio formada via aérea, a vantagem de utilizar teias de alta resistência solidificadas por rotação pode ser claramente vista. Mesmo após fundir as fibras aglutinantes para criar uma manta autosustentável, a manta formada via aérea tem resistência relativamente baixa seca e úmida. Grande parte da resistência, particularmente a resistência úmida, do composto laminado inventivo vem das camadas externas solidificadas por rotação. Quando se produz um laminado composto com camadas externas das mantas solidificadas por rotação de baixa gramatura, por exemplo, cerca de 5 gsm, é vantajoso usar mantas de polipropileno solidificadas por rotação de alta resistência que têm resistência à tração significativamente mais elevada do que as mantas de polipropileno meltblown convencionais de uma gramatura semelhante. Por exemplo, o índice da média geométrica da resistência à tração úmida das mantas de polipropileno solidificadas por rotação de alta resistência é cerca de três vezes maior do que as das mantas meltblown de polipropileno convencionais. A Tabela I mostra que a resistência úmida do composto laminado resultante feito usando camadas externas solidificadas por rotação de alta resistência (Exemplo 1) é semelhante à resistência úmida de outros substratos de limpeza comerciais com alto teor de pasta de celulose com base em tecnologias de formação via aérea, formação via aérea multi-ligação e coformação. Considerando que Tabela G mostra que um laminado de três camadas com uma gramatura semelhante feito usando camadas externas da manta meltblown de polipropileno convencionais (Exemplo 7) tem uma resistência à tração úmida significativamente menor quando comparado com substratos feitos usando tecnologias de formação via aérea, formação via aérea multi-ligação e co-formação. É duvidoso que um material (Exemplo 7) com tal baixa resistência úmida possa funcionar satisfatoriamente como um substrato de limpeza.
[00138] Na presente invenção, é vantajoso que as camadas exter
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52/85 nas do não tecido composto sejam hidrofílicas de modo que o não tecido composto possa absorver rapidamente e completamente a solução aquosa de surfactantes, perfumes, biocidas e estabilizadores (a chamada ‘loção’) aplicada pelo conversor ou fabricante de lenços úmidos. A quantidade de loção aplicada ao substrato é tipicamente cerca de 300% em peso. Um número de técnicas para conferir hidrofilicidade para mantas solidificadas por rotação é conhecido, incluindo (mas não exclusivamente) aditivos de fusão e aplicação de tratamentos tópicos para a superfície dos filamentos meltblown e/ou para a própria manta. Como será mostrado nos Exemplos, na presente invenção ambas as técnicas têm sido avaliadas.
[00139] Os aditivos de fusão hidrofílicos contêm tipicamente como o agente ativo uma molécula hidrofílica, exemplos das quais incluem (mas não exclusivamente) poli(óxido de etileno) (PEO) linear e/ou ramificado e ésteres glicerídeos de ácidos graxos, ambos tendo um peso molecular relativamente baixo. O aditivo de fusão hidrofílico é geralmente composto como um lote principal usando um tipo semelhante de resina de polímero uma vez que irá ser misturado com, neste caso, o polipropileno. O lote principal aditivo hidrofilico é intimamente misturado à taxa de adição desejada com os grânulos de resina de polipropileno antes de entrar na extrusora de parafuso aquecida no início do processo de fiação do filamento. Imediatamente após a fiação dos filamentos, o aditivo hidrofilico é distribuído mais ou menos uniformemente por todo o filamento. As moléculas hidrófilas, então, se difundem lentamente para a superfície do filamento criando uma camada hidrofílica fina sobre a superfície do filamento. O processo de difusão pode levar vários dias antes que os filamentos e a manta não tecido sejam suficientemente hidrofílicos ou 'molháveis'. Em uma modalidade da presente invenção, um aditivo de fusão hidrófilo, classe TPM12713 (disponível de Techmer PM de Clinton, TN, EUA), foi misturado a uma
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53/85 taxa de cerca de 2% em peso, com grânulos de resina de polipropileno de 35 MFR. A mistura de polipropileno e de grânulos de aditivos foi então alimentada através de uma tremonha para dentro da extrusora de parafuso aquecida no início do processo de fiação do filamento meltblown. A manta meltblown resultante quando inicialmente feita não absorveu nenhuma gota de água colocada sobre a superfície de manta dentro de 30 segundos. No entanto, após sete dias de armazenamento à temperatura ambiente, uma gota de água colocada sobre a superfície da manta foi absorvida em menos de 1 segundo.
[00140] Outra técnica comum para fazer uma manta solidificada por rotação hidrofílica é a aplicação tópica de produtos químicos de tratamento, aplicados aos filamentos solidificados por rotação antes da formação da manta e/ou à manta não tecido solidificada por rotação. Há um número de técnicas conhecidas para aplicar o tratamento tópico, incluindo (mas não exclusivamente) aplicação de espuma, pulverização, preenchimento e revestimento do rolo Kiss. Nestas técnicas, uma solução aquosa do produto químico de tratamento é primeiro preparada a uma concentração adequada e esta solução é aplicada por espuma, spray, enchimento ou rolo Kiss aos filamentos e/ou à manta solidificada por rotação. Os agentes de tratamento são produtos químicos hidrofílicos, mais comumente na classe dos surfactantes. Estes incluem (mas não exclusivamente) agentes surfactantes aniônicos tais como laureto sulfato de sódio, sulfosuccinato sódico de dioctilo e sais de ácidos graxos (sabões); surfactantes catiônicos tais como cloreto de benzalcônio e cloreto de cetilpiridínio; agentes surfactantes não iônicos tais como poli (óxido de etileno), polissorbatos e alcoóis graxos. Uma área ativa de investigação nos últimos anos tem sido o desenvolvimento de tratamentos tópicos para não tecidos solidificados por rotação usados como componentes de artigos de higiene pessoal (fraldas descartáveis, produtos para incontinência, produtos de higiene femini
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54/85 na e similares). A manta solidificada por rotação tratada hidrofilicamente deve atender a certas exigências éticas, por exemplo, não deve causar irritação ou sensibilização em contato prolongado com a pele do usuário. Dependendo de quanto tempo o artigo de higiene pessoal estará em serviço, existe uma necessidade de tratamentos tópicos hidrofílicos temporários, semi-duráveis ou duráveis. No caso da presente invenção, as mantas meltblown do lado de fora do composto de não tecido tem apenas um efeito temporário hidrofílico para permitir a absorção da loção aquosa que é aplicada ao composto não tecido durante o processo de conversão de limpeza úmida. Posteriormente uma natureza hidrofílica é conferida ao lenço umidificado pelo loção aquosa que geralmente contém um ou mais surfactante químicos. Em uma modalidade da presente invenção, uma solução aquosa foi preparada usando Unifroth 1387, um surfactante contendo sulfosuccinato sódico dioctilo (disponível de Unichem Inc. de Haw River, NC, EUA). Em dois experimentos esta solução foi pulverizada sobre os filamentos frescos meltblown de polipropileno fiados sob condições controladas para produzir dois níveis de surfactantes adicionados (a) cerca de 0,5% de surfactante em peso sobre os filamentos e (b) cerca de 1% de surfactante em peso sobre os filamentos. O tratamento foi aplicado aos filamentos meltblown antes de serem coletados no tambor de coleta de rotação. Em ambos os experimentos, a manta não tecido meltblown de polipropileno resultante foi feita de forma molhável, de modo que ela absorveu uma gota de água colocada sobre a sua superfície em menos de 1 segundo. Um resultado semelhante pode ser obtido por pulverização de uma solução aquosa desse surfactante sob condições controladas a uma ou ambas as superfícies de uma manta não tecido meltblown de polipropileno não tratada previamente. A manta pode ser subsequentemente secada, se necessário, por aplicação de calor, e/ou por sopro de ar ao longo, e/ou através da sua superfície, e/ou permitindo
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55/85 que a manta se seque ao ar em condições ambientes. Por este método, os níveis do surfactante adicionado (a) cerca de 0,5% de surfactante em peso sobre a manta e (b) cerca de 1% de surfactante em peso sobre a manta, resultaram em manta não tecido molhável de modo que quando uma gota de água colocada na sua superfície seja absorvida em menos de 1 segundo. Será entendido por aqueles especialistas na técnica que os resultados de molhabilidade semelhantes podem ser obtidos por técnicas de aplicação alternadas com este ou outros surfactantes.
Material em folha da camada intermediária [00141] Um material em folha de camada intermediária formada via aérea foi preparado a partir da combinação de pasta de celulose selecionada e fibras termoplásticas selecionadas. No que diz respeito à pasta de celulose, existem vários tipos que podem ser usados. Normalmente, eles são as pastas kraft ou sulfite, podem ser branqueadas ou não branqueadas, podem conter algumas fibras de pasta reciclada ou ser 100% pasta virgem e elas podem, opcionalmente, ser tratadas com um agente de ligação química para reduzir a ligação inter-fibras. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pasta de celulose é tratada com um agente químico descolado para fornecer um não tecido composto com suavidade e volume melhorados.
[00142] Os agentes descolantes químicos são bem conhecidos na fabricação de produtos de papel e materiais de não tecido. As pastas de celulose tratadas com agentes descolantes químicos são particularmente usadas na fabricação de artigos absorventes tais como fraldas, produtos para incontinência, produtos de higiene feminina, itens de controle de derramamento e similares. Os agentes descolantes são misturados com as fibras celulósicas para inibir a formação de ligações entre as fibras após formação úmida ou seca. Os agentes descolantes são descritos e revelados nas patentes US 4482429, 4144122 e
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4432833. Os agentes descolantes também ajudam no processo de desfibração das folhas da pasta de celulose por meio de moinhos de martelos e semelhantes, através da redução da quantidade de energia necessária por kg de pasta para separar e individualizar as fibras da pasta.
[00143] As pastas fluff descoladas estão disponíveis de vários fabricantes. A pasta usada na seção de Exemplos é da classe NF405, uma pasta kraft feita de madeira de pinheiro do sul, disponível de Weyerhaeuser Inc. Outras pastas fluff descoladas adequadas podem ser usadas no lugar da classe NF405, incluindo uma classe designada como Golden Isles 4822, disponível de Georgia-Pacific Inc.
[00144] As fibras termoplásticas presentes com a pasta de celulose no material em folha da camada intermediária são necessárias para permitir (a) a ligação térmica ou ultra-sônica de camadas adjacentes e (b) se desejado, a formação de um material em folha auto-sustentável pela fusão térmica de algumas ou todas as fibras termoplásticas por meio de um forno de ar quente, ou um secador através de ar, ou semelhantes. As fibras termoplásticas podem ser compostas por uma resina única ou podem ser compostas de duas resinas sob a forma de fibras bicomponentes. A seção transversal de uma fibra bicomponente pode incluir configurações, tais como revestimento-núcleo (núcleo central ou offset), lado-a-lado, pizza de múltiplos segmentos e outras configurações conhecidas pelos especialistas na técnica. Uma mistura de dois ou mais tipos de fibra termoplástica pode ser usada, incluindo, mas não se limitando a, as misturas de fibras com diferentes comprimentos e/ou diâmetros e/ou formas ou configuração e/ou construção de material. Como princípio geral, as fibras termoplásticas devem ser quimicamente compatíveis com o(s) material(ais) que compreendem as camadas externas. Por exemplo, quando as camadas externas compreendem um não tecido meltblown de alta resistência feito de fi
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57/85 lamentos de polipropileno, é preferível que as fibras termoplásticas sejam também feitas de polipropileno. No caso em que as fibras termoplásticas tenham uma configuração bicomponente, por exemplo, revestimento-núcleo, é preferível que o componente de revestimento seja feito de polipropileno. No caso de uma mistura de duas ou mais fibras termoplásticas, é preferível que pelo menos um tipo de fibra seja polipropileno ou tenha um revestimento de polipropileno, no caso de uma fibra bicomponente. As fibras termoplásticas são geralmente de corte curto tendo um comprimento de 10 mm ou menos e devem ter um denier entre 0,1 e 10 denier, e podem ser dobradas ou não. Para facilidade de manuseamento e de dispersão em sistemas via aéreo ou via úmido, um acabamento químico pode ser aplicado às fibras termoplásticas.
[00145] Outra vantagem de adicionar fibras termoplásticas à camada intermediária é para melhorar a clareza e a definição do padrão fornecido ao não tecido composto quando se liga a uma calandra de gofragem térmica ou ultra-sônica. A figura 10 ilustra a clareza do padrão gofrado, que pode ser alcançado com o laminado inventivo.
[00146] Na formação da manta por via aérea, o equipamento pode ser configurado para fornecer (a) uma mistura substancialmente uniforme da pasta de celulose e das fibras termoplásticas ou (b) uma estrutura em camadas ou estratificada onde a concentração de fibras termoplásticas é maior perto do topo e da superfície inferior do material em folha e, consequentemente, o centro do material em folha tem uma concentração relativamente alta em percentagem de fibras de pasta de celulose. A última estrutura estratificada pode ser desejável a fim de alcançar uma ligação térmica melhor entre o material em folha da camada intermediária e das camadas externas solidificadas por rotação. O grau de estratificação é, até certo ponto, controlável.
[00147] O equipamento para a produção de mantas formadas via
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58/85 aérea está disponível através de vários fornecedores, incluindo (mas não exclusivamente) M & J (Dinamarca, uma subsidiária da Oerlikon Neumag), Dan-Web (Dinamarca) e Celli S.p.A. (Itália). Nos Exemplos seguintes, a camada intermediária formada via aérea foi feita numa máquina piloto fornecida por Dan-Web.
[00148] O equipamento para a produção de mantas formadas por via úmida tem sido há muito tempo conhecido. Na formação úmida de uma mistura de pasta de celulose e de fibras termoplásticas, o uso de um formador inclinado de arame Fourdrinier é preferível, porque permite que a mistura de fibras seja preparada como uma suspensão altamente diluída em água antes da formação da folha, resultando em uma folha mais uniforme. A patente US 2045095 descreve os princípios gerais de uma operação de uma máquina inclinada de arame Fourdrinier. As fibras de pasta de celulose geralmente usadas para produzir papel formado úmido ou folhas não tecido são pastas kraft e/ou sulfite e não são normalmente tratadas com agentes descolantes químicos antes do início do processo de formação úmida. No entanto, verificou-se que certas pastas fluff quimicamente descoladas, incluindo polpa kraft Weyerhaeuser de classe NF405, podem ser usadas com sucesso para produzir uma manta formada úmida uniforme, embora a manta resultante tenha menor resistência do que uma manta de gramatura equivalente feita a partir de uma pasta kraft de pinheiro do sul não-quimicamente descolada. A escolha de fibra(s) termoplástica(s) para o uso na formação úmida do material em folha de camada intermediária é substancialmente semelhante àquela descrita acima para o método de formação via aérea. Um comprimento mais curto da fibra pode ser desejável para facilitar a dispersão de fibras e a formação úmida, por exemplo, 12 milímetros ou menos. O acabamento químico aplicado às fibras é escolhido para permitir sua fácil dispersão em água e formação uniforme na folha formada por via úmida.
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59/85 [00149] Ao usar uma máquina de formação por via úmida com mais de uma caixa de entrada, uma estrutura em folha em camadas ou estratificada pode ser produzida, similar em conceito à descrita acima para mantas formadas por via aérea, de modo que a concentração de fibras termoplásticas seja maior perto do topo e/ou da superfície inferior do material em folha formado por via úmida e em que o centro da folha formada por via úmida tenha uma concentração relativamente elevada em percentagem de fibras de pasta de celulose.
[00150] O tecido da invenção encontra aplicações, por exemplo, como lenços umedecidos e secos para o consumo no uso doméstico e industrial, lenços médicos (baixa propensão de soltar fiapos), meios de filtração de vários tipos, absorventes, meio de baixa propensão de soltar fiapos para uso médico, por exemplo, em torno de fenestrações drapeadas cirúrgicas, enchimentos absorventes da carne (para absorver os sucos da carne), produtos absorventes para controle de vazamento (derrames de produtos químicos, derrames de óleo, etc) e como um componente de produtos para incontinência ou enchimentos de higiene feminina.
[00151] Os seguintes exemplos não limitantes servem para ilustrar o produto e processo da presente invenção e não limita a invenção de nenhuma maneira.
EXEMPLOS [00152] Na descrição acima e nos Exemplos não limitantes que se seguem, os seguintes métodos de teste foram empregados para determinar várias características e propriedades relatadas. ASTM referese à American Society for Testing and Materials, INDA refere-se à Association of the Nonwovens Fabrics Industry e IEST refere-se ao Institute of Environmental Sciences and Technology.
[00153] O teste foi realizado geralmente em conformidade com os métodos de teste recomendados pela INDA; qualquer desvio de um
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60/85 método de teste da INDA é observado no texto. Antes do teste das propriedades secas, as amostras foram condicionadas durante 24 horas em um ambiente controlado a cerca de 20°C e 50% de umidade relativa, a menos que especificado em contrário.
[00154] A gramatura (em gramas por metro quadrado ou g/m2) foi medida por um método de teste que geralmente segue o método de teste da INDA 1ST 130.1 (1998). As amostras foram cortadas em matriz a 8 polegadas por 8 polegadas (20,3 centímetros por 20,3 centímetros) e pesadas em gramas a quatro casas decimais sobre uma balança digital. A gramatura é calculada dividindo o peso da amostra (em gramas) pela área da amostra (em metros quadrados). No caso de amostras de lenços pré-embalados, as dimensões do lenço foram medidas ao milímetro mais perto e sua área em metros quadrados calculada. No caso de amostras de lenços umedecidos pré-embalados, as folhas de amostra foram deixadas para secar ao ar e foram então condicionadas num ambiente controlado antes da pesagem. Normalmente as medições foram feitas em 4 ou mais amostras e um valor médio foi calculado.
[00155] O teste de resistência à tração (T.S.) foi realizado usando um instrumento de teste de tração, modelo 5500R, fornecido por Instron Inc. As amostras foram cortadas em tiras largas de uma polegada (2,54 cm). Normalmente, ambas as direções MD e CD foram testadas. A separação inicial entre as garras das amostras foi de cinco polegadas (12,7 centímetros) e a taxa de deformação foi de 30 cm/minuto. O instrumento fornece um relatório de resistência à tração, alongamento e tenacidade (absorção de energia de tração) no ponto de ruptura da amostra. As medições em amostras úmidas foram realizadas por préimersão das tiras de amostra em água deionizada. Pelo menos 4 tiras de teste individuais foram testadas por amostra e um valor médio foi calculado. A média geométrica de resistência à tração MD e CD foi
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61/85 calculada a partir da raiz quadrada do produto de resistência à tração MD e CD. O índice da média geométrica de resistência à tração (em N/m por gsm) foi calculada dividindo a média geométrica da resistência à tração (em N/m) pela gramatura (em gsm) da amostra de teste. [00156] A resistência à ruptura Elmendorf foi medida por um método de teste que geralmente segue o método da ASTM D 5734, usando um aparelho de teste de ruptura Elmendorf, modelo 1653, fornecido por H.E. Messmer de Londres. O aparelho é equipado com um pêndulo modelo 60-8, capaz de medir até 7840 mN. As medições em amostras úmidas foram realizadas por pré-imersão das peças de teste em água deionizada. Normalmente as medições foram feitas em 4 ou mais peças de teste e um valor médio foi calculado.
[00157] A espessura do tecido foi medida por um método de teste que geralmente segue o método de teste da INDA IST 120.1 (1998). O equipamento usado foi um Thwing-Albert ProGage (Thwing-Albert, West Berlim, NJ, EUA), equipado com um calcador de 2,54 cm de diâmetro (área de 506 mm2) exercendo uma pressão de 4,1 kPa na amostra de teste, bigorna de 6,3 cm de diâmetro, alcance máximo de 1000 mícrons e resolução de tela de 0,1 micron. Pelo menos 10 medições foram feitas em posições aleatórias em cada amostra e um valor médio foi calculado.
[00158] O volume (em centímetros cúbicos/grama, ou cc/g) é calculado dividindo a espessura do tecido (em mícrons) pela gramatura do tecido (em gsm). As últimas propriedades são medidas pelos métodos de teste descritos anteriormente. O volume úmido e seco é calculado a partir da espessura úmida e seca do tecido não tecido, respectivamente. Um valor elevado de volume indica um elevado material de baixa densidade.
[00159] A resistência ao estouro foi medida por um método de teste que geralmente segue o método de ASTM D-774. O equipamento
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62/85 usado foi um testador de estouro de diafragma hidráulico do tipo Mullen fabricado por BF Perkins & Sons Inc., e fornecidos por HE Messmer de Londres. As medições em amostras úmidas foram realizadas por pré-imersão das peças de amostra de teste em água deionizada. Normalmente as medições foram feitas em 4 ou mais peças de teste e um valor médio foi calculado.
[00160] A capacidade de absorção foi medida usando o seguinte método de teste. Após o condicionamento, as peças de teste de 100 mm por 100 mm foram cortadas em matriz a partir da amostra a ser testada e pesadas individualmente para o 0,001 g mais próximo. As peças de teste foram imersas em um banho de água deionizada a cerca de 20°C. Após 60 segundos, as peças de teste foram individualmente removidas do banho, e uma cauda de papel (aproximadamente 3 mm por 25 mm) foi fracamente ligada a um canto da peça de teste, pressionando levemente a cauda junto a um canto da amostra. Cada peça de teste foi então suspensa verticalmente para baixo a partir de uma barra horizontal usando um clipe jacaré para prender o canto da peça de teste oposto à cauda de papel. O excesso de água foi deixado a escorrer da peça de teste, as gotas sendo dirigidas para longe da peça de teste através da cauda de papel. Após 5 minutos a peça de teste (menos a cauda de papel) foi pesada novamente para o 0,001 g mais próximo. A capacidade de absorção foi calculada como se segue,
Capacidade de Absorção (%)=100% x [peso final - peso inicial peso inicial [00161] Normalmente as medições foram feitas em 4 ou mais peças de teste e um valor médio foi calculado.
[00162] A resistência à abrasão foi medida por um método de teste que segue geralmente a ASTM D 4966. O aparelho usado foi um testador de abrasão Martindale fornecido por James H. Heal & Co. Ltd. de Halifax, Inglaterra. O pano de lã abrasivo usado foi fornecido por James H. Heal Ltd. e está em conformidade com os requisitos de propri
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63/85 edade especificados na Tabela 1 da EN ISO 12947-1. Almofadas de feltro também foram fornecidas por James H. Heal Ltd. A pressão aplicada às amostras durante o teste foi de 12 kPa. Para melhorar a consistência, o teste de todas as amostras foi realizado pelo mesmo operador. Para determinar a resistência à abrasão úmida, as amostras de teste foram umedecidas com água deionizada. O teste foi terminado quando a amostra foi suficientemente friccionada tal que apareceu um buraco na amostra e o número de polidas observado. Normalmente as medições foram feitas em 4 ou mais peças de teste e um valor médio foi calculado. Um número elevado de polidas é indicativo de um material resistente à abrasão.
[00163] A suavidade ou mão dos substratos de limpeza não tecido é uma propriedade um tanto subjetiva, especialmente quando se avalia amostras úmidas. Geralmente, a mão de uma amostra de não tecido úmido é consideravelmente mais macia e mais flexível do que a da amostra seca correspondente. Embora não haja método instrumental amplamente reconhecido para medir a mão molhada ou suavidade, existem métodos de teste para medir a flexibilidade tecido seco. O instrumento Handle-O-Meter foi usado, utilizando um procedimento de teste que segue geralmente a ASTM D2923. O não tecido a ser testado é deformado através de uma abertura ranhura por um êmbolo em forma de lâmina e a força necessária (em gramas de força) é medida. Esta força é uma medida tanto da flexibilidade como da fricção da superfície do tecido não tecido. O instrumento usado foi um Thwing Albert Handle-o-Meter, modelo 211-300, com uma leitura de escala máxima de 100 gramas-força. Uma leitura de escala baixa é indicativa de um material macio e flexível. A largura da ranhura foi ajustada para 0,5 polegada (12,7 mm) e as peças de teste foram cortadas em 6 polegadas por 6 polegadas (152,4 x 152,4 mm). As amostras foram deixadas a condição em uma sala com ar condicionado (a cerca de 23°C, 50%
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HR) durante cerca de 24 horas antes das medições serem feitas. Quatro peças de teste foram testadas por amostra, em ambos MD e CD, e também virando a peça de teste de modo a testar ambas as faces e os valores médios foram calculados. Amostras de embalagens compradas em loja de lenços úmidos foram deixadas secar ao ar, e foram então condicionadas numa sala com ar condicionado antes do teste. Como um resultado do processo de conversão e de embalagem, tais amostras são geralmente dobradas e/ou pregueada e enrugadas, o que geralmente resulta em valores de teste artificialmente baixos.
[00164] O teor de celulose de uma amostra foi determinado por dissolução da fração de celulose em ácido sulfúrico concentrado, como se segue. A amostra de teste foi cortada em 32 peças de aproximadamente 25 x 25 mm, secadas num forno a 105°C, e a coleta de 32 partes pesadas a 0,1 mg mais próximo. As 32 peças de amostra foram colocadas num balão de Erlenmeyer de 500 ml e 320 g de 72% de ácido sulfúrico foi adicionado ao balão. O conteúdo do balão foi agitado à temperatura ambiente durante 24 horas. O conteúdo do balão foi então diluído ao derramá-los com agitação em 4 litros de água destilada. O resíduo líquido e não-celulose foi filtrado através de um disco de filtração de fibra de vidro, que tinha sido pré-pesado após secagem em estufa. O disco de filtração mais o resíduo foi secado em um forno a 105°C até muito seco e, depois, pesados a 0,1 mg mais próximo. O peso do resíduo não-celulose no disco de filtração foi calculado a partir dos pesos antes e depois de o disco de filtração. A percentagem de celulose na amostra foi calculada de _ . . . .... [peso da amostra inicial - peso de resíduos]
Teor de celulose (%) = 100% x —--------------------------------1 peso da amostra inicial [00165] As medições do tamanho de poros foram realizadas pelo laboratório de pesquisa de não-tecido da Universidade de Tennessee. O tamanho do poro foi medido usando um porômetro automatizado de fluxo capilar modelo # PCP-110-AEX. Teste para umedecer e secar foi
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65/85 executado utilizando fluido Galwick tendo uma tensão superficial de 15,6 dines/cm.
[00166] As medições do diâmetro do filamento foram realizadas pelo laboratório de pesquisa de não-tecido da Universidade de Tennessee. Usando um microscópio eletrônico de varredura, o diâmetro de pelo menos 100 filamentos foi medido e a média calculada.
[00167] Fiapos úmidos (soltar partículas e fibras de tecidos de amostra em água) - método gravimétrico. Método de teste que segue geralmente o método de teste da INDA IST 160,3 (1998) foi usado. 10 ± 0,1 gramas de amostra seca foram pesadas com precisão e colocadas em um frasco de vidro limpo e seco de 500 ml com tampa de plástico de enroscar. 400 ± 1 ml de água deionizada à temperatura ambiente foram adicionados ao frasco. Depois de garantir o fechamento do frasco, o frasco e os conteúdos foram manualmente agitados vigorosamente durante 60 ± 1 segundos. A amostra de teste foi imediatamente removida usando uma vareta de vidro limpa e o líquido filtrado através de um disco de filtração de fibra vidro pré-pesado Whatman. O disco de filtração foi secado num forno de laboratório a 105°C durante cerca de 2 horas, e depois pesados para quatro casas decimais sobre uma balança analítica. A quantidade de fiapo libertado dentro da água (em partes por milhão, ou ppm) é calculada de {alteração no peso do disco de filtração (g) x peso 1.000.000/peso original da amostra (g)}. Normalmente as medições foram feitas em 4 ou mais peças de teste e um valor médio foi calculado.
[00168] Fiapos úmidos (soltar partículas e fibras de tecidos de amostra em água) - método de contagem de partículas. O teste de agitação biaxial descrito no método de teste de IEST IEST-RP-CC004.3, seção 6.1.3 foi usado. Estes procedimentos de ensaio medem as partículas prontamente liberáveis (presentes nas superfícies do lenço) e as partículas geradas por agitação mecânica do lenço na água. O tes
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66/85 te das amostras foi realizado por RTI Internacional, 3040 Cornwallis Road, Research Triangle Park, Carolina do Norte, EUA. Os resultados são expressos como o número de partículas libertadas e gerado por metro quadrado de limpeza. Dois conjuntos de medições foram feitos em cada pedaço de teste e os valores médios calculados.
[00169] Os materiais da invenção podem ser usados secos ou depois de umedecidos com água ou soluções aquosas. Se a aplicação pretendida requerer o tecido a ser usado no estado úmido, por exemplo, lenços úmidos, a medição das propriedades úmidas de teste é geralmente mais relevante. Nos Exemplos seguintes, um número de propriedades úmidas de teste foram medidas.
Fabricação de mantas meltblown de alta resistência [00170] Uma manta meltblown de alta resistência foi preparada a partir de resina de polipropileno Basell Profax classe PH835, que tem uma taxa de fluxo de fusão de 34 g/10 minutos (34 MFR). Em outro trabalho experimental, as mantas meltblown de alta resistência também foram produzidas a partir de resina de polipropileno ExxonMobil classe PP3155 (36 MFR), e essas mantas tinham propriedades muito semelhantes às mantas feitas a partir da resina Profax. O equipamento usado foi uma linha piloto de 25 polegadas de largura nominal (63 cm) operada por Biax Fiberfilm Corporation localizada em Quality Drive, Greenville, Wisconsin, EUA. O equipamento de linha piloto consiste em cinco elementos principais em sequência - uma extrusora de rosca, duas bombas de engrenagem, uma matriz meltblown, um tambor de coleta e uma máquina bobinadora. A matriz meltblown é a linha múltipla de orifícios (pelo menos 10 linhas) projetada como geralmente descrito na patente US 6013223 para Biax-Fiberfilm Corp. A extrusora de parafuso é usada para fundir a resina de polipropileno (e misturá-la com um aditivo de fusão, caso usado) e fornecida sob pressão uma massa essencialmente uniforme fundida de resina a uma temperatura
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67/85 de cerca de 550°F (288°C) para as duas bombas de engrenagem. As duas bombas de engrenagem operam em paralelo e rodam na mesma velocidade baixa, tipicamente cerca de 12 revoluções/minuto, cada bomba de engrenagem distribui cerca de 30 cm3 de resina fundida por revolução à matriz meltblown. A esta velocidade de bomba de engrenagem, a taxa de transferência da resina é de cerca de 32,4 kg/hora, ou cerca de 0,108 gramas/minuto através de cada orifício. A resina fundida é mantida a cerca de 550°F (288°C) à medida que passa sob pressão através das bombas de engrenagem e para dentro da matriz meltblown. A matriz meltblown está equipada com cerca de 5000 orifícios dispostos em filas múltiplas, cada orifício tendo um diâmetro interno de 0,015 polegadas (0,38 milímetros). A pressão no interior do corpo da matriz era de cerca de 1200 psi (8276 kPa) e a resina fundida foi forçada através dos orifícios como filamentos finos. Os filamentos ainda fundidos que emergem dos orifícios foram atenuados por correntes de ar quente de alta velocidade (cerca de 430°F, 221°C) que fluem essencialmente paralelas e na mesma direção como os filamentos. A patente US 6013223 descreve o uso de um jato de trefila para posteriormente atenuar os filamentos. No entanto, ao fazer as mantas meltblown usadas na presente invenção, o uso de um jato de trefila não foi achado ser necessário. Uma pulverização de névoa fina de água foi usada para arrefecer os filamentos entre a matriz meltblown e o tambor de coleta. A pulverização de névoa foi aplicada aproximadamente perpendicularmente à direção do movimento dos filamentos. Os filamentos atenuados foram soprados e recolhidos num tambor de vácuo rotativo coberto por um material foraminoso. A distância entre a matriz meltblown e a superfície do tambor foi de cerca de 14 polegadas (35 cm). Os filamentos meltblown recolhidos assim no tambor rotativo formaram um material em folha não tecido auto-sustentável, que poderia ser facilmente removido do tambor e enrolado em um rolo sem
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68/85 a necessidade de um processo de ligação adicional, até mesmo com gramaturas tão baixas como cerca de 3 gsm. Para uma taxa de transferência da resina fornecida, por variação da velocidade da superfície do tambor de coleta, a gramatura da manta dos filamentos meltblown podia ser alterada. Uma manta de aproximadamente 5 gsm foi feita a uma velocidade de superfície do tambor de 535 pés/minuto (163 metros/minuto). Para minimizar qualquer perda da largura da manta, verificou-se ser preferível localizar a máquina bobinadora perto do tambor de coleta de rotação, de modo a reduzir as forças de trefila sobre a manta.
[00171] Como mostrado na Tabela C, uma amostra de 7,7 gsm tinha um diâmetro média do filamento de 3,56 microns e um tamanho médio de poro de 27 mícrons.
[00172] Uma versão hidrofílica da manta acima foi produzida usando uma pulverização de névoa fina de uma solução aquosa de um surfactante para arrefecer os filamentos no lugar de uma pulverização de névoa fina de água. Em algumas experiências, o surfactante usado foi Cytec Aerosol GPG (classe de propósito geral), uma solução de sulfosuccinato sódico de dioctilo. Em outras experiências, o surfactante usado foi Unifroth classe 1387 (uma solução de sulfosuccinato sódico de dioctilo), fornecido por Unichem Inc. A solução de surfactante foi aplicada aos filamentos usando uma barra de pulverização consistindo de dezessete tipos de bicos MTP-1510 (disponível de American Nozzle Co.). Cerca de 8,8 US galões/hora (33,3 litros/hora) da solução de surfactante foram aplicados através dos bicos de pulverização. No caso de ambos os surfactantes, a concentração da solução surfactante foi ajustada de tal modo que a taxa de aplicação de surfactante para filamentos foi de aproximadamente 1% em peso de sólidos. Nos Exemplos seguintes, as mantas meltblown de alta resistência foram tratadas por este método.
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69/85 [00173] Alternativamente, filamentos de polipropileno meltblown hidrofílicos foram produzidos usando um aditivo de fusão hidrofílico, classe TPM 12713, disponível de Techmer PM, Clinton, Tennessee, EUA. O ingrediente ativo é confidencial e não é divulgado. O aditivo de fusão, 2% em peso, foi adicionado à resina de polipropileno no início da extrusora de parafuso que derreteu e foi misturado com a resina de polipropileno fundida. Posteriormente a mistura fundida foi transformada em filamentos meltblown e uma manta não tecido como descrito acima. Em comum com alguns outros aditivos de fusão, o ingrediente ativo hidrofílico gradualmente difunde para a superfície dos filamentos. Por conseguinte, a molhabilidade da manta melhorou após vários dias de envelhecimento a temperatura ambiente.
Fabricação de mantas de polipropileno pelo processo meltblown convencional [00174] As mantas meltblown de polipropileno, feitas pelo processo meltblown convencional, usadas na presente invenção foram preparadas na linha piloto de 20 polegadas (0.51m) de largura pertencente e operada pelo laboratório de pesquisa de não-tecido da Universidade de Tennessee. A resina de polipropileno usada foi Metocene de classe MF650Y fornecida pela LyondellBasell, com uma taxa de fluxo de fusão de cerca de 1800 g/minuto a 230°C. A taxa de transferência de resina foi de cerca de 120 gramas/minuto. A temperatura da matriz meltblown foi cerca de 450° F (232°C) e a temperatura do ar atenuante foi de cerca de 500°F (260°C). As mantas com gramaturas que variam até 20gsm foram produzidas. Uma manta meltblown 5gsm nominal foi produzida a uma velocidade de linha de cerca de 47 metros/minuto. As mantas não foram tratadas com quaisquer produtos químicos. Como mostrado na Tabela C, uma amostra de 11gsm tinha um diâmetro médio de filamento de 5,4 microns e um tamanho médio do poro de 46 microns.
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Fabricação de mantas por via aérea [00175] As mantas produzidas por via aérea foram feitas em uma linha piloto operado por Marketing & Technology Services (MTS), localizado em Kalamazoo, Michigan, EUA. A linha piloto é de cerca de 60 cm de largura e é do design Danweb com cinco estações de moldagem por via aérea. A pasta de celulose usada em todos os ensaios foi Weyerhaeuser classe NF405, uma pasta de celulose quimicamente descolada chamado de ‘pasta fluff'. A pasta de celulose, fornecida como uma folha contínua em forma de rolo, foi desfibrada em fibras individuais grandes, usando um ou mais moinhos de martelos. Vários tipos de fibras aglutinantes sintéticas foram usados nos ensaios, incluindo um revestimento de polietileno de 1,5 denier e 6 mm: fibra bicomponente de núcleo de poliéster (Celbond tipo T-255 de Invista), um revestimento de polipropileno de 2,0 denier e 6 mm: fibra bicomponente de núcleo de poliéster, e fibras de polipropileno de 2,2 denier e 5mm de FiberVisions. As fibras aglutinantes podem ser usadas sozinhas ou como uma mistura. Além disso, para a preparação de mantas por via aérea com gramaturas diferentes e/ou tipos diferentes e/ou o conteúdo percentual de fibra aglutinante, é possível criar uma manta via aérea com uma mistura essencialmente uniforme de pastas e fibras aglutinantes ou, alternativamente, estrutura na direção Z estratificada ou gradiente. O último tipo de estrutura é criado, por exemplo, fornecendo uma mistura de fibra de pasta-aglutinante com uma percentagem relativamente elevada de fibra aglutinante para as primeiras e últimas estações formadoras por via aérea (números 1 e 5), e fornecendo uma segunda mistura de fibra de pasta-aglutinante com uma menor porcentagem de fibra aglutinante para as outras estações formadoras. Neste exemplo, a manta por via aérea resultante tem um teor de fibra aglutinante relativamente alto perto da sua parte superior e inferior e um teor de pasta de celulose relativamente alto perto do meio da espessura
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71/85 da manta.
[00176] Em termos de ligar termicamente uma manta meltblown de polipropileno a uma manta via aérea feita de polpa fluff e fibra aglutinante, verificou-se que uma ligação mais forte resultou quando foram usadas fibras aglutinantes contendo polipropileno. O uso de fibras aglutinantes contendo polietileno (por exemplo, o tipo Celbond T-255) produziu ligação térmica mais fraca à manta meltblown de polipropileno. É geralmente sabido que o polietileno e o polipropileno têm compatibilidade limitada no que respeito à ligação térmica entre si.
[00177] A linha piloto MTS está equipada com um forno de ar quente, que pode ser usado para fundir ou parcialmente fundir as fibras aglutinantes na manta via aérea de modo a produzir uma manta autosustentada. Na fabricação da escala-piloto das mantas via aérea usadas nestes Exemplos, as mantas via aérea foram fundidas no forno suficientemente para produzir mantas auto-sustentadas para facilitar a manipulação posterior. Deve-se observar que a fusão no forno não é um elemento necessário do processo de fabricação pretendido. Fabricação de mantas por via úmida [00178] As mantas formadas por via úmida usadas na presente invenção foram produzidas em um formador inclinado de arame úmido em escala piloto pertencente e operado por Ahlstrom USA Inc. em Windsor Locks, Connecticut, EUA. As pastas de celulose usadas foram (a) pasta fluff quimicamente descolada Weyerhaeuser NF405 entregue em forma de rolo ou (b) polpa kraft Weyerhaeuser Grand Prairie entregue em forma de folha. Na preparação da mistura de fibras, uma quantidade pesada de pasta de celulose foi primeiro adicionada a uma quantidade mensurada de água num misturador do tipo Hollander onde foi circulada e levemente escovada para desfibrá-la. No final do ciclo de escovagem, uma quantidade pesada da fibra aglutinante selecionada foi adicionada à suspensão de pasta, e a massa fibrosa circula
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72/85 da (mas não escovada) durante cerca de 10 minutos para misturar e fundir a pasta e as fibras aglutinantes, antes de todo o conteúdo do misturador ser bombeado para um tanque de retenção equipado com um agitador. Nenhum agente de resistência úmida ou outros produtos químicos foram adicionados à mistura fibrosa. A suspensão fibrosa foi bombeada para a caixa de entrada do formador úmido junto com uma quantidade adequada de água diluída para produzir uma folha de gramatura desejada. A folha úmida formada assim foi secada em secadores rotativos pode e enroladas. A folha formada da pasta fluff era consideravelmente mais fraca do que a formada a partir da pasta kraft, mas tinha uma boa formação e era suficientemente forte para ser manuseada.
Produção de laminados [00179] As três camadas de laminados foram ligadas entre si por meio de ponto de ligação térmico usando uma calandra de gofragem de escala piloto, com um rolo de aço gravado e um rolo de bigorna de aço plano. O padrão de ponto de ligação gravado usado é mostrado na figura 10. O padrão gravado é composto por uma multiplicidade de pontos de ligação aproximadamente redondos, a maioria tendo cerca de 1,25 mm de diâmetro, o restante sendo de cerca de 1 mm de diâmetro. A profundidade do padrão gravado no rolo é de cerca de 1,25 mm e a área de ligação é de cerca de 8,5%.
[00180] Ambos os rolos de calandra foram aquecidos. Antes da ligação de uma série de amostras, a temperatura de superfície de ambos os rolos foi medida usando um medidor digital de temperatura (modelo HH802U de Omega Engineering, Stamford, CT), equipado com uma sonda termopar de contacto de superfície (modelo 98226 de Omega Engineering).
[00181] Antes da ligação térmica, um sanduíche longo de 3 a 4 metros foi coletado manualmente ao se estender sobre uma mesa lon
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73/85 ga o comprimento de cada uma das mantas precursoras de tal forma que a manta formada via érea ficava no meio e uma manta solidificada por rotação ficava em cada lado da manta formada via aérea. As mantas precursoras foram usadas na largura em que foram feitas, ou seja, cerca 60 cm. Depois de ajustar a temperatura, a pressão do aperto e a velocidade rotacional dos rolos de gofragem para os valores desejados, o sanduíche agrupado foi passado através do aperto da calandra de gofragem a uma velocidade linear constante de cerca de 20 metros/minuto.
[00182] Durante este processo de gofragem a quente em escala piloto os materiais da manta foram irrestritos em ambos MD e CD. Uma pequena quantidade de encolhimento dimensional ocorreu durante a gofragem térmica, tipicamente cerca de 3% em MD e cerca de 2% em CD, o que resultou no laminado final tendo uma gramatura mais elevada do que o valor alvo nominal. Espera-se que num processo industrial com restrição de manta adequada este encolhimento térmico seja reduzido.
Exemplos 1-3 [00183] Os exemplos de 1 a 3 ilustram a fabricação e as propriedades de laminados de 3 camadas com um alto teor de pasta de celulose, junto com outras propriedades desejáveis. A composição e as propriedades destes Exemplos são resumidas na Tabela E.
[00184] Nos Exemplos 1 - 2, as duas camadas externas foram tomadas a partir de um rolo de manta meltblown de polipropileno de alta resistência de gramatura de cerca 5 gsm, preparadas como descrito acima a partir da resina de polipropileno Basell Profax classe PH835. No Exemplo 3, as duas camadas externas foram tomadas a partir de um rolo de manta meltblown de polipropileno de alta resistência de gramatura de cerca de 8 gsm, preparada como descrito acima a partir de resina de polipropileno Basell Profax classe PH835. Os filamentos
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74/85 meltblown foram tratados topicamente na forma descrita acima com uma solução aquosa de surfactante Cytec Aerosol GPG. A concentração da solução foi ajustada para dar uma adição de surfactante de cerca de 1% em peso.
[00185] A camada intermediária do laminado era uma manta formada por via aérea de gramatura de cerca de 45 gsm e é composta por uma mistura de pasta fluff desfibrada e fibras aglutinantes sintéticas. A percentagem e o tipo de fibra aglutinante usada em cada Exemplo são mostrados na Tabela E. No Exemplo 2, uma mistura de dois tipos de fibra aglutinantes foi usada. Nos Exemplos de 1 a 3, e todos os exemplos seguintes, empregando uma camada intermediária formada por via aérea, a manta formada por via aérea tinha uma estrutura de gradiente em que as superfícies superior e inferior da manta tinham uma percentagem proporcionalmente mais elevada de fibras aglutinantes em relação ao centro da manta. E, inversamente, o centro da manta formada por via aérea tinha uma percentagem proporcionalmente mais elevada de pasta de celulose fluff em comparação com as superfícies superior e inferior da manta. Os Exemplos 1 e 3 continham cerca de 65% ou mais de pasta de celulose.
TABELA E
Μ A N TA MELTBLOWN DE ALTA RESISTÊNCIA/FORMADA POR VIA AÉREA/MELTBLOWN DE ALTA R ESISTÊNCIA
Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3
Construção nominaç (gsm) 5/45/5 5/45/5 8/45/8
Teor de fibra aglutinante de manta via aérea, %, tipo 20% PP:PET bicomponente 15% pp _ 15% PE:PET bicomp. 10% PE:PET bicomponente
Teor de pasta de cellulose nominal, % 65,5 57,3 66,4
Gramatura, (gsm) 59,5 55,1 63,8
Resistência à tração seca, MD (N/m) 357 293 463
Resistência atração úmida, MD (N/m) 300 248 426
Resistência à tração úmida, CD (N/m) 165 126 212
Média geométrica da R.T. úmida (N/m) 222 177 301
Tenacidade úmida, MD (J) 0,132 0,127 0,251
Tenacidade úmida, CD (J) 0,080 0,081 0,213
Resistência à ruptura Elmendorf úmida, MD (qjN) 1.120 1.160 1.240
Espessura seca (microns^ 641 693 725
Volume seco (cc/g) 10,8 12,6 11,4
Espessura úmida (microns) 501 439 516
Volume úmido (cc/g) 8,4 8,0 8,1
Capacidade de absorção (%) 1.007 1.140 1.035
Handle-o-Meter, Seco, MD (g.f) 67 66 74
Handle-o-Meter, Seco, CD (g.f) 55 54 62
Resistência à abrasão Martindale seca (polidas) 70 69 87
Resistência à abrasão Martindale úmida (polidas) 51 49 42
Fiapos úmidos, método gravimétrico (pp.mJ 35 13 18
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75/85 [00186] O agrupamento em escala piloto e o processo de laminação acima descrito foram seguidos. Aproximadamente 4 metros de cada material de manta foram agrupados anualmente sobre uma superfície plana para dar a estrutura laminada necessária, isto é, {meltblown manta via aérea 45gsm - meltblown}. A temperatura da superfície do rolo de calandragem gravado foi ajustada para cerca de 113-115°C e a temperatura da superfície do rolo de calandragem bigorna foi ajustado para cerca de 108-110°C (ambos os rolos foram verificado e medidos pelo termopar de contacto de superfície). Pressão do aperto foi de cerca de 450 libras/polegada linear (79 N/mm), e a velocidade de linha foi de cerca de 20 metros/minuto. O sanduíche agrupado foi alimentado através do aperto da calandra de gofragem e coletado no outro lado. [00187] Os laminados resultantes eram macios e drapeáveis, especialmente no estado úmido, e tinham uma mão agradável. A clareza do padrão de gofragem era boa e era semelhante ao mostrado na figura 10. As propriedades de teste dos três Exemplos são mostradas na Tabela E. Os compostos laminados rapidamente absorveram água e a capacidade de absorção foi superior a 1000% para todos os três Exemplos. Os valores de teste Handle-O-Meter para os Exemplos de 1 a 3 são amplamente comparáveis com os valores de teste para outros produtos de limpeza comerciais, como mostrado na Tabela I. Os laminados inventivos eram volumosos em tanto o estado úmido quanto o seco, e tinham uma resistência à abrasão úmida e seca muito boa. A resistência à tração e a resistência à ruptura foram suficientes para permitir o uso dos laminados inventos como lenços de superfície dura ou lenços de higiene pessoal. A quantidade de fiapos úmidos medida para estes materiais laminados é baixa, provavelmente devido ao tamanho do poro relativamente pequeno das camadas externas meltblown reduzindo a perda de fibras de pasta através das faces do laminado.
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Exemplos 4 e 5 [00188] Os Exemplos 4 e 5 ilustram a fabricação e as propriedades de laminados de 3 camadas feitos usando uma camada intermediária produzida por via úmida. A composição e as propriedades destes Exemplos, junto com o Exemplo 1 como uma comparação, são mostradas na Tabela F. Os exemplos 4 e 5 continham cerca de 65% ou mais de pasta de celulose.
TABELA F
MANTA MELTBLOWN DE ALTA RESISTÊNCIA/FORMADA VIA AÉREA OU ÚMIDA/MELTBLOWN DE ALTA RESISTÊNCIA
Construção Nominal (osm) Método de formação da pasta da camada intermediária, twda pasta Teor da fibra aglutinante da manta via aérea, %, tipo Teor da pasta de cellulose nominal, % Ex. 1 5/45/5 Pasta fluff, via aérea 20% PElPET bicomponente 65,5 Ex. 4 5/45/5 Pasta fluff, via úmida 20% PElPET bicomponente 65,5 Ex. 5 5/45/5 Pasta loft via úmida 10% PP monocomponente 73,6
Gramatura, (gsm) 59,5 55,4 53,4
Resistência à tração seca, MD (N/m) 357 565 1235
Resistência à tração úmida, MD (N/m) 300 232 183
Resistência à tração úmida, CD (N/m) 165 126 97
Média geométrica da R.T. úmida (N/m) 222 171 133
Tenacidade úmida. MD (J) 0,132 0,064 0,09S
Tenacidade úmida, CD (J) 0,080 0,060 0,116
Resistência à ruptura Elmendorf úmida, MD (ujW.) 1.120 1.120 600
Espessura seca (microns] 641 431 350
Volume seco (cc/g) 10,8 7,8 6,6
Espessura úmida (microns) 501 366 355
Volume úmido (cc/g) 8,4 6,6 6,6
Resistência ao arrebentamento Mullen., úmida (JsRaJ 69 55
Capacidade de absorção (%) 1.007 428 461
Handle-o-Meter, Seco, MD (g,f) 67 >100 >100
Handle-o-Meter, Seco, CD (g.f) 55 71 72
Resistência à abrasào Martindale seca (polidas) 70 106 59
Resistência à abrasào Martindale únjjdaXpolidas) 51 26 37
Fiapos úmidos, método gravimétrico (cucei) 35 15 21
[00189] O agrupamento em escala piloto e o processo de laminação descritos posteriormente foram seguidos.
[00190] A camada intermediária do Exemplo 4 era uma mistura úmida formada de pasta fluff Weyerhaeuser NF405 (80% em peso) e 20% em peso de fibra aglutinante Celbond PE: PET de 6 mm. A camada intermediária do Exemplo 5 era uma mistura úmida formada de pasta Weyerhaeuser Grand Prairie (90% em peso) e 10% em peso de fibra de polipropileno HERCULON T153 de 6 mm.
[00191] Os Exemplos 4 e 5 eram macios e drapeable, especialmente no estado úmido, mas não tão macios como os dos Exemplos feitos com uma camada intermediária por via aérea, tais como os Exemplos
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77/85 de 1 a 3. Isto é demonstrado nos valores Handle-O-Meter para os Exemplos 4 e 5 que são mais elevados do que para o Exemplo 1 - os valores MD excederam a capacidade do instrumento. Eles eram volumosos, mas não tão volumosos como os Exemplos de 1 a 3. Eles tinham boa resistência à abrasão quando usados como um lenço, sobre a pele ou sobre superfícies duras. O Exemplo 5 (camada intermediária de pasta kraft) tinha resistência à tração seca muito elevada, mas esta foi muito reduzida no estado úmido. De fato, ambos os Exemplos com uma camada intermediária formada via úmida tinham menor resistência úmida, em comparação com o Exemplo 1 (camada intermediária de pasta fluff formada via aérea). A resistência à ruptura e resistência à delaminação foram adequadas para o uso como lenços de superfície dura ou lenços de higiene pessoal. A quantidade de fiapo úmido medida para os materiais laminados feitos com camadas intermediária via úmida é menor do que os laminados equivalentes feitos com uma camada intermediária via aérea. A capacidade de absorção do Exemplo 1 (camada intermediária de pasta fluff formada via aérea) é mais do dobro do que dos Exemplos 4 e 5 feitos com camadas intermediárias via úmida.
[00192] Portanto, para um design dado do produto, substituindo uma camada intermediária via úmida por uma camada intermediária via aérea produz um laminado menos macio, menos volumoso, com menor capacidade de absorção.
Exemplos 6 e 7 [00193] Os Exemplos 6 e 7 ilustram o aprimoramento nas propriedades do laminado provocados pelo uso de camadas externas meltblown de polipropileno de alta resistência, em comparação com o uso de uma manta meltblown de polipropileno convencional de peso semelhante. A composição e as propriedades destes exemplos estão resumidas na Tabela G.
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TABELAG
MELTBLOWN/VIA AÉREA/MELTBLOWN
Ex, 6 Ex. 7
Construção nominal (gsm) 5/45/5 5/45/5
Tipo de manta meltblown Alta resistência convencional
Teor de fribra aglutinante de manta via aérea, %, tipo 20% PPiPET bicorn ponente 20% ΡΡιΡΕΤ bicomponente
Teor de pasta de cellulose nominal. % 65.5 65.5
Gramatura, (gsm) 56,6 59,7
Resistência â tração seca.. MD (N/m) 402 103
Resistência atração úmida, MD (N/m) 363 93
Resistência atração úmida, CD (N/m) 228 91
Média geométrica da R.T. úmida (N/m) 288 92
Tenacidade úmida, MD (J) 0,184 0,024
Tenacidade úmida, CD (3) 0,100 0,030
Resistência ã ruptura Elmendorf úmida, MD (rxiNj 1,400 96C
Espessura seca (microns) 620 666
Volume seco (cc/g) 10,9 11,2
Espessura úmida (microns) 472 454
Vol li me úmido (cc/g) 8,3 7,6
Resistência ao arrebentamento Mullen, úmida (kPa) 75 51
Capacidade de absorção (%) 996 952
Handle-o-Meter, Seca, MD (g.f) 55 54
Handle-o-Meter, Seca, CD (g.f) 45 40
Resistência ã abrasão Martindale seca (polidas) 61 60
Resistência ã abrasão Martindale úmida (polidas] 43 48
Fiapos úmidos, método gravimétrico (pptxi) 28 38
[00194] Em ambos os exemplos, as camadas externas foram feitas de aproximadamente 5gsm de polipropileno meltblown - manta meltblown de alta resistência, no caso do Exemplo 6, manta meltblown convencional, no caso do Exemplo 7. A camada intermediária formada via aérea foi a mesma em ambos os exemplos. O Exemplo 7 foi difícil agrupar e laminar devido à força muito baixo da manta meltblown convencional. Por contraste, o Exemplo 6 foi fácil de agrupar e laminar.
[00195] A Tabela G detalha a menor resistência do laminado, Exemplo 7, feito com manta meltblown convencional - resistência à tração úmida e seca, tenacidade úmida, resistência à ruptura úmida e resistência ao arrebentamento úmida são todos substancialmente inferiores. A média geométrica da resistência à tração úmida do Exemplo 6 é mais do que três vezes maior que a do Exemplo 7. A espessura, o volume, a capacidade de absorção, a resistência à abrasão, e a flexibi
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79/85 lidade Handle-o-Meter são muito semelhantes para os dois Exemplos. Exemplos 8-10 [00196] Os Exemplos de 8 a 10 ilustram a versatilidade do design do produto inventivo, incluindo construções de produtos assimétricos (Exemplos 8 e 9). laminados de 3 camadas foram feitos usando uma ou duas camadas de polipropileno spunbond, e com camadas intermediárias formadas por via aérea ou úmida, a última usando pasta fluff ou pasta kraft. A composição e as propriedades destes exemplos estão resumidas na Tabela H.
[00197] O não tecido spunbond de polipropileno usado nestes Exemplos foi uma classe comercialmente fornecida por First Quality Nonwovens, de Great Neck, Nova Iorque, EUA. O diâmetro médio do filamento desta manta spunbond foi encontrado sendo 16,8 mícrons, em oposição de cerca de 3,5 microns para a manta meltblown de polipropileno de alta resistência. O tamanho médio dos poros da manta spunbond foi encontrado sendo 51,5 mícrons, versus cerca de 27 mícrons para a manta meltblown de polipropileno de alta resistência.
[00198] No Exemplo 8, a camada intermediária era uma manta por via aérea 35gsm de pasta fluff e compreendendo cerca de 20% de fibra aglutinante bicomponente PE: PET. No Exemplo 9, a camada intermediária era uma manta úmida formada de 35gsm compreendendo pasta fluff Weyerhaeuser NF405 e cerca de 20% de fibra aglutinante bicomponente PE: PP recestimento:núcleo. No Exemplo 10, a camada intermediária era uma manta úmida formada de 35gsm compreendendo polpa kraft Grand Prairie e cerca de 10% de fibra de polipropileno Herculon T153. Devido ao uso de uma ou duas camadas de 13gsm de não tecido spunbond nestes Exemplos, o teor de pasta de celulose destes laminados foi menor do que nos Exemplos anteriores, mas ainda superior a 50%.
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TABELA Η
MELTS PUN/MANTA FORMADA POR VIA AÉREA OU ÚMIDA/MELTSPUN
Ex. 8 Ex. 9 Ex. 10
Construção nominal (aau) 5/35/13 5/35/13 13/35/13
Materiais da camada externa (gstq) alta resistência PP meltblown (5)/PP spunbond (13) alta resistência PP meltblown (5)/FP spunbond(13) PP spunbond (13]/ PP spunbond (13)
Método de formação da pasta da camada intermediária, Pasta fluff, via aérea Pasta fluff, via úmida Pasta kraft, via úmida
ÜHflde pasta Teor da fibra aglutinante da manta via aérea, %, tipo 20% PE:PET bicomponente 20% PE:PP bicomponente 10% PP monocomponente
Teor da pasta de cellulose nominal, % 52,8 52,8 51,5
Gramatura, (gsm) 55,3 51,8 62,7
Resistência à tração seca, MD (N/m) 532 592 1093
Resistência atração úmida, MD (N/m) 552 499 933
Resistência à tração úmida, CD (N/m) 247 223 442
Média geométrica da R.T. úmida (N/m) 369 334 642
Tenacidade úmida, MD (J) 0,400 0,258 0,514
Tenacidade úmida, CD (J) 0,216 0,186 0,316
Resistência à ruptura Elmendorf úmida, MD GW) 2.640 1.840 2.320
Espessura seca (microns] 663 422 464
Volume seco (cc/g) 12,0 8,1 7,4
Espessura úmida (microns) 434 364 406
Volume úmido (cc/g) 7,9 7,0 6,5
Resistência ao arrebentamento Mullen, Dr/ (KE&) 91 97 108
Capacidade de absorção (%) 1.159 544 346
HandIe-o-Meter, Seco, MD (g.f) 66 >94 >100
Handle-o-Meter, Seco, CD (g.f) 48 43 >100
Resistência à abrasão Martindale seca (polidas) >150 >150 >150
Resistência à abrasão Martindale úmida (polidas) 23 >150 >150
Fiapos úmidos, método gravimétrico (pptn) 52 31 79
[00199] O uso de uma ou duas camadas externas spunbond, junto com o uso de camadas intermediárias úmidas, resultou em laminados que eram razoavelmente macios e flexíveis, especialmente no estado úmido, mas geralmente menos macio e flexível do que os exemplos descritos anteriormente. Os valores de teste Handle-O-Meter MD para os Exemplos 9 e 10 foram ambos muito elevados. Os valores de teste Handle-O-Meter MD e CD para o Exemplo 10, com duas camadas externas de spunbond, foram ambos> 100 gf (isto é, excedeu a capacidade total da escala do instrumento). O Exemplo 8 com uma camada intermediária via aérea e apenas uma camada externa spunbond foi mais flexível, como indicado pelos valores inferiores Handle-O-Meter.
[00200] Como esperado, o uso de uma ou duas camadas de não tecido spunbond aumenta as propriedades de resistência acentuadamente destes Exemplos. O volume seco do laminado é influenciado
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81/85 pela escolha da camada intermediária - Exemplo 8 com uma camada intermediária via aérea tem o maior volume. O uso de camadas externas spunbond aumenta muito a resistência à abrasão - no Exemplo 9, a face spunbond do laminado foi testada tanto úmido quanto seco, enquanto que no Exemplo 8 foi a face meltblown de alta resistência que foi testada úmida. A capacidade de absorção é mais elevada quando a pasta fluff descolada é usada na camada intermediária, em vez da pasta kraft, e maior capacidade de absorção foi obtida quando a camada intermediária continha a pasta fluff via aérea. Quando spunbond é usado como uma ou ambas as camadas externas do laminado, a quantidade de fiapo liberado na água (método gravimétrico) é mais elevada, particularmente o Exemplo 10 com duas camadas externas spunbond, em comparação com os Exemplos 1 a 3 feitos com duas camadas externas meltblown. Não tecidos spunbond geralmente têm uma estrutura de poros mais aberta, em comparação com não tecidos meltblown de gramatura semelhante. Por conseguinte, a quantidade mais elevada de fiapo liberada pelos Exemplos 8-10 é provavelmente devido ao maior tamanho do poro de camadas externas de não tecido spunbond do laminado.
Comparação com os materiais da concorrência [00201] Na Tabela I as propriedades do teste dos Exemplos 1, 3 e 6 são comparadas com os lenços umedecidos comercialmente comprados em loja cujo substrato é feito por quatro diferentes tecnologias via aérea (ligado por resina), multi-ligação via aérea (MBAL), coformação e entrelaçamento (manta cardada por hidro- entrelaçamento).
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TABELA I
COMPARAÇÃO COM MATERIAIS DE LIMPEZA CONCORRENTES
Descrição da amostre CVS* Baby wipes Members Mark* Moist Pop-ups Huggies* Natural Care Walmart Equate* Popups Ex. 1 Ex. 6 Ex.3
Tecnologia não tecido do substrato Via aérea Via aérea multi-ligaçào Co-formaçào Spunlace 5/45/5 laminado 5/45/5 laminado S/45/8 laminado
Estrutura do laminado? Não Nào Nào Nào Sim Sim Sim
Teor de pasta de celulose, % >95 65 75 0 65 65 66
Gramatura, (gsm) 43,5 64,8 66,0 50,8 59,5 56,6 63,8
Resistência à tração seca, MD (N/m) 631 342 243 1353 357 402 463
Resistência à tração úmida, MD (N/m) 210 208 264 1668 300 363 426
Resistência à tração úmida, CD (N/m) 180 130 84 435 165 228 212
Média geométrica da R.T. úmida (N/m) 194 164 149 852 222 288 301
Tenacidade úmida, MD (J) 0,082 0,085 0,117 1.070 0,132 0,184 0,251
Tenacidade úmida, CD (J) 0,072 0,085 0,115 0,705 0,080 0,100 0,213
Resistência à ruptura Elmendorf úmida. MD (ojM) 600 1.160 840 5,880 1,120 1,400 1,240
Espessura seca (microns] 273 492 550 426 641 620 725
Volume seco (cc/g) 6,3 7,6 8,3 8,4 10,8 10,9 11,4
Espessura úmida (microns) 256 421 488 411 501 472 516
Volume úmido (cc/g) 5,9 6,5 7,4 8,1 8,4 8,3 8,1
Capacidade de absorção (%) 351 640 875 708 1.007 996 1.035
Handle-o-Meter, Seco, MD (g.f) 27 50 35 23 67 55 74
Handle-o-Meter, Seco, CD (g.f) 19 38 18 4 56 45 62
Resistência à abrasão Martindale seca (polidas) 17 32 9 93 70 61 87
Resistência â abrasão Martindale úmida (polidas] 11 5 5 52 51 43 42
Fiapos úmidos, método gravimétrico (ppeo) 13 64 197 35 35 28 18
[00202] É reconhecido que os lenços adquiridos em loja já foram convertidos de produtos em rolo para lenços embalados, e que o processo de conversão pode afetar algumas propriedades, tais como espessura. Em nossa experiência, a espessura seca é mais impactada pelo processo de conversão que a espessura úmida. Tipicamente a espessura seca pode ser reduzida em 20 - 25% devido à compactação da folha em algumas etapas do processo de conversão, ao passo que a espessura úmida pode ser reduzida por uma menor percentagem. No entanto, outras propriedades, tais como força e resistência à abrasão devem ser em grande parte afetadas pelo processo de conversão. As propriedades secas dos lenços comerciais foram medidas depois de permitir que as folhas individuais sejam secadas ao ar, após o qual foram colocadas numa sala condicionada. As propriedades úmidas foram medidas nos lenços úmidos como recebidos.
[00203] O teor de pasta de celulose dos substratos de lenços comerciais foi determinado usando o procedimento de dissolução de ácido sulfúrico descrito anteriormente. Todos os substratos de limpeza, com a exceção da amostra entrelaçada, contêm uma elevada percentagem de pasta de celulose. Pelo exame microscópico, o substrato entrelaçado não contém celulose.
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83/85 [00204] Ao comparar a resistência à tração e a tenacidade úmida MD e CD, os Exemplos 1, 3 e 6 são similares ou melhores do que as amostras formadas via aérea, via aérea de multi-ligação e coformadas. A resistência à ruptura Elmendorf MD úmida é comparável para o substrato via aérea de multi-ligação e os Exemplos 1, 3 e 6; os substratos co-formados e particularmente formados via aérea têm menor resistência à ruptura. Como esperado, a amostra entrelaçada tem alta resistência à tração e à ruptura, devido à sua natureza (fibras de comprimento cortado hidro-entrelaçadas) - comprovadamente é mais forte do que o necessário para funcionar como um substrato de limpeza.
[00205] A espessura e o volume úmido e seco dos Exemplos 1, 3 e 6 são similares ou melhores do que os lenços comerciais formados por via aérea de multi-ligação, co-formados e particularmente formados por via aérea, mesmo tendo em conta o impacto do processo de conversão.
[00206] Como esperado devido à sua construção, o substrato entrelaçado tem a melhor resistência à abrasão Martindale úmida e seca. Dos substratos contendo pasta de celulose, os Exemplos 1, 3 e 6 têm a maior resistência à abrasão Martindale úmida e seca, apenas um pouco abaixo dos resultados de ensaio para o substrato entrelaçado, e são substancialmente melhores do que as amostras formadas por via aérea, via aérea de multi-ligação e co-formadas.
[00207] A flexibilidade dos laminados inventivos depende, em certa medida, nos materiais de construção e do padrão de gofragem escolhido. O Exemplo 3 com camadas externas solidificadas por rotação de 8 gsm é menos flexível (maior leitura Handle-O-Meter) do que os Exemplos 1 e 6 com camadas externas solidificadas por rotação de 5gsm. Um padrão de gofragem alternado com, por exemplo, uma área inferior ligação vai provavelmente produzir um laminado mais flexível.
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Em geral, os valores Handle-O-Meter para os laminados inventivas são amplamente semelhantes aos de outros substratos com alto teor de pasta de celulose listados na Tabela I.
[00208] Os laminados inventivos, Exemplos 1, 3 e 6, têm a maior capacidade de absorção medida, e quase o menor nível de fiapo úmido, a exceção sendo a amostra formada via úmida ligada ao látex.
[00209] A propensão de soltar fiapos dos substratos contendo pasta de celulose foi investigada usando o método de teste IEST IEST-RPCC004.3, secção 6.1.3, que mede o número de partículas liberadas em água. O método de ensaio também categoriza as partículas liberadas por tamanho (em mícrons), por exemplo, na gama de 0,5 a 1 mícron, de 1 a 2 mícrons, etc. A Tabela J resume os resultados das medições feitas usando o protocolo IEST. O substrato formado por via aérea ligado ao látex liberou o menor número de partículas na água. Inversamente, o substrato co-formado liberou o maior número de partículas na água e foi particularmente notável para liberar um número de partículas nas categorias de maior tamanho de partículas. Por comparação, o substrato formado por via aérea multi-ligação e os Exemplos 1 e 3 apresentam resultados intermédios, com pelo menos 90% das partículas liberadas sendo de 2 mícrons ou menor, um tamanho de partícula praticamente invisível a olho humano. Como esperado, o Exemplo 3 com duas camadas externas meltblown de 8 gsm libera menos partículas do que faz o Exemplo 1, que tem duas camadas externas meltblown de 5 gsm.
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TABELA J
RESULTADOS DO TESTE DE FIAPO ÚMIDO PELO MÉTODO DE CONTAGEM DE PARTÍCULAS
Descrição da amostra CVS s Baby Wipes Members Mark 3 Moist Pop-ups Huggies 3 Natural Care Ex. 1 Ex.3
Tecnologia do substrato não tecido Via aérea Via aérea multi-ligaçào Co-formado 5/45/5 laminado 8/45/8 laminado
Teor da pasta de celulose, % >95 55 75 65 66
Número de partículas 0,5 - lu (partículas xlOs) 304 1570 438C 1810 129C
Número de partículas 1 - 2u (partículas xl0s) 55 497 142C 305 128
Número de partículas 2 - 5u (partículas xl0s) 12 151 480 71 22
Número de partículas 5 - lOu (partículas xlO5) 2 28 120 13 4
Número de partículas > lOu (partículas xl0s) 1 15 109 8 2
Número de partículasTotal (partículas xlO s) 374 2272 6509 2207 1446
[00210] Os versados na técnica compreenderão que um novo design do produto necessita geralmente de passar por uma ou mais etapas ou processos de otimização para atingir um equilíbrio satisfatório de propriedades para aplicação pretendida do produto. Deve ser reconhecido que as propriedades dos Exemplos anteriores não têm sido totalmente otimizadas.
[00211] Em resumo, os laminados inventivos exibem uma combinação única de características valiosas úteis em aplicações tais como lenços ou artigos absorventes. Nomeadamente, (a) um alto teor de pasta de celulose (> 50%), e (b) alta espessura e volume úmido e seco, e (c) alta capacidade de absorção, e (d) alta resistência à abrasão Martindale úmida e seca, e (e) baixa propensão de soltar fiapos, junto com boa suavidade e dobra, e resistência à tração e à ruptura adequadas para a finalidade de um lenço umedecido ou seco. Nenhum dos substratos concorrentes oferece as mesmas características úteis e valiosas e suas combinações com valores de teste similares ou melhores como várias modalidades da invenção.

Claims (27)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para fabricar tecidos não-tecidos em camadas (1), compreendendo:
    - pelo menos uma primeira camada de não-tecido (3),
    - em ambos os lados da referida primeira camada (3), uma segunda (2) e uma terceira (4) camada de tecido não-tecido, as quais a segunda (2) e terceira (4) camadas de não-tecido compreendem, essencialmente, fibras fundidas e sopradas (meltblown) e cada segunda (2) e terceira camadas de não-tecido (4) apresentam uma gramatura de 12 g/m2ou menos e,
    - o tecido não-tecido composto de pelo menos 50% em peso de celulose natural,
    - a primeira camada (3) é formada por um processo de formação de ar, caracterizado pelo fato de que
    - a primeira camada (3) compreende fibras naturais de celulose e fibras termoplásticas,
    - a primeira camada é preparada utilizando corte curtos de fibras bicomponentes,
    - a segunda (2) e a terceira (4) camada de tecido não-tecido são formadas separada e individualmente para ser uma manta autosustentável com uma média geométrica da resistência à tração úmida/razão da gramatura de pelo menos 7N/m por g/m2, e
    - as três mantas (2, 3, 4) são unidas com pelo menos um método do seguinte grupo:
    - ligação ultra-sônica ou ligação térmica ou ligação adesiva.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ambas segunda (2) e terceira (4) camadas de nãotecido apresentam uma gramatura de 12 g/m2 ou menos, de preferência, 10 g/m2ou menos, e, vantajosamente, de 6 g/m2ou menos.
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  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o teor de fibra de celulose do tecido não-tecido é de pelo menos 65%.
  4. 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da segunda (2) ou da terceira (4) camada de não-tecido e, preferivelmente, ambas segunda (2) e terceira (4) camadas de não-tecido são fabricadas por um processo meltblown de alta resistência.
  5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as três camadas de não-tecido (2, 3, 4) são produzidas separadamente de tal forma que a borda entre quaisquer duas camadas adjacentes de não-tecido seja distinta, sendo que as fibras nas superfícies ou perto das superfícies de tais camadas adjacentes não sejam significativamente misturadas.
  6. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a gramatura do tecido não-tecido em camadas seja inferior a 200 g/m2, preferivelmente, inferior a 100 g/m2 e, vantajosamente, entre 40 e 65 g/m2.
  7. 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o tecido não-tecido seja produzido compreendendo na primeira camada de não-tecido (3) mais de 75% p/p, preferivelmente, 80% p/p ou mais e, vantajosamente, entre 85% p/p e 90% p/p de fibras de celulose e menos de 25% p/p, preferivelmente, menor ou igual a 20% p/p e, vantajosamente, entre 10 e 15% p/p de material termoplástico.
  8. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que ambas a segunda (2) e a terceira (4) camadas de não-tecido sejam formadas separada e individualmente para serem mantas auto-sustentáveis, após a qual as três mantas são reunidas essencialmente imediatamente antes de uni-las para
    Petição 870190080686, de 20/08/2019, pág. 6/13
    3/6 formar o tecido não-tecido composto (1).
  9. 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o tecido é fabricado compreendendo em cada primeira, segunda e terceira camada o mesmo material solidificado por rotação, cujo material é vantajosamente um material sustentável e renovável, derivado de materiais de planta, tais como, por exemplo, poli (3-hidroxibutirato) (PHB) ou poli(ácido láctico) (PLA).
  10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (3) é formada por um método de co-formação.
  11. 11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a primeira camada de nãotecido (3) é modelada antes que as três mantas (3,2,4) sejam unidas.
  12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a primeira (3), a segunda (2) e a terceira camada de não-tecido (4) são unidas termicamente, ultra-sonicamente ou por colagem para formar um tecido não-tecido em camadas (1) e que a borda entre quaisquer duas camadas adjacentes de não-tecido seja distinta, sendo que as fibras nas superfícies ou perto das superfícies de tais camadas adjacentes não sejam significativamente misturadas.
  13. 13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (3) é formada como uma monocamada essencialmente homogênea.
  14. 14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (3) é formada como uma estrutura estratificada ou em camadas, sendo que o material termoplástico, por exemplo, as fibras, são concentradas perto das superfícies superiores e inferiores da primeira camada de nãotecido (3).
    Petição 870190080686, de 20/08/2019, pág. 7/13
    4/6
  15. 15. Tecido não-tecido em camadas, compreendendo:
    - pelo menos uma primeira camada de não-tecido (3),
    - em ambos os lados da referida primeira camada (3), uma segunda (2) e uma terceira (4) camada de não-tecido, as quais a segunda (2) e terceira (4) camada de não-tecido compreendem, essencialmente, fibras fundidas e sopradas (meltblown) e cada segunda (2) e terceira camada de não-tecido (4) apresentam uma gramatura de 12 g/m2ou menos, e
    - o tecido não-tecido composto de pelo menos 50% em peso de celulose, caracterizado pelo fato de que
    - a primeira camada (3) é formada pelo processo de formação de ar,
    - a primeira camada (3) compreende fibras naturais de celulose e fibras termoplásticas bicomponentes de corte curto,
    - a segunda (2) e a terceira (4) camada de tecido não-tecido são formadas separada e individualmente para ser uma manta autosustentável com uma média geométrica da resistência à tração úmida/razão da gramatura de pelo menos 7N/m por g/m2, e
    - as três mantas (2, 3, 4) são unidas com pelo menos um método do seguinte grupo:
    - ligação ultra-sônica ou ligação térmica ou ligação adesiva.
  16. 16. Tecido, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que ambas a segunda (2) e a terceira (4) camadas de não-tecido apresentam uma gramatura de 12 g/m2 ou menos, de preferência, 10 g/m2ou menos e, vantajosamente, de 6 g/m2ou menos.
  17. 17. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que ambas a segunda (2) e a terceira (4) camadas de não-tecido são fabricadas com um processo meltblown de alta resistência.
    Petição 870190080686, de 20/08/2019, pág. 8/13
    5/6
  18. 18. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que a primeira (3), a segunda (2) e a terceira (4) camada de não-tecido são unidas termicamente, ultra-sonicamente ou coladas para formar um tecido não-tecido em camadas (1), sendo que a borda entre quaisquer duas camadas adjacentes de não-tecido é distinta, sendo que as fibras nas superfícies ou perto das superfícies de tais camadas adjacentes não são significativamente misturadas.
  19. 19. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a gramatura do tecido não-tecido em camadas é inferior a 200 g/m2, de preferência, inferior a 100 g/m2e, vantajosamente, entre 40 e 65 g/m2.
  20. 20. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que a primeira camada de não-tecido (3) compreende mais de 75% p/p, de preferência, 80% p/p ou mais e, vantajosamente, entre 85% p/p e 90 % p/p de fibras de celulose e menos de 25% p/p, de preferência, menor ou igual a 20% p/p e, vantajosamente, entre 10 e 15% p/p de material termoplástico.
  21. 21. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de que cada primeira, segunda e terceira camada compreendem o mesmo material fundido e soprado (meltblown), sendo que o dito material é vantajosamente um material sustentável e renovável, derivado de materiais vegetais, como, por exemplo, poli(3-hidroxibutirato) (PHB) ou poli(ácido láctico) (PLA).
  22. 22. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizado pelo fato de que o tecido não-tecido em camadas apresenta a capacidade de absorção de mais de 900% em peso.
  23. 23. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 22, caracterizado pelo fato de que o tecido não-tecido com
    Petição 870190080686, de 20/08/2019, pág. 9/13
    6/6 preende pelo menos 65% p/p de fibras de celulose, de preferência, entre 70 e 80% p/p de fibras de celulose.
  24. 24. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações
    15 a 23, caracterizado pelo fato de que a gramatura seca do tecido nãotecido composto é entre 40 g/m2 e 65 g/m2 e as camadas externas de não-tecido (2,4) cada uma sendo uma manta de não-tecido de polipropileno de meltblown de alta resistência de cerca de 6 g/m2 ou menos, a primeira camada de não-tecido (3), ou seja, o material de folha da camada intermediária sendo uma manta de não-tecido formada pelo ar compreendendo uma mistura de celulose de fibra longa de descolagem e uma mistura de fibras curtas de polipropileno e revestimento de polietileno curto/fibras bicompostas de núcleo de polipropileno, sendo que a quantidade de celulose de fibra longa de descolagem está entre 70 e 90% p/p na primeira camada de não-tecido (3), sendo que as três camadas são unidas por ponto de ligação térmico ou ultra-sônico, sendo que a borda entre quaisquer duas camadas adjacentes de não-tecido é distinta, e sendo que as fibras nas superfícies ou perto das superfícies de tais camadas adjacentes não são significativamente misturadas.
  25. 25. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 24, caracterizado pelo fato de que a primeira camada de não-tecido (3) é modelada antes que as três mantas (3,2,4) sejam reunidas.
  26. 26. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 25, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (3) é essencialmente uma monocamada homogênea.
  27. 27. Tecido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 26, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (3) é uma estrutura estratificada ou em camadas, sendo que o material termoplástico, por exemplo, as fibras, são concentradas perto das superfícies superiores e inferiores da primeira camada de não-tecido (3).
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