BR112016013788B1

BR112016013788B1 - Processo para fabricar um compósito não tecido elástico extensível

Info

Publication number: BR112016013788B1
Application number: BR112016013788-4A
Authority: BR
Inventors: Shawn E. Jenkns; Joseph K. Baker
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2021-10-13

Abstract

COMPOSTOS ELÁSTICOS HIDROENTRELAÇADOS À BASE DE PELÍCULA, EXTENSÍVEIS, E MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DOS MESMOS. Um composto não tecido elástico extensível inclui camada de laminado extensível, à base de película perfurada, elástica na direção de máquina que foi hidroentrelaçada em todas as suas camadas do laminado com uma camada fibrosa hidrofílica. A camada de laminado extensível, á base de película, com aberturas, elástica inclui uma camada de película elástica intermediária posicionada entre uma ou duas camadas inelásticas, sendo que cada camada inclui fibras hidrofílicas da camada fibrosa hidrofílica.

Description

[01] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido Provisório U.S. n° 61/919.475 depositado em 20 de dezembro de 2013 e incorpora neste documento o conteúdo de tal pedido em sua totalidade, por referência ao mesmo.

CAMPO DA INVENÇÃO

[02] A presente invenção é, de forma geral, direcionada a laminados absorventes e elásticos. Em particular, a presente invenção é direcionada a laminados elásticos com componentes hidroentrelaçados e seu uso em várias aplicações do produto.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[03] Os processos de hidroentrelaçamento tradicionais (também são conhecidos como entrelaçamento hidráulico) são processos nos quais jatos de fluidos são usados para provocar a mistura ou entrelaçamento das fibras em uma única folha, ou a partir de uma primeira folha fibrosa em uma segunda folha fibrosa adjacente. Tais processos permitem a incorporação de fibras naturais ou sintéticas a partir de uma primeira folha em uma segunda trama ou folha fibrosa, de modo a conferir propriedades aprimoradas à folha que, caso contrário, não estariam presentes na segunda folha. Por exemplo, o uso da tecnologia de hidroentrelaçamento pode conferir melhor sensação ou absorvência a uma trama pré-formada, que, caso contrário, não estaria originalmente presente. Tais fibras hidroentrelaçadas podem ser uma ampla variedade de fibras, tais como, por exemplo, fibras descontínuas celulósicas ou sintéticas ou fibras substancialmente contínuas sintéticas, como são conhecidas na técnica. A tecnologia de hidroentrelaçamento é descrita, por exemplo, nas Patentes U.S. N°s 4.144.370 para Boulton, 4.808.467 para Suskind et al., 4.931.355, 4.950.531 e 4.970.104 para Radwanski, cada uma das quais está incorporada por meio deste por referência em sua totalidade.

[04] As fibras naturais ou sintéticas de uma trama, que são entrelaçadas em uma segunda trama, são, frequentemente, não elásticas ou extensíveis, mas podem ser. Entretanto, tais fibras podem ser hidroentrelaçadas em uma trama coform ou em uma malha elástica ou trama ou folha semelhante a rede, para criar ou alterar uma estrutura laminada que pode estar numa forma final de um material de trama semelhante à malha ou rede elástica contendo as fibras hidroentrelaçadas. O volume de tais materiais têm se mostrado um pouco limitado. Exemplos de diversas tramas hidroentrelaçadas são ilustrados nas Patentes U.S. N°s 4.775.579 para Hagy et al, 4.879.170 e 4.939.016 para Radwanski et al., 5.334.446 e 5.431.991 para Quantrille, 5.635.290 para Stopper et al., e 6.177.370 para Skoog et al., cada uma das quais está incorporada por meio deste por referência em sua totalidade.

[05] Nesses laminados elásticos, um substrato elástico é descrito como sendo pré-extensível e outra camada fibrosa de materiais não-elásticos é então hidroentrelaçada ao substrato elástico, em "pontos" ou em locais espaçados. Essa configuração de pré-estiramento é frequentemente necessária para permitir que o substrato elástico pré-estirado se contraia posteriormente após a etapa do hidroentrelaçamento. Se a camada não- elástica estiver hidroentrelaçada à camada elástica pré-estirada ao longo de toda sua superfície, que hidroentrelaçamento muitas vezes "trava" a camada elástica estirada em seu estado estirado, tornando-a, desse modo, incapaz de demonstrar duas capacidades elásticas completas. Da mesma forma, se uma camada inelástica de fibras for hidroentrelaçada a uma camada elástica não-estirada ao longo de uma parte, ou de toda a superfície da camada elástica, essa camada elástica não-estirada também seria travada no lugar na parte do hidroentrelaçamento, ou em toda a superfície pela camada misturada inelástica, impedindo, desse modo, que ela demonstrasse suas propriedades elásticas completas, sem rasgo ou ruptura da camada fibrosa misturada inelástica.

[06] Nesses laminados elásticos pré-estirados observados acima, também é difícil realizar o entrelaçamento uniforme suficiente para criar um material elástico relativamente homogêneo. Essas fibras descontínuas naturais ou sintéticas (que são normalmente absorventes, mas inelásticas) que são frequentemente usadas para o entrelaçamento podem se tornar excluídas do compósito elástico devido ao entrelaçamento limitado, e ter uma falta de coordenação de atributos de extensibilidade entre as camadas. A exclusão das fibras pode produzir uma superfície irregular ou frisada do substrato, o que resulta na rejeição das fibras das tramas entrelaçadas. Essa topografia frisada nem sempre é desejável. Há, portanto, a necessidade de uma construção de laminado elástico e absorvente relativamente homogêneo.

[07] Uma grande variedade de laminados elásticos extensíveis grandes, na direção da máquina, com alto volume é conhecida na técnica. Os laminados elásticos extensíveis, na direção da máquina, são tradicionalmente feitos por duas ou mais camadas (referidas como subcamadas) de materiais poliméricos hidrofóbicos, que não oferecem benefícios de absorvência de água. Os laminados elásticos extensíveis na direção da máquina são feitos de, pelo menos, uma camada elástica na direção da máquina, que é uma camada elástica capaz de se alongar e retrair pelo menos ao longo da direção de máquina. A camada elástica na direção da máquina foi ligada a uma ou mais camadas inelásticas (também conhecidas como revestimentos ou camadas de revestimento) em vários pontos, enquanto a camada elástica está em uma direção da máquina, no estado estirado. Os laminados são deixados se retrair, formando pregas na(s) camada(s) de revestimento inelástica(s) entre os pontos de ligação (pregas que atravessam a direção de máquina), e proporcionam subsequente elasticidade ao laminado na direção da máquina. Os laminados podem ser estendidos (e se retrair) na direção da máquina na extensão das dimensões da prega aberta. Esses laminados elásticos são usados em uma grande variedade de aplicações do produto, e têm a capacidade de serem estirados repetitivamente, e uma vez que a força de estiramento é removida, o material pode se retrair e se recuperar. Esses laminados extensíveis são distinguíveis dos laminados extensíveis em uma única direção, que são normalmente extensíveis na direção transversal de máquina. Laminados extensíveis em uma única direção são descritos na Patente U.S. N° 5.226.992 para Morman et al.

[08] As camadas de laminado extensível são ligadas por adesivo ou outras técnicas tradicionais de ligação como, por exemplo, através de métodos de ligação térmica, de pressão, ultrassônica ou autógena são conhecidos na técnica. Por exemplo, laminados extensíveis podem ser feitos a partir de uma trama fibrosa elástica (por exemplo, uma camada não tecida elástica meltblown) que é esticada na direção de máquina antes da ligação (ligação através do polímero de trama pegajosa, adesivo ou outro método) a uma ou mais tramas não tecidas inelásticas (como uma camada de revestimento não tecido spunbond), com o material laminado elástico e inelástico deixado retraído na direção de máquina, e formando agrupamentos ondulados volumosos direcionados ao longo da direção transversal de máquina do laminado após a ligação. Como observado, as camadas elásticas e inelásticas são, cada uma, normalmente feitas de polímeros hidrofóbicos e, portanto, não são absorventes para líquidos aquosos. Essas camadas podem, por exemplo, ser formadas por copolímeros em bloco, poliolefinas, poliuretanos, ou combinações destes. Os laminados de trama elástica extensíveis, na direção da máquina, são descritos nas Patentes U.S. N°s 4.720.415 para Vander Wielen et al. e 5.366.793 para Fitts et al., cada uma das quais está incorporada por meio deste por referência em sua totalidade.

[09] Alternativamente, os laminados elásticos extensíveis, na direção da máquina, podem incluir tiras ou filamentos elásticos unidirecionais, geralmente paralelos, como a camada elástica (que são elásticos na direção da máquina), cujos filamentos são colocados ao lado de uma, ou imprensados entre duas ou mais camadas inelásticas. Assim como com os laminados de trama descritos anteriormente, esses materiais elásticos à base de filamentos são estirados ao longo da direção de máquina e, em seguida, ligados durante o estado estirado, a uma ou mais camadas inelásticas. O laminado ligado é, então, deixado se retrair na direção da máquina, e forma pregas na estrutura filamentosa. Esses laminados elásticos à base de filamentos, na direção da máquina, são ilustrados nas Patentes U.S. N°s 5.385.775 para Wright e 6.969.441 para Welch et al., cada uma das quais está incorporada por meio deste, por referência, em sua totalidade. Os laminados extensíveis à base de tiras/filamentos podem ser produzidos em uma plataforma de fabricação “horizontal” (como em Wright) ou “vertical” (como em Welch), como descrito nas referências acima. Um laminado extensível a partir de uma plataforma de fabricação vertical também é descrita na Patente U.S. N° 6.978.486 para Zhou et al., que é incorporada neste documento, por referência, em sua totalidade. Esses laminados extensíveis podem incluir uma camada não-tecida inelástica sobre um ou ambos os lados da camada elástica. Um laminado extensível com um único lado é descrito, por exemplo, na Patente U.S. N° 7.601.657 para Zhou et al., a qual está incorporada neste documento, por referência, em sua totalidade.

[10] Finalmente, os laminados elásticos extensíveis, na direção da máquina, podem ser formados usando uma camada de película elástica estendida na direção da máquina que é ligada em seu estado esticado a uma ou mais camadas inelásticas, e então deixadas se retrair. Essa camada à base de película elástica na direção da máquina pode ser com aberturas ou sem aberturas. Um laminado à base de película elástica com orifícios é descrito na Patente U.S. N° 7.803.244 para Siqueira et al., a qual está incorporada por meio deste, por referência, em sua totalidade.

[11] Embora todos esses laminados extensíveis ofereçam desempenho de material elástico útil, bem como grande volume e sensação de textura agradável, a eles faltam os atributos de absorvência/hidrofilia por toda sua estrutura, como resultado de suas composições poliméricas elásticas e inelásticas. No caso de laminados elásticos à base de película especificamente, o uso de uma película hidrofóbica não perfurada como uma camada elástica em um laminado bloqueia fisicamente o movimento da água de um lado do laminado para o outro, assim, geralmente tornando o uso de um material em um artigo absorvente ou construção de limpeza impraticável. A hidrofobicidade geral de uma película elástica perfurada limita, da mesma forma, o uso desse material em um artigo absorvente ou construção de limpeza. Enquanto é conhecida a laminação de uma construção de camada não tecida anteriormente hidroentrelaçada para uma película perfurada, como na referência 7.803.244 observada anteriormente, essa construção limita os atributos de absorvência no compósito global e limita a flexibilidade desse compósito elástico, especialmente se o adesivo for usado para unir as camadas. Esse uso limitado de camadas hidroentrelaçadas resulta em um material não-uniforme. Além disso, as aberturas em películas elásticas hidrofóbicas têm uma tendência a fechar ou restringir o movimento do fluido através de sua estrutura. Há, portanto, a necessidade de laminados extensíveis de grande volume que possam ser fabricados para serem absorventes de água, sem sacrificar o desempenho elástico. Existe outra necessidade de laminados extensíveis que podem ser fabricados para serem absorventes de água e de óleo.

[12] Dependendo das formulações poliméricas e dos arranjos do componente elástico dos laminados extensíveis descritos anteriormente, adesivos separados ou outras técnicas de ligação podem ser necessárias para aderir os componentes elásticos aos componentes inelásticos. Esses adesivos aumentam os custos de produção dos laminados e também podem afetar a flexibilidade/rigidez dos materiais laminados. Há, portanto, a necessidade de laminados extensíveis de grande volume que não requerem adesivos, ou tanto adesivo, ou outros métodos de ligação caros para a integridade estrutural, e que também poderiam proporcionar funcionalidade de absorvência de água e/ou óleo.

[13] Finalmente, a natureza volumosa e composição química dos materiais laminados elásticos extensíveis descritos anteriormente tem tornado difícil sua ligação com as camadas absorventes adicionais. Se esses laminados estiverem ligados de forma adesiva a outra folha fibrosa absorvente durante um estado relaxado, esses laminados são bloqueados de apresentar sua elasticidade, sem primeiro romper a folha fibrosa absorvente fixada. Há, portanto, a necessidade de laminados extensíveis elásticos que possam ser fabricados para serem absorventes, sem sacrificar o desempenho elástico. Há uma necessidade desses materiais elásticos que demonstrem um alto grau de durabilidade, sem diminuição significativa da extensibilidade elástica e recuperação da camada elástica original ou da camada de laminado extensível.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[14] Um processo para fabricar um compósito não tecido elástico extensível inclui as etapas de a) fornecimento de uma trama elástica na direção da máquina ou camada de laminado não-tecido extensível à base de película perfurada, tendo uma camada de película elástica perfurada e pelo menos uma camada inelástica; b) estiramento da camada laminado extensível na direção de máquina, tal que pelo menos uma camada inelástica esteja numa configuração geralmente achatada, e nenhuma ruptura da camada inelástica ocorra; c) fornecimento de uma camada fibrosa hidrofílica sobre a camada de laminado não-tecido extensível estirada à base de película perfurada, a camada fibrosa incluindo fibras descontínuas, fibras substancialmente contínuas, fibras de celulose ou uma combinações das mesmas; d) hidroentrelaçamento das fibras da camada fibrosa hidrofílica na camada de laminado não-tecido extensível estirada para produzir um compósito não-tecido elástico extensível hidroentrelaçado que seja absorvente de líquidos aquosos e à base de óleo; e) deixar que o compósito não-tecido elástico extensível hidroentrelaçado seque e relaxe, alternativamente, relaxe e seque, alternativamente, ou faça os dois simultaneamente; f) armazenamento do referido compósito não-tecido elástico extensível hidroentrelaçado ou encaminhamento o compósito para um processo posterior de fabricação de produto.

[15] Alternativamente no processo, o laminado extensível elástico à base de película perfurada na direção de máquina inclui uma película em monocamada perfurada elástica. Alternativamente, essa película pode ser uma película em multicamadas elástica perfurada com uma ou mais camadas superficiais sobre uma camada de película de base ou núcleo. Em outra modalidade alternativa do processo, a película elástica inclui aberturas configuradas em múltiplas direções ao longo das dimensões da película. Ainda em outra modalidade alternativa do processo, a película elástica em monocamada ou multicamada perfurada inclui aberturas com uma dimensão maior principalmente ao longo da direção transversal de máquina. Ainda em outra modalidade alternativa, a película elástica em monocamada ou multicamada perfurada inclui aberturas configuradas em zig-zag ou configuração consecutivamente escalonada. Ainda em outra modalidade alternativa do processo, o laminado extensível elástico perfurado à base de película na direção de máquina inclui duas camadas inelásticas, sendo que cada camada inelástica é ligada a um lado separado de uma camada de película perfurada elástica intermediária. Em outra alternativa do processo, a etapa de estiramento é realizada por uma série de rolos que se movem progressivamente mais rápido. Em outra modalidade alternativa do processo, a etapa de estiramento é realizada por um par de rolos em um arranjo de S- wrap em que a razão entre as velocidades do segundo rolo mais distante da fonte da camada de laminado elástica extensível e o primeiro rolo próximo da fonte de laminado é entre cerca de 1,1:1 e 5:1. Em outra modalidade alternativa do processo, a razão entre as velocidades é entre cerca de 1,5:1 e 3:1. Em ainda outra modalidade alternativa, a etapa de estiramento pode ser realizada por um ponto de estreitamento formado por superfícies de transportador de trama foraminosas co-rotativas adjacentes, tais como aquelas formadas pelo ponto de contato entre um fio de formação e um fio de transferência em um processo de fibra obtida por via úmida, em série com rolos ou S-wraps de movimento progressivamente mais rápido.

[16] Ainda em outra modalidade alternativa do processo, a camada fibrosa hidrofílica é de base celulósica. Essa camada fibrosa hidrofílica pode estar presente inicialmente em um peso na faixa de cerca de 2 e 200 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa do processo, a pressão do fluido utilizada na etapa de hidroentrelaçamento fica entre 1,4 e 34,5 MPa (200 e 5000 psi), alternativamente entre cerca de 3,5 e 34, 5 MPa (cerca de 500 e 5000 psi), ainda alternativamente entre cerca de 9,65 e 20,7 MPa (cerca de 1400 e 3000 psi), ainda alternativamente entre cerca de 9,65 e 19,9 MPa (cerca de 1400 e 2900 psi).

[17] Ainda em outra modalidade alternativa do processo, as tramas hidroentrelaçadas se movem e passam por um coletor de hidroentrelaçamento a uma distância entre cerca de 6,35 mm e 50,8 mm (cerca de 0,25 polegadas e 2 polegadas). Em outra modalidade alternativa do processo, a camada de película perfurada elástica do laminado elástico extensível à base de película perfurada possui uma área de abertura aberta na camada de película entre cerca de 2% e 40% antes do hidroentrelaçamento. Ainda em outra modalidade alternativa do processo inventivo, área de abertura aberta na camada de película é entre cerca de 10 e 30 por cento.

[18] Um compósito não tecido elástico extensível da invenção inclui uma camada de laminado elástico perfurado à base de película extensível na direção de máquina que foi entrelaçado por todas as camadas de laminado com uma camada fibrosa hidrofílica. Alternativamente, o compósito não tecido elástico extensível inclui uma camada de laminado perfurada à base de película extensível composta de uma película elástica na direção de máquina perfurada média que foi laminada entre duas camadas não tecidas inelásticas. Ainda em outra modalidade alternativa, as camadas não tecidas inelásticas são selecionadas do grupo consistindo em tramas spunbond, meltblown e cardadas. Ainda em outra modalidade alternativa, a camada fibrosa hidrofílica tem um peso entre cerca de 2 e 200 g/m2 e inclui fibras celulósicas. A invenção também contempla um compósito não-tecido elástico extensível que é absorvente a líquidos aquosos e à base de óleo feito de acordo com os métodos descritos neste documento. Finalmente, a invenção contempla também um produto de limpeza, um produto médico ou um produto de higiene pessoal feito dos compósitos não-tecidos elásticos extensíveis descritos neste documento.

[19] Objetos e vantagens da invenção são definidas abaixo na seguinte descrição, ou podem ser aprendidas através da prática da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[20] Uma divulgação completa e habilitadora da presente invenção é definida adiante mais particularmente no restante da especificação, incluindo referência às Figuras anexas, pelo:

[21] A Figura 1 ilustra uma vista esquemática de um processo de fabricação geralmente ao longo da direção de máquina, de acordo com a invenção.

[22] A Figura 1A ilustra uma vista representativa transversal tomada ao longo da direção transversal à máquina de uma camada hidrofílica 22 antes de ser hidroentrelaçada com uma camada de laminado extensível, à base de película elástica, na direção de máquina 20.

[23] A Figura 1B ilustra uma vista representativa transversal tomada ao longo da camada de laminado extensível, à base de película elástica, na direção transversal à máquina 20 antes de ser hidroentrelaçada com uma camada hidrofílica 22.

[24] A Figura 1C ilustra uma vista representativa transversal tomada ao longo do compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção transversal à máquina 24, que inclui uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica na direção de máquina 20 (próprio de três subcamadas) e uma camada hidrofílica 22 que foi hidroentrelaçada com a camada de laminado extensível de acordo com o método da Figura 1.

[25] A Figura 1D ilustra uma vista plana superior de um padrão de abertura da película que pode ser utilizado na camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica na direção de máquina 20.

[26] A Figura 2A é uma fotomicrografia de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado da polpa 40 (SEM 5,00kV x 20, com vista de 2 mm de escala).

[27] A Figura 2B é uma fotomicrografia de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado da polpa 40 (SEM 5,00kV x 100, com vista de 500 micra de escala).

[28] A Figura 3A é uma fotomicrografia de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado do fio 42 (SEM 5,00kV x 20, com vista de 2 mm de escala).

[29] A Figura 3B é uma fotomicrografia de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado do fio 42 (SEM 5,00kV x 100, com vista de 500 micra de escala).

[30] A Figura 4 ilustra uma vista plana superior de uma modalidade alternativa de um padrão de abertura da película que pode ser utilizado na camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica na direção de máquina 20, em que o padrão de abertura da película está em uma configuração de zig-zag.

[31] A Figura 4A é uma fotomicrografia de um compósito extensível, à base de filamentos elásticos, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de filamentos elásticos, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado da polpa 40, estando o padrão de abertura em uma configuração de zig-zag.

[32] A Figura 4B é uma fotografia de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 da Figura 4A feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado do fio 42.

[33] A Figura 4C é uma fotografia de ampliação maior (3,5X) de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado da polpa 40, mostrado na Figura 4A.

[34] A Figura 4D é uma fotografia de ampliação maior (3,5X) de um compósito extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 24 feito de uma camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 (própria de três camadas), vista pelo lado do fio 42, mostrado na Figura 4B.

[35] A Figura 4E é uma fotografia ampliada (3,5X) da superfície da camada de laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina 20 das Figuras 4A-4 D, sem nenhuma camada hidrofílica entrelaçada anexada a ela.

[36] O uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nas figuras tem como objetivo representar características ou elementos iguais ou análogos da invenção.

DEFINIÇÕES

[37] Como aqui usado o termo "tecido ou rede não tecido" refere-se a uma rede com uma estrutura de fibras individuais ou segmentos que são interpostos, mas não de forma identificável como um tecido de malha. Tecidos não tecidos ou tramas têm sido formados a partir de muitos processos como, por exemplo, processos de fusão e pulverização, processos de união contínua após extrusão, processos de trama cardada ligada, etc.

[38] Como usado neste documento, o termo "trama meltblown" se refere geralmente a uma trama não tecida que é formada por um processo em que um material termoplástico fundido é extrudado através de uma pluralidade de capilaridades de matriz, geralmente circulares, como fibras fundidas em fluxos convergentes de gás (por exemplo, ar) em alta velocidade que atenuam as fibras do material termoplástico fundido para reduzir seu diâmetro, que pode ser do diâmetro de microfibra. Por conseguinte, as fibras meltblown são carregadas pelo fluxo de gás em alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta de modo a formar uma trama de fibras meltblown dispersas aleatoriamente. Tal processo é divulgado, por exemplo, na Patente U.S. N.° 3.849.241 para Butin, et al., a qual está incorporada neste, por referência, em sua totalidade. Falando de um modo geral, as fibras sopradas em fusão podem ser microfibras que são substancialmente contínuas ou descontínuas, geralmente menores do que 10 mícra no diâmetro e geralmente aderentes quando depositadas sobre uma superfície de coleta.

[39] Como aqui usado, o termo "trama de união contínua após extrusão" geralmente se refere a uma trama contendo fibras contínuas de diâmetro substancialmente pequeno. As fibras são formadas mediante extrusão de um material termoplástico fundido a partir de uma pluralidade de capilaridades finas, usualmente circulares, de uma fieira com o diâmetro das fibras extrudadas sendo, em seguida, rapidamente reduzido através de, por exemplo, extrusão por tração e/ou outros mecanismos bem conhecidos de realização de spunbond. A produção de tramas com união contínua após extrusão é descrita e ilustrada, por exemplo, nas Patentes U.S. N°s 3.692.618 para Dorschner, et al., 3.802.817 para Matsuki, et.al., 3.338.992 para Kinney, 3.341.394 para Kinney, 3.502.763 para Hartman, 3.502.538 para Levy, 3.542.615 para Dobo, et al., 4.340.563 para Appel, et al., e 5.382.400 para Pike, et al., as quais estão incorporadas neste, em sua totalidade, por referência. As fibras submetidas a spunbound geralmente não são aderentes quando são depositadas em uma superfície coletora. Fibras de união contínua após extrusão podem às vezes ter diâmetros inferiores a cerca de 40 micra e frequentemente entre cerca de 5 a cerca de 20 micra.

[40] Como usado aqui, o termo "fibras descontínuas" significa fibras que têm um comprimento de fibra, geralmente, entre cerca de 0,5 a cerca de 150 milímetros. Fibras descontínuas podem ser fibras celulósicas ou fibras não celulósicas. Alguns exemplos de fibras não celulósicas adequadas que podem ser usadas incluem, mas não estão limitadas a fibras de poliolefina hidrofilicamente tratadas, fibras de poliéster, fibras de nylon, fibras de acetato de polivinil e suas misturas. Os tratamentos hidrofílicos podem incluir tratamentos de superfície duráveis e tratamentos em resinas/misturas poliméricas. Fibras descontínuas celulósicas incluem, por exemplo, polpa, pasta termomecânica, fibras celulósicas sintéticas, fibras celulósicas modificadas e similares. As fibras celulósicas podem ser obtidas a partir de fontes secundárias ou recicladas. Alguns exemplos de fontes de fibras celulósicas adequadas incluem fibras de madeira virgem, tais como polpas de madeira mole e de madeira dura, termomecânicas, branqueadas e não branqueadas. Fibras celulósicas secundárias ou recicladas obtidas de resíduos de escritório, papel de jornal, papel pardo e papelão reciclável. Além disso, as fibras vegetais, tais como abacá, linho, serralha, algodão, algodão modificado, lanugem de algodão, também podem ser usados como fibras celulósicas. Além disso, as fibras celulósicas sintéticas como, por exemplo, rayon, rayon de viscose e lyocell podem ser usadas. As fibras celulósicas modificadas são geralmente compostas de derivados de celulose formados por substituição dos radicais apropriados (por exemplo, carboxil, alquil, acetato, nitrato, etc.) para os grupos hidroxil ao longo da cadeia de carbono. Fibras descontínuas desejáveis para os fins desta aplicação são hidrofílicas, como fibras celulósicas tradicionais (um exemplo desejável se refere às fibras de celulose). Além disso, os pré-tratamentos podem ser adicionados às fibras descontínuas, como materiais de separação ou auxiliares de umectação, para controlar a dispersão no processo e/ou afetar os atributos de propriedade de acabamento, como rigidez e toque.

[41] Como utilizado aqui, o termo "fibras substancialmente contínuas"significa fibras que têm um comprimento que é maior do que o comprimento das fibras descontínuas. O termo pretende incluir fibras que são contínuas, como fibras spunbond, e fibras que não são contínuas, mas que têm um comprimento definido superior a cerca de 150 milímetros.

[42] Conforme usado aqui, as "tramas cardadas ligadas" ou "BCW" refere-se a tramas não tecidas formadas através de processos de cardagem, como são conhecidos por aqueles versados na técnica e descritos, por exemplo, na Patente U.S. N° 4.488.928 para Ali Khan et al, que está incorporada neste documento por referência à mesma. Brevemente, os processos de cardagem envolvem começar com uma mistura de, por exemplo, fibras descontínuas com fibras de ligação ou outros componentes de ligação em uma bola volumosa que é penteada ou de outro modo tratada para fornecer um peso geralmente uniforme. Essa trama é aquecida ou tratada de outro modo para ativar o componente adesivo, resultando em um material não tecido espesso e integrado.

[43] O peso das tramas não tecidas geralmente é expresso em onças de material por jarda quadrada (osy) ou gramas por metro quadrado (g/m2) e os diâmetros de fibra são normalmente expressos em mícrons, ou no caso de fibras descontínuas, denier. Observe que para converter osy para g/m2, multiplique osy por 33,91.

[44] Conforme usado aqui, os termos "direção da máquina" ou "MD" geralmente se referem à direção na qual um material é produzido. Esta também é, muitas vezes, a direção de deslocamento da superfície de formação na qual as fibras são depositadas durante a formação de uma trama não tecida. O termo "direção transversal da máquina" ou "CD" se refere à direção perpendicular à direção da máquina. As dimensões medidas na direção transversal de máquina (CD) são referidas como dimensões de "largura", enquanto as dimensões medidas na direção de máquina (MD) são referidas como dimensões de "comprimento". As dimensões de largura e comprimento de uma folha planar constituem as direções X e Y da folha. A dimensão na direção de profundidade de uma folha planar também é referida como a direção Z.

[45] Como usado aqui, os termos "elastomérico" e "elástico" são usados de forma intercambiável e devem significar uma camada, material, laminado ou compósito que é geralmente capaz de recuperar sua forma após a deformação quando a força de deformação for removida. Especificamente, quando usado neste documento, "elástico"ou "elastomérico"refere-se a propriedade de qualquer material que, mediante aplicação de uma força de inclinação, permite que o material seja esticável a um comprimento de inclinação esticado que é pelo menos cerca de cinquenta (50) por cento maior do que seu comprimento relaxado e não inclinado, e isso fará com que o material recupere pelo menos quarenta (40) por centro de seu alongamento mediante a liberação da força de alongamento. Um exemplo hipotético que satisfaria essa definição de um material elastomérico seria uma amostra de 25,4 mm (uma (1) polegada) de um material que é alongável a, pelo menos, 38,1 mm (1,50 polegadas) e que, após ser alongada a 38,1 mm (1,50 polegadas) e liberada, se recuperará até um comprimento inferior a 33 mm (1,30 polegadas). Muitos materiais elásticos podem ser esticados por muito mais do que cinquenta 50 por cento de seu comprimento relaxado, e muitos destes irão recuperar substancialmente o seu comprimento relaxado original após a liberação da força de alongamento. Um material que é incapaz de recuperar sua forma após a deformação, quando uma força de deformação for removida, é considerado inelástico.

[46] O material pode ter suas propriedades elásticas testadas usando um procedimento de teste cíclico. Em particular, teste de 2 ciclos pode ser utilizado para alongamento 100% definido. Para este teste, o tamanho da amostra pode ser de 3 polegadas (76,2 mm) na direção transversal de máquina por 6 polegadas (152 mm) na direção de máquina. O tamanho da aderência pode ser de 3 polegadas (76,2 mm) de largura. A separação da aderência pode ser de 4 polegadas (101,6 mm). As amostras podem ser carregadas para que a direção da máquina da amostra esteja na direção vertical. Pode ser utilizada uma pré-carga de aproximadamente 20 a 30 gramas. O teste pode puxar a amostra até um alongamento de 100% a uma velocidade de 20 polegadas (508 mm) por minuto e então imediatamente (sem pausa) retornar a amostra ao alongamento de 0% a uma velocidade de 20 polegadas (508 mm) por minuto. Os resultados dos dados de teste são desejavelmente do primeiro e do segundo ciclo. Os testes podem ser realizados em um testador de taxa constante da Sintech Corp., de 2/S, com uma caixa de controle mongoose (controle) Renew MTS utilizando o software TESTWORKS 4.07b (Sintech Corp., de Cary, NC) e realizados sob condições ambientais normais.

[47] Como usado aqui, o termo "entrelaçamento por fluido" e "entrelaçado por fluido" geralmente se refere a um processo de formação para criar um grau de entrelaçamento de fibras dentro de uma determinada trama não tecida fibrosa ou entre tramas não tecidas fibrosas e outros materiais, de modo a dificultar a separação das fibras e/ou camadas individuais como resultado do entrelaçamento. Geralmente isso é realizado apoiando a trama fibrosa não tecida em algum tipo de superfície de formação ou de transporte, como um fio de formação, que tenha pelo menos algum grau de permeabilidade ao fluido pressurizado que está sendo aplicado. Um fluxo de fluido pressurizado (normalmente múltiplos fluxos em um coletor ou uma série de coletores) é, então, dirigido contra a superfície da manta não entrelaçada que está em frente da superfície suportada da trama e/ou outros materiais. A superfície com suporte de uma trama e/ou material é conhecida também como o lado do fio, e a superfície sem suporte de uma trama e/ou outro material é conhecida também como o lado da polpa. O fluido pressurizado entra em contato com as fibras da trama e força partes das fibras na direção do fluxo do fluido, deslocando todas as fibras, ou parte da pluralidade de fibras, na direção da superfície com suporte (lado do fio) da trama. O resultado é o entrelaçamento adicional das fibras no que pode ser chamado de direção Z da trama (sua direção de profundidade ou espessura). Quando duas ou mais mantas separadas ou outras camadas são colocadas adjacentes umas às outras na superfície de formação/transporte e submetida ao fluido pressurizado, geralmente o resultado desejado é que algumas das fibras de pelo menos uma das mantas sejam forçadas para dentro da manta ou camada adjacente, causando o entrelaçamento de fibras entre as interfaces das duas superfícies, de modo a resultar na ligação ou junção das mantas/camadas devido ao maior entrelaçamento das fibras. O grau de ligação ou entrelaçamento dependerá de um número de fatores incluindo, mas não limitados ao tipo de fibras a ser utilizado, os comprimentos das fibras, o grau de pré-ligação ou entrelaçamento da trama ou tramas antes de ser submetida ao processo de entrelaçamento com fluido, o tipo de fluido a ser utilizado (líquidos, como água, vapor ou gases, como ar), a pressão do fluido, o número de fluxos de fluido, a velocidade do processo, o tempo de permanência do fluido e a porosidade da trama ou tramas/outras camadas e a superfície de formação/transporte (como um fio de formação). Um dos processos mais comuns de entrelaçamento com fluido é citado como hidroentrelaçamento, que é um processo bem conhecido por aqueles com habilidade comum na área de tramas não tecidas. Exemplos de processos de entrelaçamento por fluido podem ser encontrados na Patente U.S. N°s. 3.485.706 para Evans, e na Patente U.S. N°s. 4.939.016, 4.959.531 e 4.970.104 para Radwanski, cada uma das quais é incorporada aqui na sua totalidade por referência às mesmas para todos os fins. Um processo típico de hidroentrelaçamento utiliza fluxos de água em jatos de alta pressão para entrelaçar as fibras descontínuas e/ou as fibras substancialmente descontínuas para formar uma estrutura fibrosa consolidada altamente entrelaçada. Os tecidos não tecidos hidroentrelaçados de fibras com comprimento descontínuo e fibras substancialmente contínuas são divulgados, por exemplo, na Patente U.S. N° 3.494.821 para Evans e 4.144.370 para Boulton, as quais são incorporadas neste documento, por referência, em suas totalidades. Outros exemplos de tecidos não tecidos compósitos por hidroentrelaçamento de uma trama não tecida com filamento contínuo e uma camada de celulose são divulgados, por exemplo, na Patente U.S. N° 5.284.703 para Everhart, et al.; e 6.315.864 para Anderson, et al., as quais são incorporadas neste documento em sua totalidade, por referência. As condições de fabricação por hidroentrelaçamento descritas em tais referências são representativas das condições operacionais que são aceitáveis para utilização na fabricação de folhas hidroentrelaçadas em conformidade com a invenção, a menos que especificado de outra forma. Para efeitos desta aplicação, a abreviação "HET'd"deverá ser uma notação abreviada para hidroentrelaçado.

[48] Como usado aqui, o termo "g/cm3" geralmente refere-se a gramas por centímetro cúbico.

[49] Como usado aqui, o termo "hidrofílico" se refere geralmente às fibras ou películas, ou superfícies de fibras ou de películas, que são molháveis pelos líquidos aquosos em contato com as fibras. O termo "hidrofóbico" inclui aqueles materiais que não são hidrofílicos, conforme definido. A frase “naturalmente hidrofóbica” se refere às substâncias que são hidrofóbicas em seu estado de composição química sem aditivos ou tratamentos que afetam a hidrofobicidade.

[50] O grau de umectação dos materiais pode, por sua vez, ser descrito em termos de ângulos de contato e de tensões superficiais dos líquidos e materiais implicados. Os equipamentos e técnicas adequados para a medição da molhabilidade de materiais de fibras particulares ou misturas de materiais de fibras podem ser fornecidos pelo Cahn SFA-222 Surface Force Analyzer System (sistema de analisador de resistência de superfície) ou um sistema equivalente. Quando medidas com este sistema, as fibras que possuem ângulos de contato menores do que 90 são designadas como "molháveis" ou hidrófilas, e fibras com ângulos de contato maiores do que 90 são designadas "não molháveis" ou hidrofóbicas.

[51] Conforme usado aqui, o termo "produto para cuidados pessoais" se refere a fraldas, fraldas de treinamento, roupa íntima absorvente, produtos para incontinência em adultos, lenços umedecidos e produtos de higiene feminina, como absorventes externos, protetores diários e similares. O termo "produto médico absorvente"é utilizado para se referir a produtos como as ataduras médicas, absorventes destinados a uso médico, odontológico, cirúrgico e/ou nasal, batas e vestuários cirúrgicos, campos cirúrgicos para uso médico e similares.

[52] O termo "compósito"usado neste documento se refere a um material laminado elástico extensível na direção da máquina cujas camadas de laminado foram entrelaçadas com um absorvente de líquido aquoso ou camada fibrosa hidrofílica. O próprio material laminado elástico extensível na direção de máquina é um material multicomponente ou um material multicamadas, incluindo pelo menos uma camada elástica na direção de máquina e pelo menos uma camada inelástica, que foram ligadas enquanto a camada elástica está em uma condição esticada, na direção de máquina. Por exemplo, um material multicamadas pode ter pelo menos uma camada elástica em direção de máquina ligada a pelo menos uma camada inelástica agrupável em, pelo menos, dois locais, para que a camada agrupável seja agrupada entre os locais onde foi unida à camada elástica. Este material elástico multicamadas pode ser esticado na direção de máquina, na medida em que o material inelástico (que foi agrupado entre os locais de ligação quando em uma forma contraída) permite que o material elástico alongue na direção de máquina. O material elástico em multicamada é, desejavelmente, um laminado à base de película perfurada, extensível, na direção de máquina. A camada inelástica que forma os drapeados pode ser de uma grande variedade de materiais não tecidos como, por exemplo, spunbond, meltblown, BCW, laminados destes ou uma combinação de dois ou mais destes materiais. A película perfurada elástica pode ser uma construção de camada única ou em multicamada, como uma película com camada de núcleo elástico com uma ou mais camadas superficiais termoplásticas adjacentes à camada nuclear elástica.

[53] Conforme usado aqui, o termo "deformação em intercepção" também deve ser referido como "alongamento máximo não destrutivo". É essencialmente a medida tomada em um ponto (ou intervalo estreito) onde a inclinação de carga elástica mínima do laminado/compósito ligado por estiramento elástico intercepta a inclinação máxima de revestimento (tal como o revestimento de spunbond). É essencialmente onde elas começam a se interceptar. É o ponto ou intervalo estreito de valores de tensão resultando no achatamento geral das pregas de revestimento inelástico (a redução das pregas) mediante esticamento do laminado elástico extensível. Nesse ponto ou intervalo estreito, o revestimento perdeu essencial ou substancialmente suas pregas similares a ondulação, mas não rompeu ou separou da camada elástica do laminado. O ponto ou intervalo estreito encontra-se em um gráfico de carga (gf) vs extensão (mm).

[54] Serão feitas referências detalhadas a diversas modalidades da invenção, com um ou mais exemplos descritos a seguir. Todos os exemplos são fornecidos a título de explicação, e não como forma de limitação da invenção. Características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade para produzir ainda uma outra modalidade.

[55] Em geral, um compósito não tecido extensível elástico inclui um componente extensível elástico e um componente absorvente (incluindo materiais fibrosos hidrofílicos) cujo componente extensível elástico foi hidroentrelaçado completamente em sua estrutura com o componente absorvente, sem sacrificar significativamente os atributos de estiramento e recuperação elásticos do componente extensível elástico. O compósito não tecido extensível elástico é formado em uma modalidade, a partir de uma camada laminada não tecida extensível elástica anteriormente fabricada (ou pré-fabricada) (desejavelmente de uma camada elástica de direção de máquina e pelo menos uma camada inelástica, essas camadas também conhecidas como sub-camadas estratificadas) de materiais hidrofóbicos, cuja camada laminada foi hidroentrelaçada no total com uma camada hidrofílica, colocando, dessa forma, materiais hidrofílicos/absorventes de líquidos aquosos a partir da camada hidrofílica ao longo de cada uma das várias sub-camadas da camada laminada não tecida extensível elástica. Por re-alongamento (antes ao hidroentrelaçamento) a camada de lamina extensível elástica anteriormente fabricada ao ponto que a uma ou mais camadas de revestimento inelástico no laminado são estendidas de modo que se achatem e as pregas sejam essencialmente removidas ou eliminadas, ou substancialmente removidas, mas não tão longe que a ruptura de camadas de revestimento inelásticas, o laminado extensível elástico pode ser hidroentrelaçado com uma camada hidrofílica uniformemente de modo a criar um material elástico e absorvente, que seja absorvente em ambas as superfícies planares viradas para fora a ambos líquidos aquosos e baseados em óleo. Os materiais hidrofílicos, desejavelmente celulósicos em composição, absorvem líquidos aquosos, enquanto os materiais poliméricos hidrofóbicos no compósito retêm líquidos à base de óleo. O compósito demonstra integridade significativa sem a necessidade de adesivo ou grandes quantidades de adesivo, ou outros mecanismos de ligação, a fim de unir as camadas juntas. O compósito demonstra pelo menos elasticidade na direção de máquina e reflete a elasticidade na direção de máquina do componente de camada de lamina extensível elástica.

[56] Como pode ser visto na Figura 1, um método 10 de produção do compósito extensível elástico hidroentrelaçado da invenção é ilustrado. É desejável em uma primeira modalidade, que uma camada de laminado extensível, elástica, na direção de máquina fabricada (pré-fabricada) 20 é desenrolada enquanto está em um estado de união, de um rolo de desenrolamento 11 e alimentado no processo inventivo. Isso também é alternativamente contemplado para a camada laminada extensível elástica a ser produzida em linha antes de passar a mesma através do processo da invenção, em vez de ser desenrolada de um armazenamento ou rolo de desenrolamento 11 conforme mostrado. Em tal modalidade alternativa (não mostrada), o laminado produzido em linha pode não ser reunido antes da passagem no processo da invenção, mas poderia estado esticado não reunido após sua fabricação inicial.

[57] Na modalidade ilustrada da Figura 1, tal camada de laminado extensível, elástica, na direção de máquina pré-fabricada 20 é uma camada de laminado, extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina, como aqueles laminados descritos na Pat. U.S. N° 7.803.244.Esse laminado extensível com base em película perfurada elástica pode incluir uma camada inelástica em um ou ambos os lados da camada de película perfurada elástica. Para um laminado extensível, à base de película perfurada elástica, na direção de máquina, as aberturas podem, em uma modalidade, estar posicionadas primariamente ao longo da direção de máquina e, como alternativa, primariamente ao longo da direção transversal da máquina, ou em uma modalidade alternativa adicional, uma combinação das direções da máquina e transversal da máquina, como mostrado na Figura 1D. É desejável em uma modalidade para as aberturas 31 na película elástica, incluir um eixo primário que é maior do que um eixo secundário, de modo que o eixo primário seja posicionado substancialmente ao longo da direção transversal da máquina da película. Esse formato de abertura pode ser exemplificado por uma configuração oval ou oblonga como visto na Figura 1D a 31A e Figura 4 a 31. Nesta situação, quando o material é então re-esticado no processo inventivo (se considerada uma configuração de união) ao longo da direção de máquina, as aberturas da perfuração 31A, 31 abrem ainda mais para permitir a passagem das fibras hidroentrelaçadas, como será descrito mais adiante. Deve ser entendido que os espaços 82 entre as perfurações 31 compreendem uma folha da película.

[58] Conforme mostrado representativamente na Figura 1, tal camada de laminado extensível não enrolado pré-feita 20 está em uma configuração reunida conforme desenrolada do rolo 11. As ilustrações dos tipos de recursos de reunião de superfície similares à ondulação contemplados podem ser vistos nas fotomicrografias de SEM das Figuras 2A e 3A em 51 e na Figura 4E em 90. O laminado extensível elástico drapeado é então direcionado para pelo menos uma série de rolos S-wrap para re-alongar o laminado elástico na direção de máquina ao ponto que a uma ou mais camadas inelásticas de revestimento do laminado elástico são estendidas a uma condição relativamente plana, e os drapeados são significativamente reduzidos ou eliminados, mas não ao ponto onde a camada inelástica começa a romper ou as fibras começam a se separar da camada inelástica. Deve ser novamente reconhecido que, ao mesmo tempo que não é mostrado na figura, se um laminado extensível for produzido em linha em oposição a uma operação anterior e removida (pré-feito), alternativamente, o laminado pode não precisar passar em um ponto de estreitamento da disposição do rolo S-wrap e não precisa ser esticado, tendo que ser mantido em uma configuração esticada antes do hidroentrelaçamento.

[59] A tensão no ponto de intercepção (faixa estreita) é alcançada desejavelmente re-alongando a camada laminada elástica previamente drapeada na direção de máquina, entre um primeiro conjunto de dois rolos S-wrap, com uma razão de velocidades, com o segundo dos dois rolos S- wrap 15 girando mais rápido do que o primeiro rolo 13. O re-esticamento na direção de máquina do laminado extensível previamente unido também pode ser realizado pela criação de um diferencial de velocidade entre o primeiro conjunto de rolos S-wrap mostrados (13,15) e uma aparência posterior da superfície transportadora da trama foraminosa 41 (que deve ser executada através de um distribuidor de hidroentrelaçamento) ou ainda, alternativamente, entre o primeiro conjunto dos rolos S-wrap (13,15) e um segundo conjunto dos rolos S-wrap (23, 25) que estão colocados seguindo a superfície transportadora da trama foraminosa ao longo da direção de máquina. Em qualquer caso, é importante para um laminado extensível previamente reunido 20 ser re-esticado na direção de máquina e permanecer esticado (em uma condição esticada) durante a etapa de hidroentrelaçamento com uma camada de fibra hidrofílica. Em uma primeira modalidade, os dois rolos do arranjo de rolos S-wrap têm uma razão de velocidades (segundo rolo para o primeiro rolo) de entre cerca de 1,1:1 e 5:1, alternativamente entre cerca de 1,5: 1 e 3:1, com o segundo dos dois rolos S-wrap 15 girando mais rápido do que o primeiro rolo 13 (ou o fio 41 se deslocando mais rápido do que o rolo 15).

[60] Após sair do primeiro arranjo de rolo S-wrap ilustrado (13,15), a camada laminada extensível elástica em direção de máquina, que agora está não-drapeada e firme, 20 é alimentada para uma posição onde ela é posta em contato com uma trama de fibra absorvente/hidrofílica 22, que é desbobinada a partir de um rolo de abastecimento 17. Embora uma trama de fibra pré-fabricada hidrofílica/"absorvente de líquido aquoso" 22 seja mostrada na figura, deve ser apreciado que a trama de fibra 22 pode ser pré- fabricada ou produzida em linha, ou pode variar em seu grau de hidrofilia. Por exemplo, a trama de fibra pode ser produzida em linha ou fora da linha de produção, usando um processo wetlaid, dry-laid ou cardado como é conhecido na técnica. Esta trama de fibra 22 pode ser de camada única ou de múltiplas camadas e pode incluir fibras celulósicas ou outras fibras hidrofílicas dos tipos descritas anteriormente. Desejavelmente, esta trama inclui fibras de polpa de celulose. É desejável em uma modalidade, para a trama hidrofílica, ter um peso de entre cerca de 1 g/m2 e 200 g/m2, como alternativa, entre cerca de 2 g/m2 e 100 g/m2, alternativamente entre cerca de 10 g/m2 e 50 g/m2. Desejavelmente, em uma modalidades, as camadas de revestimento inelásticas (subcamadas) da camada laminada extensível elástica 20 têm, cada uma, um peso de entre cerca de 3 g/m2 e 100 g/m2, alternativamente entre cerca de 5 g/m2 e 50 g/m2. Em uma modalidade, as camadas de revestimento inelásticas são desejavelmente tramas spunbond, como tramas spunbond de polipropileno, que são ligadas usando padrões de ligação tradicional, conforme são conhecidos na técnica. Alternativamente, estas camadas inelásticas podem ser tramas coform hidrofóbicas ou tramas hidroentrelaçadas hidrofóbicas, produzidas separadamente.

[61] No ponto de encontro com a trama de fibra absorvente de líquido aquoso/hidrofílica 22, a camada de laminado extensível, elástica, na direção de máquina, separada 20 (o laminado à base de película perfurada elástica) é executada na mesma velocidade da direção de máquina conforme a trama de fibra hidrofílica 22, ou ambas, é alimentada em um distribuidor de hidroentrelaçamento 19 via movimento da superfície do transportador de trama foraminosa 41. A trama de fibra hidrofílica pode abranger qualquer número de materiais da trama como, por exemplo, tramas de fibras descontínuas, fibras substancialmente contínuas e combinações de fibras descontínuas e/ou fibras substancialmente contínuas com um grau variável de hidrofilia/hidrofobicidade conforme descrito anteriormente. Por exemplo, em uma modalidade, a trama de fibra hidrofílica poderia ser fibras de madeira que foram misturadas com fibras descontínuas como PET, PP, PE, Rayon e outras.

[62] Essencialmente, a camada de fibras hidrofílicas 22 (como uma camada de fibra de celulose) é colocada sobre o laminado extensível elástico na direção de máquina 20, que repousa sobre superfície transportadora de trama foraminosa 41 de uma máquina de entrelaçamento hidráulico convencional. É desejável que a camada hidrofílica 22 esteja entre o laminado extensível elástico em direção de máquina não drapeado 20 e o(s) distribuidor(es) de entrelaçamento hidráulico 19. A camada hidrofílica 22 e o laminado extensível, elástico na direção de máquina, separado 20 passam em um ou mais coletores de entrelaçamento hidráulico 19 (apesar de um ser representacionalmente mostrado) e são tratados com jatos de fluido 21 para entrelaçar a polpa ou outras fibras hidrofílicas da trama 22 com as camadas do laminado extensível, elástico, na direção de máquina, separado 20. Os jatos de fluido também acionam as fibras hidrofílicas em e através das camadas de laminado extensível, elástico, na direção de máquina, separado 20, como através das perfurações da abertura na camada da película re- esticada. O hidroentrelaçamento ser realizado enquanto a camada hidrofílica 22 é altamente saturada com água (wet-laid), ou alternativamente, embora a camada hidrofílica 22 seja uma camada de fibras secas por fluxo de ar (dry air laid) ou dry-laid.

[63] O hidroentrelaçamento (entrelaçamento hidráulico) pode ser realizado utilizando equipamento de hidroentrelaçamento convencional, como o que pode ser encontrado, por exemplo, na Patente U.S. N° 3.485.706 para Evans. O hidroentrelaçamento da presente invenção pode ser realizado com qualquer fluido de trabalho adequado como, por exemplo, água. O fluido de trabalho pode fluir por, pelo menos, um distribuidor que distribui uniformemente o fluido para uma série de furos ou orifícios individuais. Estes furos ou orifícios podem ser de 0,076 mm a cerca de 0,381 mm (0,003 a cerca de 0,015 polegadas) de diâmetro. Pode ser utilizado um tubo distribuidor único ou vários distribuidores podem ser dispostos em sucessão. No processo de hidroentrelaçamento, o fluido de trabalho passa através dos orifícios em pressões que variam de cerca de 1,4 MPa a cerca de 34,5 MPa (cerca de 200 a cerca de 5000 libras por polegada quadrada (psi)), alternativamente entre cerca de 1,4 MPa a cerca de 19,9 MPa (cerca de 200 a cerca de 2900 psi), alternativamente entre 9,6 MPa a cerca de 19,9 MPa (1400 a cerca de 2900 psi), ainda mais alternativamente entre 1,4 MPa e 13,8 MPa (200 e 2000 psi).

[64] Para o hidroentrelaçamento das fibras hidrofílicas em um laminado extensível, elástico, na direção de máquina, separado com base em uma camada elástica, à base de película perfurada, é importante utilizar pressões que não romperiam indevidamente a película muito além das perfurações originalmente presentes na película. As altas pressões seriam usadas para entrelaçar os materiais mais densos, mas as pressões devem ser monitoradas a fim de evitar a ruptura injustificada. Em intervalos superiores das pressões descritas, é previsto que os tecidos compósitos podem ser processados a uma velocidade de cerca de 5,08 m/s (cerca de 1000 pés por minuto (fpm)). O fluido é expulso pelas tiras de injetores/jato que são posicionadas normalmente entre cerca de 6,35 a 50,8 mm (cerca de 0,25 a 2 polegadas), alternativamente entre cerca de 12,7 a 25,4 mm (cerca de 0,5 a 1 polegada) acima da trama hidrofílica. O fluido tem impacto sobre a camada hidrofílica 22 e a colher máquina-direção, elástico estiramento- ligado laminado 20, que são suportados pela superfície do transportador de trama foraminosa 41. A superfície do transportador de trama foraminosa pode ser, por exemplo, uma malha de fio único plana com um tamanho de malha de cerca de 40 X 40 a cerca de 100 X 100. A superfície foraminosa também pode ser uma malha de camadas múltiplas com tamanho de malha de cerca de 50 X 50 a cerca de 200 X 200. Como é típico em muitos processos de tratamento por jato de água, os buracos de vácuo 29 podem ser localizados diretamente abaixo de dos distribuidores de hidroentrelaçamento ou abaixo da superfície do transportador de trama foraminosa 41, ou um pouco a jusante (para a direita na direção de máquina da Figura 1) tal que o excesso de água seja retirado do compósito hidroentrelaçado 24. Após o tratamento por jato de fluido, o tecido compósito 24 desejavelmente é transportado para uma operação de secagem não- compressiva 60, como secador por fluxo de ar, em que o compósito entrelaçado é secado em temperaturas até as temperaturas não-destrutivas máximos permitidas pelos materiais escolhidos. Esta operação de secagem 60 pode ser posicionada antes ou depois do segundo conjunto de rolos S- wrap (23, 25). O segundo conjunto de rolos S-wrap são para permitir que este compósito 24 seja re-drapeado 26 antes do bobinamento para armazenamento final em um rolo 27, ou antes que o compósito seja repassada para processamento adicional. O segundo conjunto de rolos S- wrap (23, 25) retarda a velocidade de deslocamento do compósito, de forma que ele pode re-drapear ao longo da direção de máquina. Deve-se reconhecer que, embora as configurações de cada rolo S-wrap sejam mostradas como pares, rolos múltiplos podem ser utilizados, como uma série de 3 ou 4 rolos ou outros tipos de aparelhos para alongamento/recolhimento.

[65] Embora não seja mostrado, pode ser desejável usar etapas de acabamentos e/ou processos pós tratamento para conferir propriedades selecionadas ao compósito hidroentrelaçado 26. Por exemplo, pós tratamentos químicos podem ser adicionados ao compósito em uma etapa posterior, ou o compósito pode ser transportado para cortadores, talhadeiras ou outro equipamento de processamento para converter o compósito em um produto final, tais como panos de limpeza, componentes de artigos absorventes para cuidados pessoais ou vestuário médico ou tecidos de cobertura. Além disso, a padronização pode ser colocada através de processos conhecidos para as superfícies externas do hidroentrelaçamento do compósito do material 24. Exemplos de produtos tipo pano de limpeza podem ser encontrados na Patente U.S. N° 7.194.788 para Clark et al, e Publicação U.S. n° 2011/0119850 para Mallory et al..

[66] A camada laminado extensível elástica na direção da máquina 20 tem um lado voltado para a polpa 40 (ou lado que está voltado para a trama hidrofílica 22) e um lado voltado para o fio 42 (que é um lado que está voltado para a superfície do transportador de trama foraminosa (mais comumente um fio de formação)). Conforme as tramas combinadas passarem através de um distribuidor de hidroentrelaçamento, as fibras da trama hidrofílica 22 são misturadas com uma ou mais camadas inelásticas e camadas elásticas do laminado extensível, de forma que as camadas são ligadas em conjunto através das fibras entrelaçadas, para criar um compósito extensível elástico 24. No entanto deve ser reconhecido que as camadas de revestimento inelásticas podem ser de meltblown, spunbond, BCW, laminado não tecido ou combinação das camadas acima mencionadas. As fibras hidrofílicas da trama 22 são forçadas através das camadas de revestimento inelásticas e camadas elásticas (no caso de película perfurada, através das perfurações da película), de modo que elas estão presentes em ambos os lados (e superfícies externas da camada do revestimento) do compósito 24. Tais fibras entrelaçadas atuam para criar uma trama com altos níveis de integridade, reduzindo a necessidade para colagem de adesivo entre as várias camadas do compósito 24. Essas fibras entrelaçadas também agem para fornecer a capacidade de absorção de água ao longo de cada subcamada do compósito elástico.

[67] Uma vista transversal na direção de máquina da trama de fibra hidrofílica/absorvente de líquido aquoso 22 é ilustrada na Figura 1A. Uma representação de fibras hidrofílicas individuais 22A pode ser vista em toda a camada de trama e ao longo da direção de profundidade Z da trama. Como visto na figura 1B, uma vista em seção transversal, na direção transversal de máquina do laminado elástico drapeado 20 é ilustrada. O laminado elástico separado é um laminado extensível, à base de película, elástico, na direção de máquina. O laminado tem três subcamadas ao longo da direção de profundidade Z, incluindo a camada elástica de película 30 com perfurações 31, imprensada entre duas camadas de revestimento não tecidas inelásticas 32, 34. Uma vez que a camada de fibras hidrofílicas 22 foi hidroentrelaçada com laminado extensível, elástico, à base de película, perfurado, o compósito extensível absorvente e elástico 24 é formado. Como visto na Figura 1C representacional, o laminado elástico descrito anteriormente 20 inclui agora fibras hidrofílicas 22A que foram entrelaçadas em toda a direção Z em várias camadas. O laminado elástico agora modificado 20A inclui fibras hidrofílicas 22A na primeira camada de revestimento inelástica 32A, nas perfurações da película 31 da camada elástica modificada 30A e também na segunda camada de revestimento inelástica 34A. A polpa lado 40 do compósito e fio 42 do compósito também são mostrados.

[68] As Figuras 1 e 1C ilustram uma modalidade em que uma trama hidrofílica é hidroentrelaçada a um laminado extensível de um lado do laminado extensível. Deve ser apreciado, no entanto, que após essa operação, uma segunda trama hidrofílica pode ser hidroentrelaçada ao laminado extensível do outro lado do compósito laminado extensível, de forma que o laminado extensível passe por duas etapas de hidroentrelaçamento, uma em cada direção oposta de trama. Esta segunda trama hidrofílica pode ter o mesmo tipo de composição de trama que a primeira a ser hidroentrelaçada, ou alternativamente, ter uma composição diferente. Se tais camadas hidrofílicas são hidroentrelaçadas de ambos os lados do elástico laminado, o compósito resultante teria significativamente mais fibras hidrofílicas em toda a sua estrutura geral, assim, melhorar capacidade de absorção de líquidos de base aquosa.

[69] As imagens de fotomicrografia do compósito não tecido extensível elástico hidroentrelaçado foram preparadas usando microscopia eletrônica de varredura (SEM). As imagens das duas superfícies do material produzido (o lado da polpa e o lado do fio) foram produzidas por SEM, depois de revestir com ouro as amostras para atenuar a carga. Como visto nas fotomicrografias das Figuras 2A-3B, um laminado elástico na direção de máquina extensível à base de película perfurada foi usado como camada elástica (pré-fabricada) inicial para o compósito global. As fotomicrografias são realizadas a 2 mm e com ampliação de escala de 500 microns, respectivamente. O laminado elástico, extensível, à base de película perfurada, na direção de máquina foi produzido de acordo com o método descrito em 7.803.244 observado neste documento com o padrão de perfuração ilustrado na Figura 1D. A camada de película elástica perfurada foi produzida a partir de uma mistura de copolímeros elastoméricos de polietileno disponibilizados pela Dow Chemical Company de Midland, Michigan, com a designação INFUSE e incluiu um elastômero à base de propileno com a designação VISTAMAXX da ExxonMobil Chemical Co. de Houston, Texas. A película foi laminado entre duas camadas de revestimento não tecidas spunbond inelásticas à base de polipropileno e foi unida antes de ser re-esticada ao longo da direção de máquina durante o processo de hidroentrelaçamento inventivo. As camadas de revestimento spunbond eram especificamente camadas de revestimento de polipropileno, de 12 g/m2 e azuis. As fibras de celulose de uma folha celulósica foram entrelaçadas com êxito através de todas as camadas (através das perfurações na camada de película) a ambos os lados da camada de laminado extensível formando, assim, o compósito absorvente. A figura 2A ilustra o lado da polpa 40 do compósito extensível elástico na direção da máquina em que a folha de papel tissue da toalha de rolo duro foi hidroentrelaçada à camada laminada elástica. As fibras de celulose hidrofílica foram entrelaçadas através das fibras spunbond 50. A topografia reunida é evidente em pregas similares à ondulação 51 uma vez que o compósito foi deixado retrair após o hidroentrelaçamento.Como pode ser visto a partir da imagem de alargamento de lado 40 polpa da figura 2B, as fibras da polpa caracteristicamente planas 51 são evidentes na imagem e podem ser distinguidas das fibras spunbond hidrofóbicas em formato cilíndrico e caracteristicamente alongadas 50 da camada de revestimento inelástica. Enquanto uma preponderância de fibras de celulose está presente no lado de contato inicial da folha estratificada de elástico, fibras de celulose individual podem ser vistas claramente no lado fio opostas da folha estratificada de elástico. Por exemplo, como visto na Figura 3A, que mostra o lado de fio 42 do compósito elástico após o hidroentrelaçamento, as pregas similares à ondulação 51 são evidentes no compósito retraído. As fibras de spunbond 50 também são evidentes. Na imagem ampliada da Figura 3B, fibras de celulose plana 52 são evidentes no lado do fio, além das fibras spunbond cilíndricas 50 da camada de revestimento.

[70] O laminado resultante demonstrou estiramento excelente e características de recuperação. O laminado extensível à base de película foi esticado até aproximadamente sua tensão no ponto de interceptação ou no ponto ou intervalo estreito em que as pregas do revestimento spunbond foram puxadas da estrutura que é plana, mas não além do ponto, antes do hidroentrelaçamento. Essencialmente, as camadas de revestimento de spunbond não foram puxadas para o ponto que eles foram rompidos, mas a superfície reunida essencialmente mudou para uma superfície planar mais regular sem ondulações da superfície da camada de revestimento. Isso foi conseguido variando a segunda velocidade do rolo do S-wrap em relação o primeiro rolo. As velocidades dos rolos S-wrap entre o primeiro rolo do segundo conjunto de rolos e o segundo rolo do primeiro conjunto de rolos foram mantidas, a fim de manter o compósito tenso durante o hidroentrelaçamento. Toalhas de rolo Duro SCOTT (HRT) disponível da Kimberly-Clark estavam desenroladas sobre o laminado extensível à base de película esticado e as duas camadas passaram nos coletores de hidroentrelaçamento descritos anteriormente. A, então entrelaçada, estrutura foi posteriormente autorizada a retrair-se totalmente antes de passar através de um secador por fluxo de ar (TAD) para secar e enrolar o compósito laminado elástico (incluindo a folha de polpa agora anexada). O material resultante demonstrou uma subelevação alta, semelhante ao laminado extensível à base de película original sem folha de polpa, alta extensibilidade e retração semelhante ao laminado extensível à base de película, bem como boa durabilidade.Pela boa durabilidade se entende que nenhum rasgo visível ou deslocamento da polpa mediante o estiramento até aproximadamente a tensão na intercepção foi observada.

[71] Isso é indicativo de que, mesmo em um laminado extensível em que a camada elástica é composta por uma película perfurada, as fibras de celulose tiveram êxito na penetração das perfurações da camada elástica no lado do fio da folha. Exemplos de materiais feitos em conformidade com a invenção Exemplos

[72] Um laminado extensível à base de película perfurada (disponibilizado pela Kimberly-Clark) foi inicialmente produzido de acordo com o método descrito na Pat. U.S. No. 7.803.244 para Siqueira et al. O laminado à base de película perfurada consistia em uma camada intermediária de película elástica perfurada como observado anteriormente, ligado em ambos os lados de uma camada spunbond como observado anteriormente. O laminado extensível à base de película pré-fabricada foi desenrolado do seu estado de união. Toalhas de rolo Duro SCOTT (HRT) disponível da Kimberly-Clark estavam desenroladas sobre o laminado extensível à base de película esticado pré-fabricado e as duas camadas passaram pelos coletores de hidroentrelaçamento.A velocidade de desenrolamento era aproximadamente 0,152 m/s (30 pés por minuto (fpm)) e a velocidade de tração foi de aproximadamente 0,508 m/s (100 fpm). A estrutura entrelaçada foi então deixada para retrair totalmente antes de passar por um secador de ar (TAD) para secar e enrolar o compósito elástico produzido. A temperatura de TAD estava entre cerca de 23,9 e 32,2 °C (cerca de 75 e 90 graus F) e a velocidade de funcionamento através do TAD era cerca de 0,228 m/s (cerca de 45 fpm). O compósito resultante demonstrou subelevação alta, alta extensibilidade, retração e durabilidade, em que nenhuma rasgadura visível ou desalojamento da polpa após o estiramento até aproximadamente a tensão na interceptação foi observada. O laminado extensível à base de película tem estrutura relativamente oclusiva, que se deve ao uso de uma película elástica perfurada no centro do laminado extensível. No entanto, o estiramento do laminado extensível elástico à base de película perfurada resultou na abertura das perfurações até permitir suficientemente de que algumas fibras descontínuas de HRT (polpa) sejam entrelaçadas pelas aberturas da perfuração da película em ambos os lados do laminado e em ambos os lados do revestimento spunbond de 12 g/m2 de propileno azuis da estrutura. O laminado extensível, na direção de máquina, elástico, pré-fabricado foi esticado apenas até aproximadamente a tensão no ponto de interceptação e não para o ponto em que os revestimentos não tecidos foram separados da camada elástica.

[73] Foi observado também que o hidroentrelaçamento da polpa ao laminado extensível resultou nas camadas de laminado extensível ficarem visivelmente melhor unidas do que o que o hidroentrelaçamento sozinho proporciona. Um compósito de laminado elástico foi, portanto, construído e era compósito de laminado elástico extensível, na direção de máquina, pré- fabricado e fibras descontínuas absorventes não-elásticas que apresentam alta elasticidade e recuperação, subelevação elevada (espessura), características similares à roupa, absorção de líquidos aquosos e à base de óleo, durabilidade entre as fibras descontínuas não-elásticas e laminado elástico pré-fabricado. A estrutura do compósito apresentou resistência do descascamento do laminado.

[74] Foi observado que os revestimentos não tecidos manteriam sua integridade estrutural quando delaminados da camada de película elástica, se o laminado foi exposto aos jatos de água do processo de hidroentrelaçamento (mas sem a presença de polpa). No entanto, onde havia polpa presente, os revestimentos rasgariam ao invés de delaminar, quando houve uma tentativa de delaminação usando esses jatos de água para delaminar.

[75] Os métodos de teste a seguir foram empregados nos laminados extensíveis hidroentrelaçados, resultando nos dados das seguintes Tabelas 1-5. A menos que indicado o contrário, em preparação para o teste, as condições de teste foram empregadas em condições de temperatura ambiente (23 + /-2 °C (73,4 + /-3,6 graus F)) e 50 + /-5% de umidade relativa. Peso Como está, Condicionado e Completamente Seco

[76] Este teste foi utilizado para determinar o estado atual, condicionado e/ou o peso seco para os produtos do laminado/compósito. Este teste foi concebido usando um tamanho de amostra de teste inicial de 929,09 centímetros quadrados (92909 mm2 ou 144 polegadas quadradas), consistindo de 16 folhas cortadas 76,2 por 76,2 mm (3 por 3 polegadas) ou 9 folhas cortadas 101,6 por 101,6 mm (4 a 4 polegadas). O peso foi mencionado em gramas por metro quadrado (g/m2 ou g/m2). Para efeitos deste ensaio, o termo "como está" refere-se ao material que não foi condicionado (não em ambiente controlado), com esses valores de peso que contém uma quantidade desconhecida de umidade. O termo "completamente seco" refere-se ao material que recebeu secagem em forno durante um período de tempo específico (por exemplo, 25 minutos a uma hora para espécimes com peso inferior a 10 gramas) antes da medição do peso ser realizada. O termo "condicionado" refere-se ao material que foi aclimatado para as condições te temperatura ambiente ou um ambiente de teste especificado durante um determinado período de tempo para que fosse equilibrado ao ambiente antes de uma medida de peso ser realizada. Para peso "completamente seco", o referido forno foi pré-aquecido a 105 +/- 2 °C. As amostras foram autorizadas a "condicionar" para o ambiente de teste especificado por um mínimo de 4 quatro horas antes da preparação das amostras de teste. Todos os espécimes são livres de dobras, friso de linhas ou outros defeitos visuais.

[77] Os pesos "como está"ou "condicionados" foram medidos e gravados em gramas, com amostras não sobra pelas bordas de um prato de equilíbrio durante a medição. Para medições a seco, um recipiente e uma tampa foram usados para armazenar as amostras no forno. Foi importante que o recipiente e a tampa ser analisados em conjunto e permanecem juntos durante todo o ensaio de peso. Os espécimes foram colocados no recipiente de pesagem, com a tampa (separada) e todos foram colocados no forno, com o recipiente a ser descoberto. O tempo de forno foi monitorado, uma vez que o forno voltou a 105 + /-2 °C, após a colocação do recipiente no forno. Para espécimes com peso inferior a 10 gramas, o tempo no forno era pelo menos 25 minutos, mas de preferência mais. Para espécimes com peso de 10 gramas ou mais, o tempo de forno foi um mínimo de 8 horas. Após o tempo especificado no forno, abriram-se os fornos e os recipientes foram fechados, colocando as tampas no respectivo recipiente (s). Os recipientes foram autorizados depois arrefecer à temperatura ambiente aproximadamente por 10 minutos, ou menos. O recipiente coberto então era pesado (com o provete dentro). O peso do recipiente e tampa por si Então foi subtraído o peso do recipiente de forno previamente aquecido, tampa e amostra para chegar ao peso de amostra seca osso. A fim de obter o peso do material em g/m2, o peso da amostra (gramas) foi multiplicado por 10,764 (um fator que é específico para o tamanho da amostra utilizado) para obter g/m2. O forno utilizado foi um forno de ar forçado de gravidade capaz de manter a 105 + /- 3,6 °C. Capacidade absorvente vertical

[78] Este teste foi utilizado para determinar a capacidade absorvente de materiais em relação ao peso do fluido de teste que foi absorvido pela amostra e como uma porcentagem de seu peso unitário. Este teste foi concebido para determinar a quantidade de água ou óleo mineral absorvida. O método de ensaio imergiu um espécime quadrado no fluido de teste por um período de tempo específico. A amostra foi então suspenso verticalmente e permitida para drenar. A capacidade absorvente, capacidade específica e absorção por cento foram então calculados. Para efeitos deste teste, o absorvente capacidade ou gramas/espécime área (g/amostra) é a quantidade de fluido de teste retido após um espécime imerso é permitido para drenar. Os por cento absorção (% de absorção) é a capacidade específica de uma amostra, expressada em percentagem. A capacidade específica (g/g) é a capacidade absorvente por peso de amostra.

[79] Em preparação para o teste, um contêiner foi usado com uma profundidade mínima de 50 mm, a fim de assegurar que as amostras a serem testadas poderiam ser completamente submersa dentro do fluido de teste. A temperatura do fluido teste foi desejavelmente em 23 + /-3 °C. Cada amostra de material foi cortada em um quadrado de 101 por 101 + /-1 mm (4 por 4 + /-0,04 polegadas), desejavelmente de pelo menos três 3 exemplares. Cada amostra foipesada, primeiro, com a aproximação de 0,01 g. Um dispositivo de sincronismo foi iniciado simultaneamente com a colocação da primeira amostra para o fluido de teste (como o exemplo ideal estava sendo mantido em uma pinça de três pontos ou com pinças). Teste foi iniciado em intervalos de 30 segundos. O tempo de imersão para amostras ser submerso em água foi 3 minutos + /-5 segundos e a 3 minutos + /-5 segundos para o óleo. No final do tempo de imersão, o espécime foi removido do fluido de teste e pendurado em forma de diamante, para que um canto foi menor do que o resto da amostra. Os espécimes foram então autorizados a escorrer por 3 minutos + /-5 segundos para a água e a 5 minutos + /-5 segundos para o óleo. No final do tempo de escoamento, a amostra foi removida, segurando um prato de pesagem sob a amostra e soltando-a do dispositivo de fixação. A amostra foi então pesada com a aproximação de 0,01 g. A capacidade absorvente foi calculada em área g/espécime, pelo peso molhada (g) - peso seco (g). A capacidade específica (g/g) foi calculada pela capacidade absorvente (g) / peso (g) a seco. A absorção de % foi calculada pela capacidade específica (g/g) X 100. O óleo usado foi um óleo mineral branco. Taxa de Absorção Vertical

[80] Esse método foi usado para medir a taxa na qual um fluido (água ou óleo) foi absorvido no substrato não tecida como resultado da ação capilar. O teste foi usado para determinar os efeitos de capilaridade de um líquido sobre um tecido que foi suspenso verticalmente e parcialmente imerso em um fluido de teste. Um reservatório de um recipiente foi preenchido tal que espécimes poderiam ser imerso no fluido de reservatório. Um agente de coloração como (corante de comida vermelho simples para água) e fucsina ácida para o óleo pode ser usado para matizar o fluido de teste para torná-lo mais visível como pavios acima da amostra. As amostras podem ser colocadas em um forno se uniformemente desejado. A altura do suporte de amostra foi ajustada de forma que a borda inferior da faixa de espécime estendido aproximadamente 25,4 mm (1 polegada) para o fluido de teste.

[81] As amostras foram cortadas em uma forma retangular de 25,4 por 203,2 + /-2,5 mm (1 por 8 + /-0,1 polegadas). Como com todos os métodos de teste anterior, as amostras foram tomadas de amostras de material que estavam livres de dobras, rugas ou quaisquer distorções que fariam as amostras anormais do resto do material do teste. Em testes, as amostras foram fixadas para um padrão (desejavelmente um que permitiu até três 3 exemplares ser pendurado ao mesmo tempo) com a dimensão tempo vertical para o fluido e as extremidades inferiores pendurado do lado do reservatório para evitar molhar prematuramente os espécimes. A altura da amostra foi ajustada para a borda inferior da faixa estendida aproximadamente 25,4 mm no fluido. Observa-se que um espécime mais curto pode ser utilizado, contanto que aproximadamente 25,4 mm do espécime estejam submerso no fluido de teste. Uma vez que a extremidade livre do espécime foi colocada no fluido de teste, um cronômetro é iniciado assim que o espécime entra em contato com o fluido. O teste foi encerrado após todos os espécimes permanecerem em teste por um minuto. Caso seja desejável usar o forno de secagem, este será desejavelmente um forno com fluxo de ar forçado e gravidade, capaz de manter a 105 °C + /-3,6 °C. Água era desejavelmente água purificada, tendo não mais do que 5 micro-ohms por medidor de condutibilidade. O óleo era óleo mineral branco. Teste de Gota de Água ou Óleo para a Taxa de Absorção de Não tecido

[82] Esse método foi usado para determinar a taxa de absorção separada de água e óleo de teste fluido em um material não tecido, usando uma pipeta para entregar uma quantidade especificada do fluido de teste. A taxa de absorção de água/óleo é o tempo necessário, em segundos, para uma amostra de tecido não absorver uma quantidade especificada de fluidos o teste individual. A taxa de absorção é a média de um mínimo de quatro leituras de absorvência (dois ou mais em cada lado do material). Para realizar o teste, bastante fluido de teste foi derramado em pequenos copos de vidro para ser usado para os testes diários e coberto com uma tampa de vidro de relógio. Seis (6) amostras aproximadamente 10.000 mm2, que se seria quadrado 100 mm por 100 mm foram usadas. Produtos que contenham resina força molhada e que são menos de 4 semanas de idade devem ser curados em forno de ar forçado a 105 + /-2 °C por cinco minutos. O tamanho da gota a ser usado foi 0,1 ml, com 1 amostra de material estratificado de ensaio em um momento. Os espécimes foram drapeados por cima de um copo de aço inoxidável e cobertos com um modelo ou o dispositivo de teste de uso equivalente para manter o espécime no lugar. Testaram-se um mínimo de 2 gotas em cada lado do material. A pipeta foi preenchida com a quantidade necessária de óleo ou água. A ponta da pipeta realizou cerca de 25 mm (uma polegada) acima da amostra e em um ângulo direito ao modelo. Simultaneamente, o fluido de teste foi dispensado da pipeta e o timer foi iniciado. Em seguida, fluido de teste foi absorvido até o ponto onde a luz não foi refletida a partir da superfície do fluido de teste, o cronômetro foi interrompido. O temporizador não foi zerado entre leituras. Cada lado do material amostra tinha um limite de tempo máximo segundo 180. Se as leituras individuais foram acima de 180 segundos, leituras de tempo individuais foram relatadas. O espécime foi reposicionado e repetido com uma segunda gota do mesmo lado do material. A amostra foi então entregue e repetida para um total de quatro gotas (2 de cada lado). Se soltar propagação chegou à beira do espécime, o teste foi interrompido. Idealmente, o temporizador foi interrompido entre espécimes. No entanto, se o temporizador não foi interrompido, o número total de segundos deve ser dividido pelo número total de leituras. O óleo usado foi o óleo mineral branco. Material de ligação Strength of Stretch-Bonded laminado (também conhecido como SBL)

[83] O teste foi usado para determinar a força de ligação entre camadas de componente de tecidos laminados. A força de separação foi medida a um ângulo de aproximadamente 180 graus. O método foi desenvolvido usando o MTS TestWorks® para o software Windows. A eficiência da ligação entre camadas de componente do tecido laminado foi determinada medindo a força necessária para delaminar o tecido. A força dos valores de separação, expressos com a aproximação de 0,1 g, são uma indicação de quão bem o tecido estava ligado.

[84] Para os fins deste teste, a "resistência da ligação"era a força de separação que era necessária para delaminar as camadas do componente da amostra de teste em um ângulo aproximado de 180 graus sobre uma distância especificada. "Delaminação"para os fins deste teste foi a separação dos componentes/dobras do tecido laminado devido a uma falha do mecanismo de ligação que unia as lonas. Os laminados extensíveis testados eram compósitos contendo uma camada elástica previamente esticada que foi ligada a uma dobra spunbond em cada uma das superfícies externas da camada elástica (camadas de revestimento) e, em seguida, hidroentrelaçados com uma trama hidrofílica.

[85] A velocidade de cruzeta foi fixada em 300 + /-10 mm/min (12 + /- 0,4 polegadas/min), a unidade de célula de carga permitido para os valores entre 5 e 95 por cento da carga em grande escala. A medição de início foi aos 16 anos + /-1mm e a medição final foi em 170 + /-1 mm.

[86] Era desejável, se possível, que a amostra fosse testada dentro de 1 hora a contar da fabricação. As amostras foram inicialmente cortadas do laminado de aproximadamente 300 mm (12 polegadas) na direção longitudinal (MD) por uma largura de deckle completo. Então, um número suficiente de amostras menores foi cortado do espécime maior, de forma uniformemente espaçada e assim que um mínimo de 75 por cento da amostra foi pesquisado. Cada uma das amostras menores foram cortadas do espécime da amostra maior amostra em aproximadamente 75 mm (3 polegadas) na direção transversal da máquina (CD), em 175 mm (7 polegadas) na direção de máquina (MD). Era desejável que as amostras fossem mantidas na ordem em que elas foram inicialmente cortadas a partir da amostra de espécime maior, com a ordem mantida durante todo o teste.

[87] Assim, para delaminar inicialmente uma extremidade das amostras para mais testes, foram utilizados os seguintes procedimentos. Em uma coifa, 90% de álcool isopropílico (IPA) foi vertida em um recipiente para uma profundidade máxima de 6,35 mm (0,25 pol.). Uma extremidade de cada amostra a ser testada foi levemente tocada com a extremidade de 75 mm, na superfície do IPA. A extremidade posta em contato da amostra foi apagada pela colocação de uma camada de material absorvente sobre uma superfície plana e, em seguida, colocar o espécime molhado sobre o material absorvente. O espécime foi coberto com uma camada de material absorvente, e com uma mão, a pressão foi aplicada para aproximadamente 1 segundo para o fim de imersão da amostra. Enquanto segura firmemente os espécimes individuais, o fim de tricaína 75 mm foi esticado e lançado, como a ação de estiramento e lançamento ajuda a delaminação inicial das camadas. O lado de spunbond da amostra foi cuidadosamente descascadas (parcialmente) longe da camada elástica e do outro lado do spunbond enfrentando camada, abaixo dos 38 + /-13 mm (1,5 + /-0,5 polegadas) para que a camada elástica foi exposta uniformemente para cada amostra.

[88] As camadas de revestimento spunbond dos espécimes foram colocadas nas aderências do testador de tração com a camada elástica uniformemente distribuída virada para fora, como segue. O espécime foi centrado nas aderências com os punhos fechados. Folga das amostras entre os apertos foi removida sem iniciar ainda mais a separação da amostra, e as alças foram fechadas. Os espécimes foram realizados verticalmente entre as duas alças fechadas. Crosshead foi iniciado. O teste foi terminado e crosshead foi retornado. A amostra foi então removida da coronha. Deslizamento de material entre os apertos deve não foram observado. Sugere-se que apertos de carga máxima cisalhamento 200 lb ser empregado se o deslizamento é observado.

[89] Os equipamentos a seguir foram usados para o teste. Um Tensile Tester MTS Criterian 42 (testador de resistência à tração MTS) - Conjunto de Não-tecidos (INSTRON). Macro de Teste para programas Testworks 4 ou Bluehill 2. Uma aderência de face com (25, 4 mm por 76,2 mm) 1 polegada por 3 polegadas. Uma célula de carga de 5000 gramas é tipicamente usada. Tabela 1

[90] Os valores de peso condicionado e seco na Tabela 1 sugerem uma quantidade pequena de hidroentrelaçamento em um laminado extensível à base de película com aberturas que foi hidroentrelaçado com uma folha de base celulósica. No entanto, as propriedades absorventes e imagens SEM mostram que algumas polpas estão hidroentrelaçadas a esse laminado extensível à base de película perfurada. Teste de Gramatura /Peso Peso Condicionado (g/m2) Peso Seco (g/m2) MÉDIO PADRÃO MÉDIO PADRÃO Laminado extensível com base em película perfurada de controle 118 1 117 1 Compósito extensível com base em película perfurada hidroentrelaçado 118 4 115 4

Tabela 2

Capacidade absorvente vertical Capacidade Absorvente Vertical: Óleo Mineral (%) Capacidade Absorvente Vertical: Água (%) MÉDIO PADRÃO MÉDIO PADRÃO Laminado extensível com base em película perfurada de controle 777 10 149 33 Compósito extensível com base em película perfurada hidroentrelaçado 658 13 265 25

[91] A Capacidade Absorvente Vertical para óleo mineral e água mostra um laminado extensível à base de película perfurada como sendo absorvente ao óleo mineral antes e depois que a polpa foi hidroentrelaçada aos substratos. No entanto, um pouco da capacidade de absorção de óleo é perdida após o hidroentrelaçamento. Ganhos substanciais na capacidade para água foram alcançados, proporcionando um substrato que tem a capacidade de absorção equilibrada para água e óleo. O aumento da absorção à água no laminado extensível à base de película perfurada hidroentrelaçado sugere que polpa suficiente foi entrelaçada para impactar a absorção.

[92] Como uma comparação, o mesmo teste foi realizado na folha celulósica de panos de limpeza, em de uma (1) até quatro (4) tipos de amostra individualmente. Os panos celulósicos e spunbond usados para comparação eram um pano para limpeza hidroentrelaçado disponibilizado pela Kimberly-Clark Professional, sob a marca de panos para limpeza WYPALL, especificamente a marca WYPALL X80, HYDROKNIT, designação de produto não tecido. Os resultados estão indicados abaixo para óleo mineral, óleo para motor e água. Os protótipos extensíveis, hidroentrelaçados demonstraram capacidades similares elevadas para óleo mineral. Tabela 2A

Tabela 2B Amostra 1

Tabela 3

[93] Taxa de Absorção Vertical em MD e CD apresenta tendências similares à Capacidade Absorvente Vertical. A absorção de óleos minerais permanece inalterada com e sem a polpa entrelaçada. Entretanto, uma melhoria substancial na absorção de água foi obtida mediante o entrelaçamento da polpa no laminado extensível com base em película perfurada.

Tabela 4

[94] Teste de Gotas para Absorção de óleo mineral e água mostrando ganhos substanciais na capacidade de absorção de água mediante o hidroentrelaçamento

Tabela 5 A realização de testes de Resistência ao Descascamento do Laminado (ou seja, a resistência da ligação entre o revestimento e a película) sugere que a ligação dos revestimentos à película (no laminado extensível com base em película) foi significativamente melhorada no ponto em que a polpa é entrelaçada ao substrato. Isto sugere uma "interligação" das camadas laminada pela polpa. Isto ocorreu na amostra do laminado extensível à base de película perfurada, sugerindo que a polpa penetra as aberturas da película e une as camadas do laminado.

*Compósito extensível com base em película com abertura hidroentrelaçado não pode ser testado para resistência ao descascamento do compósito porque o descascamento parou/falhou no início da interface da polpa.

[95] Um conjunto adicional de amostras demonstrativas foi feito em conformidade com a invenção, conforme ilustrado nas figuras 4-4D. Em particular, um laminado extensível à base de película perfurada, de acordo com Siqueira, foi feito incluindo uma camada de película intermediária e dois revestimentos spunbond de polipropileno de 13,5 g/m2acobreada. Nestas amostras, as aberturas da película foram posicionadas em um padrão de zig zag (como visto na Figura 4) em que os orifícios consecutivos da abertura 31 foram escalonados. O padrão global dos orifícios 31 no material de película 82 era um padrão de zigue-zague 81 ao longo da direção de máquina, mas com orifícios de abertura 31 com um comprimento estendido ao longo da direção transversal da máquina. A camada hidrofílica que foi hidroentrelaçada com o laminado extensível a base de película perfurada era uma folha de celulose branca conforme descrito anteriormente.

[96] Esse padrão em zig-zag da abertura 80 no compósito extensível hidroentrelaçado 24 pode ser visto do lado da polpa 40 na Figura 4A. O padrão em zigue-zague é visível também 85 do lado do fio 42 do compósito extensível hidroentrelaçado 24 como visto na Figura 4B. A polpa branca foi visualmente observada em cada um dos revestimentos acobreados após o hidroentrelaçamento da folha de celulose e do laminado extensível à base de película perfurada. A polpa branca foi observada para assumir um padrão que era similar ao padrão de abertura em zig-zag na camada de película. Essa colocação da polpa indica o processo de estiramento do laminado extensível e o hidroentrelaçamento resulta na abertura das aberturas da película e na penetração das fibras descontínuas em e através das e aberturas, de modo que todas as camadas no laminado elástico, incluindo a camada inelástica hidrofóbica do lado do fio contenham alguma medida da fibra descontínua.

[97] A Figura 4 ilustra uma imagem fotográfica ampliada do lado da polpa 40 do compósito extensível hidroentrelaçado 24. A Figura 4D ilustra uma imagem fotográfica ampliada do lado do fio 42 do compósito extensível hidroentrelaçado 24. Na imagem, as fibras de celulose 87 estão presentes nas linhas do zig-zag substancialmente alinhadas 86 correspondentes às linhas das aberturas na camada de película no compósito. As linhas das fibras de celulose 86 são separadas por linhas com pouca ou sem polpa e que correspondem às áreas da camada de película sem aberturas.

[98] Os materiais das folhas, produzidos em conformidade com esta invenção, pode ser usados em uma variedade de aplicações para produto final. Por exemplo, estes materiais de folha podem ser usados para uma variedade de produtos de limpeza, em que a capacidade de drapeamento, elasticidade e absorção de óleo e água em atividades de limpeza são desejadas. Prevê-se que os panos de limpeza elásticos e absorventes podem ter uso benéfico penetrando em áreas apertadas a serem limpas. Está previsto também que estes materiais de folha têm aplicações de produto final nas áreas técnicas de filtração, vestuário médico, proteções e curativos e área de cuidados pessoais, tais como em abas ou painéis laterais de fraldas para bebê/criança e aplicações em produtos para higiene feminina.

[99] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em relação às suas modalidades específicas, será contemplado que os versados na técnica, após obter uma compreensão do exposto anteriormente, poderão facilmente conceber alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Nesse sentido, o escopo da presente invenção seve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes a estas.

Claims

1. Processo para fabricar um compósito não tecido elástico extensível (24), caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: a) fornecimento de uma camada laminada não tecida extensível, com base em película perfurada, elástica na direção da máquina (20), tendo ela própria uma camada de película elástica com aberturas (30) e pelo menos uma camada inelástica (32, 34); b) extensão da camada laminada extensível (20) na direção da máquina de modo que pelo menos uma camada inelástica (32, 34) tenha uma configuração geralmente achatada e que não ocorra ruptura da camada inelástica (32, 34); c) fornecimento de uma camada fibrosa hidrofílica (22) sobre a camada laminada não tecida extensível, com base em película perfurada e esticada (20), sendo que a camada fibrosa (22) inclui fibras descontínuas, fibras substancialmente contínuas, fibras de polpa de celulose ou uma combinação destas; d) hidroentrelaçamento das fibras (22A) da camada fibrosa hidrofílica (22) na camada laminada não tecida extensível, com base em película perfurada e esticada (20) para produzir um compósito não tecido elástico extensível hidroentrelaçado (24) que é absorvente para líquidos aquosos e à base de óleo; e) permissão para que o compósito não tecido elástico extensível hidroentrelaçado (24) seque e relaxe; f) armazenamento do referido compósito não tecido elástico extensível hidroentrelaçado (24) ou movimento do referido compósito (24) para um processo de fabricação de produto adicional.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido laminado extensível, à base de película perfurada, elástico, na direção de máquina (20) inclui uma película em monocamada ou em multicamadas perfurada elástica.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a referida película em monocamada ou em multicamadas perfurada elástica inclui aberturas (31) configuradas em múltiplas direções ao longo das dimensões da referida película, ou em que a referida película em monocamada ou em multicamadas perfurada elástica inclui aberturas (31) que têm uma dimensão maior primariamente ao longo da direção transversal da máquina (CD).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o laminado extensível, à base de película perfurada, elástico, na direção de máquina (20) inclui duas camadas inelásticas (32, 34), sendo que cada camada inelástica (32, 34) é ligada a um lado separado de uma camada de película perfurada elástica intermediária (30).

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de estiramento é realizada por uma série de rolos que se movem progressivamente mais rápido (13, 15).

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de estiramento é realizada por um par de rolos (13, 15) em uma disposição de S-wrap em que a razão entre as velocidades do segundo rolo (15) mais distante da fonte de laminado e o primeiro rolo (13) mais próximo da fonte de laminado é entre 1,1:1 e 5:1, ou em que a razão das velocidades é entre 1,5: 1 e 3:1.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada fibrosa hidrofílica (22) tem base celulósica.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a camada fibrosa hidrofílica (22) está presente inicialmente em uma faixa de peso entre 2 e 200 g/m2.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão do fluido utilizado na etapa de hidroentrelaçamento é entre 500 e 5000 psi (3,4 MPa e 34,5 MPa), alternativamente entre 1400 e 3000 psi (9,65 MPa e 20,7 MPa), e/ou em que as tramas hidroentrelaçadas se movem e passam em um coletor de hidroentrelaçamento a uma distância de 0,25 polegada e 2 polegadas (6,35 mm e 50,8 mm).

10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de película perfurada elástica (30) do laminado extensível à base de película perfurada elástico (20) tem uma área de abertura aberta na camada de película (30) entre 2 e 40 por cento antes do hidroentrelaçamento, ou em que a área de abertura aberta na camada de película (30) é entre 10 e 30 por cento.