BR112017008700B1

BR112017008700B1 - Manta não tecida, compósito, e, artigo absorvente

Info

Publication number: BR112017008700B1
Application number: BR112017008700-6A
Authority: BR
Inventors: Mark G. Kupelian; Lei Huang; John H. Conrad; Jeffrey J. Krueger; Ray A. Sterling
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2021-04-06
Also published as: US20170304481A1; WO2016080960A1; US11083816B2; CN107073162A; AU2014412048A1; BR112017008700A2; EP3220964B1; KR20170087468A; RU2689784C2; KR102230520B1; MX2017005149A; AU2014412048B2; EP3220964A1; AR103136A1; RU2017118032A3; RU2017118032A; EP3220964A4

Abstract

é fornecida uma manta não tecida que contém uma pluralidade de fibras formadas a partir de uma composição de poliolefina. a composição de poliolefina contém um polímero de propileno rígido que tem uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente altos, que pode proporcionar boa resistência e durabilidade à manta não tecida. a composição de poliolefina também contém um polímero de propileno dúctil que tem um índice de fluxo de fusão relativamente alto, que pode ajudar a alcançar fibras relativamente finas que minimizam a rigidez da manta. além de um polímero rígido e dúctil, a composição de poliolefina também contém um aditivo deslizante (por exemplo, derivado de ácidos graxos). entre outras coisas, o referido aditivo pode ainda melhorar a suavidade geral da composição.

Description

MANTA NÃO TECIDA, COMPÓSITO, E, ARTIGO ABSORVENTE

Fundamentos da Invenção

[1] Mantas ou tecidos não tecidos são desejáveis para uso em uma variedade de produtos, como fraldas descartáveis e outros produtos de higiene pessoal. Por exemplo, em uma fralda descartável, é altamente desejável ter componentes não tecidos que sejam macios e fortes. As folhas posteriores são, muitas vezes, formadas de uma manta não tecida de polipropileno laminada com uma película respirável feita de polietileno de baixa densidade linear. Um dos problemas com folhas posteriores convencionais, no entanto, é que elas geralmente não proporcionam uma sensação de maciez similar à roupa. A manta não tecida de polipropileno, por exemplo, pode ser relativamente rígida em sua natureza e proporcionar uma sensação de aspereza na sua superfície. Por estas razões, várias tentativas foram feitas para melhorar a maciez da manta não tecida através de tratamentos pós-mecânicos. Por exemplo, uma técnica que foi pretendida envolve a redução do grau de ligação térmica (por exemplo, diminuição do tamanho ou distância entre locais de ligação) na manta não tecida. Infelizmente, no entanto, isso pode resultar no aumento do grau de abrasão (por exemplo, esfiapar ou desprender). Porque a resistência à abrasão se correlaciona à desfiadura, métodos conhecidos de produção de manta não tecida resultam, geralmente, em uma compensação entre as propriedades de desfiadura e suavidade da manta não tecida.

[2] Assim, existe, atualmente, uma necessidade de um material de manta não tecida que possa apresentar uma sensação de maciez e similar à roupa sem uma redução substancial na durabilidade (por exemplo, resistência à abrasão) ou força.

Sumário da Invenção

[3] De acordo com uma modalidade da presente invenção, é divulgada uma manta não tecida que compreende uma pluralidade de fibras formadas de uma composição de poliolefina. A composição de poliolefina contém pelo menos um polímero de propileno rígido, pelo menos um polímero de propileno dúctil e pelo menos um aditivo deslizante. Além disso, o polímero de propileno dúctil tem um índice de fluxo de fusão superior a cerca de 1000 gramas por 10 minutos, conforme determinado a uma carga de 2160 gramas e a 230°C, em conformidade com ASTM D1238-13.

[4] Outras propriedades e aspectos da presente invenção serão discutidos com mais detalhes abaixo.

Breve Descricão das Figuras

[5] Uma descrição completa e esclarecedora da presente invenção, incluindo o seu melhor modo, direcionada aos versados na técnica, é definida mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência à figura anexa em que:

[6] A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um artigo absorvente que pode ser formado de acordo com uma modalidade da presente invenção.

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

Descrição Detalhada das Modalidades Representativas Definições

[8] Conforme utilizado no presente documento, o termo “fibras” refere-se a extrusados alongados que podem ser formados pela passagem de um polímero por meio de um orifício de moldagem, como uma matriz. A menos que mencionado em contrário, o termo “fibras” inclui fibras descontínuas com comprimentos definidos (por exemplo, fibras estáveis) e filamentos substancialmente contínuos. Os filamentos substancialmente longos podem, por exemplo, ter comprimento muito maior do que o diâmetro, como razão entre comprimento e diâmetro (“razão de aspecto”) superior a cerca de 15.000 para 1 e, em alguns casos, a cerca de 50.000 para 1.

[9] Como utilizado no presente documento, o termo “manta não tecida” refere-se, geralmente, a uma manta com estrutura de fibras que são entrelaçadas, mas não de forma identificável, como em um pano entrelaçado. Exemplos de mantas não tecidas adequadas incluem, mas não se limitam a, mantas de filamentos de sopro por fusão (meltblown), mantas termossoldadas (spunbond), mantas cardadas ligadas, mantas coformes, mantas emaranhadas hidraulicamente e assim por diante.

[10] Como utilizado no presente documento, o termo manta "spunbound" geralmente se refere a uma manta não tecida que contém filamentos substancialmente contínuos formados pela 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 spunbound. A produção de mantas spunbound é descrita e ilustrada, por exemplo, na Patente dos EUA №s. 4.340.563 para Appel, et al., 3.692.618 para Dorschner, et al., 3.802.817 para Matsuki, et al., 3.338.992 para Kinnev, 3.341.394 para Kinnev, 3.502.763 para Hartman, 3.502.538 para Levy, 3.542.615 para Dobo, et al., e 5.382.400 para Pike, et al.

[11] Como empregado no presente documento, o termo manta ou revestimento “meltblown” refere-se geralmente às fibras que contêm manta não tecida formadas pela extrusão de um material termoplástico fundido, por meio de uma variedade de moldes capilares finos, geralmente circulares, como fios fundidos de filamentos em correntes de gás (por exemplo, ar) de convergência de alta velocidade que atenuam os filamentos de material termoplástico fundido para reduzir seus diâmetros, que podem apresentar 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 manta de fibras meltblown dispersas aleatoriamente. Tal processo é divulgado, por exemplo, na Patente dos EUA № 3.849.241 para Butin et al.

Descrição Detalhada

[12] 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. De fato, estará evidente aos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade para produzir ainda uma outra modalidade. Assim, a intenção é que a presente invenção aborde essas modificações e variações.

[13] De um modo geral, a presente invenção é direcionada a uma manta não tecida que contém uma pluralidade de fibras formadas a partir de uma composição de poliolefina. A composição de poliolefina contém um polímero de propileno rígido que tem uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente altos, que pode proporcionar boa resistência e durabilidade à manta não tecida. Embora o polímero de propileno rígido tenha uma sensação relativamente rígida, que não é o ideal, os presentes inventores, no entanto, surpreendentemente descobriram que através do uso de determinados componentes da composição de poliolefina, a manta não tecida resultante pode alcançar uma sensação macia e dúctil. Mais particularmente, a composição de poliolefina contém um polímero de propileno dúctil que tem um índice de fluidez de fusão relativamente alto, de mais de 1.000 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 1.500 a cerca de 5.000 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 1.600 a cerca de 3.000 gramas por 10 minutos, determinado a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura de 230°°C, de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133). Os presentes inventores descobriram que polímeros dúcteis com uma viscosidade de derretimento relativamente baixa (ou seja, um índice de fluxo de fusão alto) podem ajudar a conseguir fibras relativamente finas que minimizam a rigidez da manta. De um modo geral, as fibras da manta não tecida podem ter um tamanho médio (por exemplo, diâmetro) de cerca de 100 micrômetro ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,1 mícron a cerca de 50 mícrons e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 mícron a cerca de 40 mícrons. Da mesma forma, as fibras podem ter um denier de cerca de 6 ou menos, em algumas modalidades cerca de 3 ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 2. Além de um polímero rígido e dúctil, a composição de poliolefina também contém um aditivo deslizante (por exemplo, derivado de ácidos graxos). Entre outras coisas, o referido aditivo pode ainda melhorar a suavidade geral da composição.

[14] Serão descritas agora diversas modalidades da presente invenção com mais detalhes.

I. Composição de Poliolefina A. Polímeros de Propileno Rígido

[15] Como observado, a composição de poliolefina usada para formar a manta não tecida contém um polímero de propileno rígido, que pode ter uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente altos. Por exemplo, o polímero de propileno rígido pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 145°C a cerca de 200°C, em algumas modalidades de cerca de 150°C a cerca de 180°C e, em algumas modalidades, de cerca de 155°C a cerca de 170°C e um módulo de elasticidade de cerca de 800 a cerca de 4.000 MPa, em algumas modalidades de cerca de 1.000 a cerca de 3.000 MPa, e em algumas modalidades, de cerca de 1.200 a cerca de 2.500 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. O polímero de propileno rígido também pode ter um índice de fluidez de cerca de 15 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 20 a cerca de 80 gramas por 10 minutos, e em algumas modalidades, de cerca de 25 a cerca de 50 gramas por 10 minutos, determinado em uma carga de 2160 gramas e a 230°°C, conforme determinado de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133).

[16] Qualquer variedade de polímeros de propileno com as características supracitadas podem ser geralmente empregados na presente invenção. Em uma modalidade particular, por exemplo, o polímero de propileno é um homopolímero ou copolímero isotáctico ou sindiotáctico (por exemplo, aleatório ou bloco) contendo cerca de 10% em peso ou menos de comonômeros (por exemplo, α-olefinas) e em algumas modalidades, cerca de 2% em peso ou menos. O termo "sindiotáctico" se refere, geralmente, a uma tacticidade em que uma parte considerável, se não a totalidade, dos grupos metil alternam em lados opostos ao longo da cadeia do polímero. Por outro lado, o termo "isotático" geralmente se refere a uma tacticidade em que uma parte considerável, se não a totalidade, dos grupos metil estão no mesmo lado ao longo da cadeia do polímero. Esses polímeros são formados tipicamente usando um catalisador de Ziegler-Natta, sozinho ou em combinação com uma pequena quantidade de um comonômero de a-olefina. Polímeros isotácticos, por exemplo, têm, normalmente, uma densidade que varia de 0,88 a 0,94 g/cm3, e em algumas modalidades, de cerca de 0,89 a 0,91 g/cm3, conforme determinados de acordo com ASTM 1505-10. Homopolímeros de propileno rígido comercialmente disponíveis podem incluir, por exemplo, Metocene™ MF650Y e MF650X, que são disponibilizados pela Basell Polyolefins, bem como PP 3155, que é disponibilizado pela Exxon Mobil. Outros exemplos de polímeros de propileno adequados podem ser descritos nas Patentes U.S. №s. 6.500.563 para Datta et al.; 5.539.056 para Yang et al.; e 5.596.052 para Resconi et al.

[17] Polímeros de propileno rígido geralmente constituem cerca de 75% em peso a cerca de 99,5% em peso, em algumas modalidades de cerca de 80% em peso a cerca de 99% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 85% em peso a 98% em peso do teor de polímero da composição de poliolefina. Da mesma forma, os polímeros de propileno rígido constituem cerca de 75% em peso a cerca de 99,5% em peso, em algumas modalidades de cerca de 80% em peso a cerca de 99% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 85% em peso a 98% em peso da composição de poliolefina total.

B. Polímero de Propileno Dúctil

[18] Além de ter um índice de fluxo de fusão relativamente alto (ou seja, baixa viscosidade) como mencionado acima, o polímero de propileno dúctil também pode ter um módulo de elasticidade relativamente baixo em comparação com o polímero de propileno rígido, que reduz ainda mais a rigidez global da composição de poliolefina. Por exemplo, a razão entre o módulo de elasticidade do polímero de propileno rígido e o polímero de propileno dúctil é normalmente de cerca de 1 a cerca de 50, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 40, e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 30. O módulo de elasticidade do polímero de propileno dúctil pode, por exemplo, variar de cerca de 1 a cerca de 500 MPa, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 300 MPa, e em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 100 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10.

[19] Além disso, o polímero de propileno dúctil também pode ter um ponto de fusão relativamente baixo e um grau baixo de cristalinidade. Por exemplo, a temperatura de fusão do polímero dúctil pode ser cerca de 40°C a cerca de 120°C, em algumas modalidades de cerca de 50°C a cerca de 100°C e, em algumas modalidades, de cerca de 55°C a cerca de 85°C. Da mesma forma, o grau de cristalinidade do polímero pode ser cerca de 1% a cerca de 35%, em algumas modalidades de cerca de 3% a cerca de 20%, e em algumas modalidades, de cerca de 5% e cerca de 25%. Através do uso de um polímero de propileno dúctil com uma temperatura de fusão e grau de cristalinidade relativamente baixos, a janela de temperaturas em que a composição de poliolefina começa a derreter pode ser ampliada, o que aprimora a sua capacidade de tornar-se adequadamente ligada a outras camadas, tal como uma película ou outra manta não tecida, como descrito em mais detalhes abaixo. Esta janela de temperatura de fusão da composição de poliolefina pode ser caracterizada utilizando calorimetria exploratória diferencial como a largura (ΔWf1/2) na metade da altura do pico de fusão endotérmico. Em virtude da presente invenção, por exemplo, ΔWf1/2 pode ser cerca de 5°C ou mais, em algumas modalidades cerca de 8°C ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 10°C a cerca de 20°C. A temperatura de fusão da composição de poliolefina pode igualmente variar de cerca de 100°C a cerca de 180°C, em algumas modalidades de cerca de 120°C a cerca de 170°C e, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 160°C. A largura à meia altura do pico endotérmico (ΔWf1/2), temperatura de fusão (ou seja, pico da curva endotérmica) e grau de cristalinidade podem ser determinadas como é bem conhecido na técnica, utilizando calorimetria exploratória diferencial ("DSC") de acordo com ASTM D-3417.

[20] Qualquer variedade de polímeros de propileno com as características supracitadas podem ser geralmente empregados na presente invenção. Em uma modalidade particular, por exemplo, o polímero de propileno dúctil é um homopolímero ou copolímero pouco cristalino (por exemplo, aleatório ou em bloco) contendo cerca de 10% em peso ou menos de comonômeros (por exemplo, α-olefinas) e, em algumas modalidades, cerca de 2% em peso ou menos. Esses polímeros são formados tipicamente usando um catalisador metalocênico, sozinho ou em combinação com uma pequena quantidade de um comonômero de a-olefina. Exemplos de catalisadores metalocênicos apropriados para polímeros de propileno pouco cristalinos podem ser descritos na Publicação de Patente dos EUA № 2012/0208422 para Koori,et al. Por exemplo, esses catalisadores metalocênicos podem ser obtidos a partir de uma combinação de um promotor e um composto de metal de transição que formam uma estrutura reticulada através de dois grupos de ligação cruzada. Promotores adequados podem incluir, por exemplo, dimetilanilinium tetrakis(pentafluorofenil)borato, trietilamônio tetrafenilborato, tri(n-butil)amônio tetrafenilborato, trimetilamónio tetrafenilborato, tetraetilamônio tetrafenilborato, metil(tri-n-butil)amônio tetrafenilborato, benzil(tri-n-butil)amônio tetrafenilborato, aluminoxano (por exemplo, metilaluminoxano, etilaluminoxano, isobutilaluminoxano, etc.) e assim por diante. Compostos de metal de transição adequados podem, da mesma forma, incluir (1,2'-dimetilsilileno) dicloreto de (2,1'-dimetilsilileno)bis(3-n-butilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno) (2,1 '-dimetilsilileno)bis(3-trimetilsililmetilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(3-fenilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(4,5-benzoindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(4-isopropilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(5,6-dimetilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(4,7-di-isopropilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(4-fenilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-dimetilsilileno)bis(3-metil-4-isopropirmdenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '- dimetilsilileno)bis(5,6-benzoindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno) (2,1 '-isopropilideno)-bis(indenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno)(2,1 '-isopropilideno)-bis(3-metilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno) (2,1 '-isopropilideno)-bis(3-isopropilindenil)zircônio, dicloreto de (1,2'-dimetilsilileno) (2,1'-isopropilideno)-bis(3-n-butilindenil)zircônio e dicloreto de (1,2'- dimetilsilileno)(2,1'-isopropilideno)-bis(3-trimetilsililmetilin-denil)zircônio, etc., bem como compostos de metal de transição produzidos pela substituição do zircônio nos compostos supracitados por titânio ou háfnio.

[21] O polímero de propileno dúctil resultante por exemplo, tem, normalmente, uma densidade que varia de 0,85 a 0,91 g/cm3, e em algumas modalidades, de cerca de 0,85 a 0,089 g/cm3, conforme determinado de acordo com ASTM 1505-10. O polímero de propileno dúctil também pode ter um peso molecular ponderal médio de cerca de 10.000 a cerca de 200.000 gramas por mol, em algumas modalidades de cerca de 30.000 a cerca de 100.000 gramas por mol, e em algumas modalidades, de cerca de 40.000 a cerca de 80.000 gramas por mol, bem como um índice de polidispersão (peso molecular ponderal médio dividido pelo peso molecular numérico médio) de cerca de 4 ou menos, e em algumas modalidades, cerca de 3 ou menos. Exemplos comercialmente disponíveis desses polímeros de propileno catalisados por metaloceno podem incluir, por exemplo, L-MODU™ S400, que são disponibilizados por Idemitsu Kosan.

[22] Os polímeros de propileno dúctil constituem geralmente cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,2% em peso a cerca de 15% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a 12% em peso do teor de polímero da composição de poliolefina. Da mesma forma, os polímeros de propileno dúctil podem constituir cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,5% em peso a cerca de 15% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1 % em peso a 12% em peso da composição de poliolefina total.

Aditivo Deslizante

[23] Um aditivo deslizante também é empregado na composição de poliolefina. Se desejado, a razão do peso entre os polímeros de propileno dúctil sobre os aditivos deslizantes pode ser seletivamente controlada na presente invenção para ajudar a alcançar o grau desejado de suavidade e sensação táctil sem impactar negativamente a durabilidade e a resistência globais da composição. Mais especificamente, a razão entre o peso de polímeros de propileno dúctil e aditivos deslizantes varia, normalmente, de cerca de 1 para cerca de 50, em algumas modalidades de cerca de 1,5 a cerca de 40 e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 30. Enquanto a quantidade real pode variar, no geral, aditivos deslizantes normalmente constituem de cerca de 0,01% em peso a cerca de 6% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 3% em peso da composição de poliolefina.

[24] Aditivos deslizantes geralmente reduzem o atrito interno dentro de uma composição e podem incluir materiais tais como amidas, ceras, fluorocompostos, ácidos graxos, derivados de ácidos graxos, etc., bem como suas combinações. Derivados de ácido graxo são particularmente adequados para uso na composição e podem incluir, por exemplo, amidas de ácido graxo, ésteres de ácido graxo, sais de ácido graxo e assim por diante. Em uma modalidade particular, por exemplo, o derivado de ácido graxo pode ser uma amida de ácido graxo. A amida de ácido graxo pode ser qualquer composto de amida apropriado derivado da reação entre um ácido graxo e amônia ou um composto contendo amina (por exemplo, um composto contendo um grupo de amina primária ou um grupo de amina secundária). O ácido graxo pode ser qualquer ácido graxo adequado, como um ácido graxo C8-C28 saturado ou insaturado ou ácido graxo C12-C28 saturado ou insaturado. Em determinadas modalidades, o ácido graxo pode ser ácido erúcico (ou seja, ácido cis-13-docosenoico), ácido oléico (ou seja, ácido cis-9-octadecenoico), ácido esteárico (ácido octadecanoico), ácido beénico (ou seja, ácido docosanoico), ácido aráquico (ácido araquidínico ou ácido icosanóico), ácido palmítico (ou seja, ácido hexadecanoico) e suas combinações. O composto que contém amina pode ser qualquer composto que contém amina adequado, como aminas graxas (por exemplo, estearilamina ou oleilamina), etilenodiamina, 2,2'-iminodietanol e 1,1'-imunodipropan-2-ol.

[25] Mais particularmente, a amida do ácido graxo pode ser uma amida de ácido graxo com a estrutura de uma das Fórmulas (I)-(V):

em que,

[26] R13, R14, R15, R16, e R18 são independentemente selecionados dentre grupos alquil C7-C27 e grupos alquenil C7-C27, e em algumas modalidades, grupos alquil C11-C27 e grupos alquenil C11-C27;

[27] R17 é selecionado dentre grupos alquil C8-C28 e grupos alquenil C8-C28, e em algumas modalidades, grupos alquil C12-C28 e grupos alquenil C12-C28; e

[28] R19 é -CH2CH2OH ou -CH2CH(CH3)OH.

[29] Por exemplo, a amida de ácido graxo pode ter a estrutura da Fórmula (I), onde R13 é -CH2(CH2)10CH=CH(CH2)7CH3 (erucamida), -CH2(CH2)6CH=CH(CH2)7CH3 (oleamida), -CH2(CH2)15CH3, -CH2(CH2)19CH3, ou -CH2(CH2)17CH3. Em outras modalidades, a amida de ácido graxo pode ter a estrutura da Fórmula (II) onde R14 é -CH2(CH2)10CH=CH(CH2)7CH3 e R15 é -CH2(CH2)15CH3, ou onde R14 é -CH2(CH2)6CH=CH(CH2)7CH3 e R15 é -CH2(CH2)13CH3. Da mesma forma, em ainda outras encarnações, a amida do ácido graxo pode ter a estrutura da fórmula (III) onde está o R16 CH2(CH2)15CH3 ou -CH2(CH2)6CH=CH (CH2)7CH3. A composição também pode conter uma mistura de duas ou mais dessas amidas de ácido graxo.

[30] Se desejado, ésteres de ácido graxo também podem ser empregados na presente invenção. Os ésteres de ácido graxo podem ser obtidos por branqueamento oxidativo de uma cera natural bruta e esterificação subsequente de um ácido graxo com um álcool. O ácido graxo pode ser um ácido graxo C8-C28 ou um ácido graxo saturado ou insaturado C12-C28 conforme descrito acima. O álcool pode ter 1 a 4 grupos hidroxila e 2 a 20 átomos de carbono. Quando o álcool é multifuncional (por exemplo, 2 a 4 grupos hidroxila), um número de átomo de carbono de 2 a 8 é particularmente desejado. Álcoois multifuncionais particularmente adequados podem incluir álcool dihídrico (por exemplo, etilenoglicol, propilenoglicol, butilenoglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol e 1,4-ciclohexanediol), álcool trihídrico (por exemplo, glicerol e trimetilolpropano), álcoois tetrahídricos (por exemplo, pentaeritritol e eritritol) e assim por diante. Álcoois aromáticos também podem ser adequados, como o-, m- e p-tolilcarbinol, álcool clorobenzílico, álcool bromobenzílico, álcool 2,4-dimetilbenzílico, álcool 3,5-dimetilbenzílico, álcool 2,3,5-cumobenzílico, álcool 3,4,5-trimetilbenzílico, álcool p-cuminílico, álcool 1,2-ftalílico, 1,3-bis(hidroximetil)benzeno, 1,4-bis(hidroximetil)benzeno, pseudocumenilglicol, mesitilenoglicol e mesitileno glicerol. Os sais de ácido graxo também podem ser empregados, como aqueles formados por saponificação de um ácido graxo para neutralizar o excesso de ácidos carboxílicos e formar um sal de metal. A saponificação pode ocorrer com um hidróxido de metal, como um hidróxido de metal alcalino (por exemplo, hidróxido de sódio) ou hidróxido de metal alcalino terroso (por exemplo, hidróxido de cálcio). O sal de ácido graxo resultante normalmente inclui um metal alcalino (por exemplo, sódio, potássio, lítio, etc.) ou metal alcalino terroso (por exemplo, cálcio, magnésio, etc.).

Aditivos Opcionais

[31] Se desejado, vários outros aditivos também podem ser empregados na composição de poliolefina, como é bem conhecido na técnica. Os exemplos desses aditivos podem incluir, por exemplo, elastômeros (por exemplo, elastômeros, elastômeros olefínicos, etc.), materiais de preenchimento, pigmentos, antioxidantes, estabilizadores (por exemplo, estabilizadores de fusão, estabilizadores de luz, estabilizadores de calor, etc.), surfactantes, promotores de fluxo, solventes sólidos, plastificantes, particulados, agentes adesivos, modificadores de viscosidade, etc. Quando empregados, esses aditivos constituem normalmente cerca de 0,001% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,01 a cerca de 10% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso da composição de poliolefina.

[32] Em determinadas modalidades, por exemplo, a composição de poliolefina pode conter um elastômero olefínico, como um copolímero de propileno e uma a-olefina. As α-olefinas adequadas podem ser lineares ou ramificadas (por exemplo, uma ou mais ramificações de alquil C1-C3 ou um grupo aril) e formadas de olefinas, como α-olefinas C2-C20, α-olefinas C2-C12 ou α-olefinas C2-C8. Exemplos específicos incluem etileno, buteno; 3-metil-1 -buteno; 3,3-dimetil-1 -buteno; penteno; penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; deceno substituído por etil, metil ou dimetil; dodeceno; estireno e assim por diante. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno, buteno (por exemplo, 1 -buteno), hexeno e octeno (por exemplo, 1-octeno ou 2-octeno). O teor de propileno do copolímero de propileno/α-olefina pode variar, normalmente, de cerca de 60% a 99,5% em mol, em algumas modalidades de cerca de 80% em mol a cerca de 99% em mol, e em algumas modalidades, de cerca de 85% em mol a cerca de 98% em mol. O teor de α-olefina pode variar da mesma forma de cerca de 0,5% em mol a cerca de 40% em mol, em algumas modalidades de cerca de 1% em mol a cerca de 20% em mol, e em algumas modalidades, de cerca de 2% em mol a cerca de 15% em mol. De um modo geral, o copolímero tem uma densidade menor do que certas poliolefinas (por exemplo, LLDPE), mas que se aproxima e/ou se sobrepõe a de outros elastômeros. Por exemplo, a densidade do copolímero pode ser cerca de 0,91 grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,85 a cerca de 0,89 g/cm3, e em algumas modalidades, de cerca de 0,85 g/cm3 a cerca de 0,88 g/cm3. Esses copolímeros propileno são comercialmente disponibilizados sob as designações VISTAMAXX™ pela ExxonMobil Chemical Co. e VERSIFY™ disponibilizado pela Dow Chemical Co.

II. Manta Não-Tecida

[33] As fibras da primeira e segunda mantas não tecidas podem, geralmente, ter qualquer variedade de configuração diferente conhecida na técnica. Por exemplo, fibras de monocomponente e/ou de multicomponente podem ser empregadas. As fibras de monocomponente são, por exemplo, normalmente formadas pela extrusão de uma composição de polímero de uma extrusora única. Por outro lado, fibras de multicomponentes são geralmente formadas por duas ou mais composições de polímeros (por exemplo, fibras bicomponentes) extrusadas de extrusoras separadas. As composições de polímero podem ser organizadas em zonas distintas posicionadas constante e substancialmente ao longo do sentido transversal das fibras. Os componentes podem ser organizados em qualquer configuração desejada, como revestimento-núcleo, lado a lado, torta, ilha no mar, três ilhas, olho de boi, ou várias outras formas de organização conhecidas na técnica. Vários métodos de formação de fibras multicomponentes são descritos na Patente dos EUA № 4.789.592, para Taniguchi et al. e Patente dos EUA № 5.336.552 para Strack et al., 5.108.820 para Kaneko, et al., 4.795.668 para Kruege, et al., 5.382.400 para Pike, et al., 5.336.552 para Strack et al. e 6.200.669 para Marmon, et al. Fibras multicomponentes com vários formatos irregulares também podem ser formadas, conforme descrito na Patente dos EUA № 5.277.976 para Hogle, et al·, 5.162.074 para Hills, 5.466.410 paraHills, 5.069.970 Largman.et al. e 5.057.368 para Largman,et al.

[34] As fibras podem constituir o componente fibroso inteiro da manta não tecida ou misturada com outros tipos de fibras. Quando misturadas com outros tipos de fibras, é normalmente desejado que as fibras da presente invenção constituam cerca de 20% em peso a cerca de 95% em peso, em algumas modalidades de cerca de 30% em peso a cerca de 90% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 40% em peso a cerca de 80% em peso de uma manta.

[35] Qualquer variedade de técnicas conhecidas pode ser empregada para formar a manta não tecida. Por exemplo, em uma modalidade, a manta não tecida pode ser formada por um processo de spunbound no qual a composição de poliolefina é alimentada em uma extrusora e extrudada através de um condutor para uma fieira. As fieiras para extrusão das fibras são bem conhecidas pelos versados na técnica. Por exemplo, a fieira pode incluir uma carcaça contendo um conjunto giratório com uma pluralidade de placas empilhadas umas sobre as outras e com um padrão de aberturas organizadas para criar caminhos de fluxo para a composição do polímero. A fieira também pode ter aberturas organizadas em uma ou mais linhas que formam uma cortina descendente de extrusão das fibras quando a composição do polímero é extrudada através da mesma. O processo também pode empregar um soprador de resfriamento em posição adjacente à cortina de fibras, se estendendo a partir da fieira. O ar proveniente do soprador de resfriamento pode resfriar rapidamente as fibras na medida em que se formarem. Uma unidade de estiramento de fibra ou aspirador também pode estar posicionado abaixo da fieira para receber as fibras resfriadas. As unidades de estiramento ou aspiradores de fibras, para uso nos polímeros de fiação por fusão, são bem conhecidos na técnica. A unidade de estiramento de fibra pode incluir uma passagem vertical alongada por meio da qual as fibras são puxadas por aspiração do ar que entra pelos lados da passagem e fluindo para baixo pela passagem. Um aquecedor ou soprador pode fornecer ar de aspiração à unidade de estiramento de fibra, que estira as fibras e o ar ambiente através da unidade de estiramento de fibra.

[36] As fibras podem ser formadas em uma estrutura de manta coerente, depositando de forma aleatória as fibras sobre a superfície de formação (opcionalmente com o auxílio de um vácuo) e depois ligando a manta resultante utilizando qualquer técnica conhecida, como por meio de um adesivo ou de forma autógena (por exemplo, fusão e/ou auto-adesão das fibras sem a aplicação de um adesivo externo). A adesão autogênica, por exemplo, pode ser obtida por meio do contato com as fibras enquanto estão semiderretidas ou pegajosas ou pela simples mistura de resina e/ou solvente aderente com a composição de polímero usada na formação das fibras. Técnicas de adesão autogênica adequadas podem incluir adesão por ultrassom, adesão térmica, adesão por fluxo de ar, e assim por diante. Normalmente, a gramatura resultante de cada manta é cerca de 30 gramas por metro quadrado ou menos, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 20 gramas por metro quadrado e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 10 gramas por metro quadrado.

[37] Independentemente da forma particular por meio da qual ela é formada, a manta não tecida resultante pode possuir um alto grau de abrasão, bem como resistência e dureza aprimoradas. Por exemplo, a manta pode exibir uma "carga máxima" relativamente alta, que indica a carga máxima para quebrar, conforme expresso em unidades de gramas-força por polegada. A carga máxima MD da manta não tecida pode, por exemplo, ser cerca de 2.000 gramas-força ("gf") ou mais, em algumas modalidades de cerca de 2.500 gf ou mais e, em algumas modalidades de cerca de 3.000 a cerca de 15.000 gf. A carga máxima CD pode, de maneira similar, ser cerca de 1.000 gf ou mais, em algumas modalidades de cerca 1.200 gf ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 1.500 a cerca de 10.000 gf. Além disso, a manta não tecida também é capaz também de apresentar melhores propriedades de "alongamento máximo", isto é, o alongamento percentual da manta não tecida em sua carga máxima. Por exemplo, a manta não tecida da presente invenção pode apresentar um alongamento máximo no sentido de máquina ("MD") de cerca de 20% ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 25% ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 30% a cerca de 70%. A manta não tecida também pode apresentar um alongamento máximo no sentido transversal da máquina ("CD") de cerca de 30% ou mais, em algumas modalidades de cerca de 35% ou mais e, em algumas modalidades de cerca de 40% a cerca de 80%.

[38] Naturalmente, além de possuir boas propriedades mecânicas, a manta não tecida da presente invenção também é macia, drapeável e tátil. Um parâmetro que indica a suavidade da manta é a carga máxima ("carga de esmagamento de copo"), conforme determinado de acordo com o teste de "esmagamento de copo", que é descrito em mais detalhes abaixo. Mais particularmente, a carga de esmagamento de copo da manta não tecida pode, por exemplo, ser cerca de 200 gf ou menos, em algumas modalidades cerca de 150 gf ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 100 gf. Outro parâmetro que é indicativo de boas propriedades táteis da manta é o coeficiente de atrito estático no sentido de máquina ou transversal da máquina. Mais particularmente, o coeficiente de atrito de MD e/ou CD pode ser de cerca de 0,885 ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,850 ou menos, e em algumas modalidades, de cerca de 0,500 a 0,800. A manta não tecida tem, normalmente, uma gramatura de cerca de 1 a cerca de 45 gramas por metro quadrado ou menos, em algumas modalidades cerca de 2 a cerca de 30 gramas por metro quadrado e, em algumas modalidades, de cerca de 3 a cerca de 20 gramas por metro quadrado.

[39] Se desejado, a manta não tecida da presente invenção pode ser aplicada com diversos tratamentos para atribuir as características desejadas. Por exemplo, a manta não tecida pode ser estirada ou afunilada na máquina e/ou sentido transversal da máquina. Técnicas de estiramento adequadas podem incluir afunilamento, esticamento, estiramento por rolo sulcado, etc. Exemplos de técnicas de estiramento adequadas são descritos na Patente dos EUA №s 5.336.545, 5.226.992, 4.981.747 e 4.965.122 para Morman, bem como Publicação do Pedido de Patente dos EUA № 2004/0121687 para Morman, et al. Alternativamente, a manta não tecida pode permanecer relativamente inextensível em pelo menos um sentido. A manta não tecida também pode ser submetida a outras etapas de processamento conhecidas, como abertura, tratamentos térmicos, etc.

[40] Por exemplo, a manta pode ser tratada com aditivos repelentes de líquidos, agentes antiestáticos, surfactantes, corantes, agentes antiembaçamento, repelentes fluoroquímicos repelentes de sangue ou álcool e/ou agentes antimicrobianos. Além disso, a manta pode ser submetida a um tratamento por eletreto, que transfira uma carga eletroestática para melhorar a eficiência da filtragem. A carga pode incluir camadas de cargas positivas ou negativas, retidas na superfície ou próximo da superfície do polímero, ou nuvens de cargas armazenadas no volume do polímero. A carga pode também conter cargas de polarização, que são congeladas no alinhamento dos dipolos das moléculas. As técnicas para submeter um tecido a um tratamento de eletreto são bem conhecidas pelos especialistas da área. Exemplos dessas técnicas incluem, entre outras, técnicas de descargas térmicas, de contato de líquido, de feixe de elétrons e de corona. Em uma modalidade específica, o tratamento de eletreto é uma técnica de descarga de corona, em que o laminado é submetido a um par de campos elétricos com polaridades opostas. Outros métodos para a formação de um material de eletreto são descritos nas Patentes №s U.S. 4.215.682, para Kubik, et al; 4.375.718 para Wadsworth; 4.592.815 para Nakao; 4.874.659 para Ando; 5.401.446 para Tsai, et al.; 5.883.026 para Reader, et al.; 5.908.598 para Rousseau, et al.; 6.365.088 para Knight, et al.

III. Compósitos

[41] Embora não necessariamente exigidos, pode ser vantajoso combinar a manta não tecida da presente invenção com uma ou mais camadas adicionais para formar um composto. Exemplos destas camadas podem incluir, por exemplo, mantas não tecidas, películas, fios, etc. Em uma modalidade, por exemplo, a manta não tecida da presente invenção ("primeira manta não tecida") pode ser posicionada adjacente a uma segunda manta não tecida que contém uma pluralidade de fibras que são formadas a partir de uma segunda composição de poliolefina. A natureza da primeira e da segunda mantas não tecidas pode variar conforme o desejado. Por exemplo, em uma modalidade, ambas as mantas não tecidas podem ser uma manta spunbond.

[42] E m modalidades como as mencionadas acima, a segunda composição de poliolefina pode conter um polímero de etileno tendo uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente baixos, que pode proporcionar um toque suave a uma superfície do composto. Polímeros de etileno pode, por exemplo, constituir cerca de 80% em peso ou mais, em algumas modalidades, cerca de 90% em peso ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 92% em peso a 100% em peso do teor de polímero da segunda composição de poliolefina. Obviamente, a quantidade real desses polímeros pode variar dependendo da presença de quaisquer aditivos opcionais na composição. Os exemplos desses aditivos podem incluir, por exemplos, materiais de preenchimento, pigmentos, antioxidantes, estabilizadores (por exemplo, estabilizadores de fusão, estabilizadores de luz, estabilizadores de calor, etc.), surfactantes, promotores de fluxo, solventes sólidos, plastificantes, particulados, agentes adesivos, modificadores de viscosidade, etc. Quando empregados, os aditivos constituem, normalmente, de cerca de 0,001% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,01 a cerca de 8% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso da segunda composição de poliolefina. Da mesma forma, os polímeros de etileno podem constituir cerca de 90% em peso a cerca de 99,999% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 92% em peso a cerca de 99,99% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 95% em peso a cerca de 99,9% em peso da segunda composição de poliolefina.

[43] O polímero de etileno tem, normalmente, uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente baixos, o que pode fornecer à manta não tecida resultante uma sensação relativa de suavidade e ductilidade. Por exemplo, o polímero de etileno pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 50°C a cerca de 145°C, em algumas modalidades de cerca de 75°C a cerca de 140°C e em algumas modalidades, de cerca de 100°C a 135°C e um módulo de elasticidade de cerca de 50 a cerca de 700 MPa, em algumas modalidades de cerca de 75 a cerca de 600 MPa e em algumas modalidades, de cerca de 100 a 500 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. A temperatura de fusão da segunda composição de poliolefina total pode variar, da mesma forma, de cerca de 50°C a cerca de 145°C, em algumas modalidades de cerca de 75°C a cerca de 140°C e, em algumas modalidades, de cerca de 100°C a cerca de 135°C. O módulo de elasticidade da composição também pode variar de cerca de 50 a cerca de 700 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 75 a cerca de 600 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 500 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10. O polímero de etileno também pode ter um índice de fluidez de cerca de 1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos, e em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado em uma carga de 2160 gramas e a 190°°C, conforme determinado de acordo com ASTM D1238-13 (ou ISO 1133).

[44] Qualquer variedade dos polímeros de etileno poderá ser geralmente empregada na presente invenção. Em uma modalidade, por exemplo, o polímero de etileno pode ser um copolímero de etileno e a-olefina, como C3-C20 a-olefina ou C3-C12 a-olefina. As α-olefinas adequadas podem ser lineares e ou ramificadas (por exemplo, uma ou mais ramificações do grupo alquil C1-C3, grupo aril). Exemplos específicos incluem 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1 -hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1 -octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1 -noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de a-olefina particularmente desejados são 1 -buteno, 1 -hexeno e 1 -octeno. O conteúdo de etileno de tais copolímeros pode variar de cerca de 60% em mol a cerca de 99% em mol, em algumas formas de realização de 80% em mol a cerca de 98,5% e em outras formas de realização de 87% em mol a cerca de 97,5% em mol. O teor de a-olefina pode variar de cerca de 1% em mol a cerca de 40% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 1,5% em mol a cerca de 15% em mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 2,5% em mol a cerca de 13% em mol. A densidade do polietileno pode variar dependendo do tipo de polímero utilizado, mas geralmente varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,96 grama por centímetro cúbico (g/cm3). "Plastômeros" de polietileno, por exemplo, podem ter uma densidade que varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,91 g/cm3. Da mesma forma, "polietileno linear de baixa densidade" ("LLDPE") pode ter uma densidade que varia de cerca de 0,91 a cerca de 0,940 g/cm3; "polietileno de baixa densidade" ("LDPE") pode ter uma densidade que varia de cerca de 0,910 a cerca de 0,940 g/cm3; e "polietileno de alta densidade" ("HDPE") pode ter densidade que varia de cerca de 0,940 a cerca de 0,960 g/cm3, conforme determinado de acordo com ASTM 1505-10. LLDPE pode ser particularmente adequado para uso na segunda composição de poliolefina. Qualquer uma de uma variedade de técnicas conhecidas pode ser geralmente empregada para formar o polímero de etileno. Por exemplo, os polímeros de olefina podem ser formados usando um radical livre ou um catalisador de coordenação (por exemplo, Ziegler-Natta). Normalmente, o polímero de etileno é formado a partir de um catalisador de coordenação de sítio único, como um catalisador metalocênico.

[45] Uma vez formadas, a primeira e a segunda mantas não tecidas podem então ser laminadas juntas para formar um compósito usando qualquer técnica convencional, como com um adesivo ou de forma autógena. Em uma modalidade, por exemplo, as mantas não tecidas podem ser ligadas termicamente pela passagem das mantas por um estreitamento formado entre um par de rolos em que um deles, ou ambos, são aquecidos para fundir as fibras. Um ou ambos os rolos também podem conter pontos de ligação intermitentemente levantados para fornecer um padrão de ligação intermitente. O padrão dos pontos levantados é geralmente selecionado de modo que o laminado não tecido tenha uma área de ligação total de menos do que cerca de 50% (tal como determinado através de métodos convencionais de microscopia óptica), e, em algumas modalidades, inferior a cerca de 30%. Da mesma forma, a densidade de ligação também é normalmente maior que cerca de 100 ligações por polegada quadrada, e em algumas modalidades, de cerca de 250 a cerca de 500 colagens por pino por polegada quadrada. Essa combinação de área de ligação total e densidade de ligação pode ser alcançada pela ligação da manta com um padrão de colagem por pino com mais de cerca de 100 colagens por pino por polegada quadrada, que fornece uma superfície de ligação total inferior a cerca de 30% quando totalmente em contato com um rolo de bigorna liso. Em algumas modalidades, o padrão de ligação pode ter uma densidade de colagem por pino de cerca de 250 a cerca de 350 colagens por pino por polegada quadrada e uma área de superfície de ligação total de cerca de 10% a cerca de 25%, quando em contato com um rolo de bigorna liso. Padrões de ligação exemplares incluem, por exemplo, os descritos na Patente dos EUA № 3.855.046 para Hansen et al.. Patente dos EUA N° 5.620.779 para Levy et al.. Patente dos EUA № 5.962.112 para Havnes et al.. Patente dos EUA № 6.093.665 para Savovitz et al.. Patente de Design U.S. No. 428.267 para Romano et al. e Patente de Design dos EUA №. 390.708 para Brown.

[46] Devido às propriedades térmicas particulares das composições de poliolefina usadas para formar a primeira e segunda mantas não tecidas. os presentes inventores descobriram que temperaturas relativamente baixas podem ser usadas para ligar as mantas. Por exemplo. a temperatura de ligação (por exemplo. a temperatura dos rolos) pode ser relativamente baixa. como cerca de 50°C a cerca de 165°C. em algumas modalidades cerca de 80°C a cerca de 160°C. e em algumas modalidades. de cerca de 100°C a cerca de 155°C. Da mesma forma. a pressão do estreitamento pode variar de cerca de 5 a cerca de 150 libras por polegada quadrada. em algumas modalidades. de cerca de 10 a cerca de 100 libras por polegada quadrada. e em algumas modalidades. de cerca de 30 a cerca de 60 libras por polegada quadrada.

[47] Outros tipos de técnicas de ligação também podem ser empregados na presente invenção para unir a primeira e a segunda mantas não tecidas. Em uma modalidade. por exemplo. o entrelaçamento hidráulico pode ser empregado usando equipamento de entrelaçamento hidráulico convencional. conforme descrito na Patente dos EUA № 3.485.706 para Evans. O entrelaçamento hidráulico pode ser realizado com qualquer fluido de trabalho adequado. como. por exemplo. água. O fluido de trabalho pode fluir por um distribuidor que distribui uniformemente o fluido para uma série de buracos ou orifícios individuais. Esses buracos ou orifícios podem ter cerca de 0.003 a cerca de 0.015 polegadas de diâmetro e podem estar organizados em uma ou mais linhas com qualquer número de orifícios. por exemplo. 30-100 por polegada. em cada linha. No entanto. deve ser entendido também que muitas outras configurações do distribuidor e combinações podem ser usadas. Embora não detido a qualquer teoria particular de operação, acredita-se que os jatos colunares do fluido de trabalho que impactam diretamente as fibras de uma ou mais mantas e conduzem essas fibras em e, parcialmente, através da outra manta, fazendo com que as fibras se entrelacem e se liguem. Para atingir o entrelaçamento desejado, é normalmente desejado que o entrelaçamento hídrico seja realizado usando pressões de água de cerca de 1000 a 3000 psig, e em algumas modalidades, de cerca de 1200 a 1800 psig.

[48] O compósito resultante pode ser um material de duas camadas que contém apenas a primeira e a segunda mantas não tecidas. Nessas modalidades, a primeira manta não tecida constitui tipicamente cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso, em algumas modalidades cerca de 30% em peso a cerca de 70% em peso e, em algumas modalidades de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso do compósito e a segunda manta não tecida constitui, da mesma forma, cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso, em algumas modalidades cerca de 30% em peso a cerca de 70% em peso e, em algumas modalidades de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso do compósito. O compósito não tecido tem, normalmente, uma gramatura de cerca de 1 a cerca de 45 gramas por metro quadrado ou menos, em algumas modalidades cerca de 2 a cerca de 30 gramas por metro quadrado, e em algumas modalidades, de cerca de 3 a cerca de 20 gramas por metro quadrado.

[49] Naturalmente, deve também ser entendido que a manta não tecida também pode ser combinada com outros tipos de camadas, como uma manta não tecida, película, fios, etc., com ou sem a manta não tecida à base de etileno descrita acima. Por exemplo, o compósito pode conter três (3) ou mais camadas e, em algumas modalidades, de três (3) a dez (10) camadas (por exemplo, 3 ou 5 camadas). Em uma modalidade, por exemplo, o compósito não tecido pode conter uma camada não tecida interna (por exemplo, meltblown ou spunbond) posicionada entre duas camadas não tecidas externas (por exemplo, spunbond). A camada não tecida interna pode ser formada a partir de uma composição de poliolefina à base de etileno, como descrito acima e uma ou ambas as camadas não tecidas externas podem ser formadas em conformidade com a presente invenção. Em outra modalidade, o compósito não tecido pode conter cinco (5) camadas não tecidas, que incluem uma camada não tecida central, duas camadas não tecidas intermediárias que se sobrepõem à camada central e duas camadas não tecidas externas que se sobrepõem às camadas intermediárias. A camada central pode ser formada, por exemplo, da manta não tecida da presente invenção e uma ou ambas as camadas intermediárias podem ser formadas da composição de poliolefina à base de etileno. Se desejado, as camadas externas, da mesma forma, podem ser formadas da manta não tecida da presente invenção.

[50] O compósito em si também pode ser empregado em uma estrutura laminada multicamadas em que uma ou mais camadas adicionais são empregadas. Por exemplo, o laminado pode ter outras configurações e ter qualquer número desejado de camadas, como laminado spunbond/meltblown/meltblown/spunbond ("SMMS"), laminado spunbond/meltblown (“SM”), etc. Nessas modalidades, o compósito da presente invenção pode se formar, desejavelmente, em ou mais camadas spunbond. Ainda em outra modalidade, o compósito pode ser empregado em uma estrutura laminada multicamadas em que uma ou mais camadas de película adicionais são empregadas. Qualquer técnica conhecida pode ser utilizada para formar uma película que inclui sopro, fundição, extrusão plana, etc. A película pode ser uma película de mono ou multicamadas. Qualquer variedade de polímeros pode ser usada, geralmente, para formar a camada de película, como poliolefinas (por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.); politetrafluoretileno; poliésteres (por exemplo, politereftalato de etileno, ácido polilático, etc.); poliamidas (por exemplo, nylon); policloreto de vinila; cloreto de polivinilideno; poliestireno; e assim por diante. Em uma modalidade, por exemplo, a película pode ser formada a partir de um polímero de poliolefina, como polietileno ou polipropileno de baixa densidade linear (LLDPE). Exemplos de polímeros de poliolefina predominantemente linear incluem, sem limitação, polímeros produzidos dos seguintes monômeros: etileno, propileno, 1-buteno, 4-metil-penteno, 1-hexeno, 1-octeno e olefinas superiores, bem como copolímeros e terpolímeros dos itens expostos anteriormente. Além disso, os copolímeros de etileno e outras olefinas incluindo buteno 4-metil-penteno hexeno, hepteno, octeno, deceno, etc., também são exemplos de polímeros de poliolefina predominantemente lineares.

[51] Várias etapas potenciais adicionais de processamento e/ou acabamento conhecidas na técnica, como corte, estiramento, etc., podem ser realizadas sem que haja desvio do espírito e do escopo da invenção. Por exemplo, a manta não tecida e/ou o compósito pode ser, opcionalmente, estirado mecanicamente no sentido transversal à máquina e/ou da máquina para aumentar a extensibilidade. Por exemplo, a manta e/ou o compósito pode ser percorrido por dois ou mais rolos que têm sulcos nos sentidos CD e/ou MD que estiram incrementalmente o compósito no sentido CD e/ou MD. Essas disposições de rolo de bigorna/satélite sulcado são descritas na Publicação do Pedido de Patente dos EUA № 2004/0110442 para Rhim, et al. e 2006/0151914 para Gerndt, et al. Os rolos sulcados podem ser feitos de aço ou de outro material duro (como uma borracha dura). Além dos rolos sulcados, outras técnicas também podem ser utilizadas para estirar mecanicamente o compósito em um ou mais sentidos. Por exemplo, a manta e/ou o compósito pode passar por através de um esticador de tela que estira o compósito. Esses esticadores de tela são bem conhecidos na técnica e são descritos, por exemplo, na Publicação do Pedido de Patente dos EUA № 2004/0121687 para Morman, et al. O compósito também pode ser afunilado, como descrito acima.

[52] Semelhante à manta não tecida da presente invenção, como descrito acima, o compósito resultante também pode possuir um alto grau de abrasão, bem como força e resistência reforçadas. Por exemplo, o compósito pode exibir uma "carga máxima" relativamente alta, que indica a carga máxima para quebrar, conforme expresso em unidades de gramas-força por polegada. O pico de carga de MD do compósito pode, por exemplo, ser de cerca de 2.000 gramas-força ("gf") ou mais, em algumas modalidades de cerca de 3.000 gf ou mais e em algumas modalidades de cerca de 4.000 a cerca de 15.000 gf. A carga máxima CD pode, de maneira similar, ser cerca de 1.200 gf ou mais, em algumas modalidades de cerca 1.500 gf ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 2.000 a cerca de 10.000 gf. Além disso, o compósito não tecido também é capaz também de apresentar melhores propriedades de "alongamento máximo", isto é, o alongamento percentual do composto em sua carga máxima. Por exemplo, o compósito não tecido da presente invenção pode apresentar um alongamento máximo no sentido de máquina ("MD") de cerca de 20% ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 30% ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 40% a cerca de 70%. O compósito não tecido também pode apresentar um alongamento máximo no sentido transversal da máquina ("CD") de cerca de 35% ou mais, em algumas modalidades de cerca de 45% ou mais, e em algumas modalidades de cerca de 50% a cerca de 80%. A carga de esmagamento de copo do compósito também pode ser de cerca de 200 gf ou menos, em algumas modalidades cerca de 150 gf ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 100 gf. Da mesma forma, o coeficiente de atrito MD e/ou CD pode ser de cerca de 0,885 ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,850 ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 0,500 a 0,800.

IV. Artigos

[53] A manta não tecida e/ou o compósito da presente invenção podem ser usados em uma grande variedade de aplicações. Por exemplo, a manta não tecida pode ser incorporada a um “produto absorvente” capaz de absorver água ou outros fluidos. Exemplos de alguns artigos absorventes, entre outros: artigos absorventes para cuidados pessoais, como fraldas, fraldas de treinamento, calcinhas absorventes, produtos para incontinência, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos, etc.), roupas de banho, lenços para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, como roupas, materiais para fenestração, resguardos para colchão, forros para cama, curativos, panos cirúrgicos absorventes e lenços médicos; toalhas de papel para limpeza pesada em cozinhas, artigos de vestimenta; bolsas e assim por diante. Os materiais e processos adequados para a formação de tais artigos absorventes são bem conhecidos aos versados na técnica. Normalmente, os artigos absorventes incluem uma camada substancialmente impermeável a líquidos (por exemplo, cobertura externa ou folha traseira), uma camada permeável a líquidos (por exemplo, folha superior, camada de pico, etc.) e um núcleo absorvente.

[54] E m determinadas modalidades, por exemplo, a manta não tecida da presente invenção pode ser usada para formar a folha superior e/ou folha traseira do artigo absorvente. Quando usada para formar a folha traseira, a manta não tecida também pode ser laminada a uma película, como descrito acima. A película é, tipicamente, impermeável a líquidos e impermeável ou permeável a vapor. Películas que são impermeáveis a líquidos e permeáveis a vapor são comumente denominadas "respiráveis" e têm, tipicamente, uma taxa de transmissão de vapor d'água ("WVTR") de cerca de 100 gramas por metro quadrado por 24 horas (g/m2/24 horas) ou mais, em algumas modalidades de cerca de 500 a cerca de 20.000 g/m2/24 horas e em algumas modalidades de cerca de 1.000 a cerca de 15.000 g g/m2/24 horas. A película respirável pode ser também película microporosa ou monolítica. Películas microporosas são formadas tipicamente incorporando-se o preenchimento (por exemplo, carbonato de cálcio) na matriz polimérica, e estirando a película posteriormente de modo a criar os poros. Exemplos de tais películas são descritos, por exemplo, nas Patentes U.S. N° 5.843.057 para McCormack; 5.855.999 para McCormack; 5.932.497 para Morman, et al.; 5.997.981 para McCormack, et al.; 6.002.064 para Kobvlivker, et al.; 6.015.764 para McCormack, et al.; 6.037.281 para Mathis, et al.; 6.111.163 para McCormack, et al.; e 6.461.457 para Taylor, et al.

[55] Independentemente de como é empregado, um aspecto mais particularmente benéfico da presente invenção é que a manta não tecida, que é formada a partir de uma composição à base de propileno que inclui um polímero de propileno rígido, um polímero de propileno dúctil e um aditivo deslizante, pode estar posicionada de modo que defina uma superfície aparentemente oposta do artigo absorvente. Mais particularmente, as propriedades únicas da composição à base de propileno podem permitir que seja conferida uma sensação de suavidade e similar à roupa a uma superfície aparentemente oposta, o que foi convencionalmente conquistado apenas parcialmente com materiais de polietileno (por exemplo, película respirável de LLDPE) e geralmente não é possível com materiais de polipropileno. Além disso, ao contrário de materiais de polietileno, a manta não tecida à base de propileno pode apresentar um grau aprimorado de resistência à abrasão e resistência mecânica, fazendo com que seja melhor servida para definir a superfície aparentemente oposta de um artigo absorvente. Quando usada em uma folha traseira, por exemplo, a segunda manta não tecida pode definir uma "superfície voltada para o vestuário", que geralmente se refere à superfície voltada para fora do artigo absorvente que se destina a estar afastada do corpo do usuário durante o uso normal. A superfície é tipicamente colocada adjacente à roupa íntima do usuário quando o artigo é vestido. Da mesma forma, quando usada em uma folha superior, a segunda manta não tecida pode definir uma "superfície voltada para o corpo" que geralmente se refere à superfície voltada para fora do artigo absorvente que se destina a estar disposta em direção a, ou colocada adjacente ao corpo do usuário durante o uso normal.

[56] Várias modalidades de um artigo absorvente que pode ser formado de acordo com a presente invenção será descrito agora com mais detalhes. Em referência à Fig. 1, por exemplo, uma modalidade de um artigo absorvente 201 é mostrada na forma de uma fralda. Entretanto, conforme mencionado acima, a invenção pode ser incorporada em outros tipos de artigos absorventes, como artigos para incontinência, absorventes higiênicos, fralda-calça, absorventes femininos, calças para treino infantis e assim por diante. Na modalidade ilustrada, artigo absorvente 201 é mostrado como tendo uma forma de ampulheta em uma configuração aberta. Entretanto, outras formas podem obviamente ser utilizadas, como uma forma geralmente retangular, em forma de T ou forma de I. Como mostrado, o artigo absorvente 201 inclui um chassi 202 formado por vários componentes, incluindo uma folha traseira 217, folha superior 205, núcleo absorvente 203 e camada de pico 207. Deve ser entendido, no entanto, que outras camadas também podem ser usadas na presente invenção. De forma semelhante, uma ou mais das camadas referidas na Fig. 1 podem também ser eliminadas em certas modalidades da presente invenção.

[57] Como indicado acima, a folha traseira 217 pode ser formada da manta não tecida da presente invenção. De fato, como discutido, a manta não tecida pode definir uma superfície voltada para o vestuário 333 do artigo absorvente 201. O artigo absorvente 201 também inclui uma folha superior 205. A folha superior 205 é, geralmente, empregada para ajudar a isolar a pele do usuário dos líquidos mantidos no núcleo absorvente 203. Por exemplo, a folha superior 205 pode definir uma superfície voltada para o corpo 218, que é geralmente compatível, suave ao toque, e não irritante para a pele do usuário. Se desejado, a folha superior 205 pode ser formada da manta não tecida da presente invenção. De fato, como discutido, a manta não tecida pode ser posicionada de modo que a segunda manta não tecida defina uma superfície voltada para o corpo 218, se assim desejado. Alternativamente, a folha superior pode incluir uma manta não tecida convencional (por exemplo, manta spunbound, manta meltblown ou manta cardada ligada). Outras construções exemplares de folha superior que contêm uma manta não tecida são descritas na Patente dos EUA №s. 5.192.606; 5.702.377; 5.931.823; 6.060.638; e 6.150.002, bem como na Publicação de Pedido de Patente dos EUA №s. 2004/0102750, 2005/0054255 e 2005/0059941.

[58] Como ilustrado na Fig. 1, o artigo absorvente 201 também pode incluir uma camada de pico 207 que ajuda a desacelerar e difundir os picos ou jatos de líquido que podem ser introduzidos rapidamente ao núcleo absorvente 203. Caso seja desejável, a camada de pico 207 pode receber e armazenar temporariamente o líquido antes de liberá-lo nas porções de armazenamento ou de retenção do núcleo absorvente 203. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a camada de pico 207 é interposta entre uma superfície voltada para o interior 216 da folha superior 205 e o núcleo absorvente 203. Alternativamente, a camada de pico 207 pode ser posicionada na superfície revestida externamente 218 da folha superior 205. A camada de pico 207 é construída normalmente a partir de materiais altamente permeáveis a líquidos. Materiais adequados podem incluir materiais de tecido poroso, materiais de não tecido poroso e películas com aberturas. Em uma modalidade, a camada de pico 207 também pode ser formada de uma manta não tecida da presente invenção. Outros exemplos de camadas de pico adequadas são descritos nas Patentes U.S. №s. 5.486.166 para Ellis, et al. e 5.490.846 para Ellis, et al.

[59] Além dos componentes acima mencionados, artigo absorvente 201 pode conter também diversos outros componentes, conforme é conhecido na técnica. Por exemplo, o artigo absorvente 201 pode conter também uma folha de invólucro substancialmente hidrofílica (não ilustrada) que ajuda a manter a integridade da estrutura fibrosa do núcleo absorvente 203. A folha de invólucro geralmente é colocada ao redor do núcleo absorvente 203 sobre pelo menos duas superfícies de contato principais do mesmo e é composta por um material celulósico absorvente, tal como uma manta de celulose crepada ou papel toalha com alta resistência à umidade. A folha de invólucro pode ser, opcionalmente, configurada para fornecer uma camada de drenagem que ajuda a distribuir rapidamente o líquido sobre a massa das fibras absorventes do núcleo absorvente 203. O material de folha de invólucro em um lado da massa fibrosa absorvente pode ser ligado à folha de invólucro localizada no lado oposto da massa fibrosa para efetivamente prender a camada de núcleo absorvente 203. Além disso, o artigo absorvente 201 também pode incluir uma camada de ventilação (não mostrada) que é posicionada entre o núcleo absorvente 203 e a folha traseira 217. Quando utilizado, a camada de ventilação pode ajudar a isolar a folha traseira 217 do núcleo absorvente 203, reduzindo assim a umidade na folha traseira 217. Exemplos de tais camadas de ventilação podem incluir uma manta não tecida laminada a uma película respirável, conforme descrito na Patente dos EUA №. 6.663.611 para Blaney, et al. Se desejado, tais mantas não tecidas podem ser formadas em conformidade com a presente invenção.

[60] E m algumas modalidades, artigo absorvente 201 pode incluir também um par de abas (não mostrado) que se estendem desde as bordas laterais 232 do artigo absorvente 201 em uma das regiões da cintura. As abas podem ser formadas integralmente com um componente da fralda selecionado. Por exemplo, as abas podem ser formadas integralmente com a folha traseira 217 ou a partir do material empregado para fornecer a superfície de topo. Em configurações alternativas, as abas podem ser fornecidas por elementos ligados e montados na folha traseira 217, na superfície superior, entre a folha traseira 217 e superfície superior, ou em várias outras configurações.

[61] Como ilustrado representativamente na Fig. 1, o artigo absorvente 201 também pode incluir um par de barreiras anti-vazamento 212 que são configuradas para fornecer uma barreira e para conter o fluxo lateral de exsudatos corporais. As barreiras anti-vazamento 212 podem estar localizadas ao longo das bordas laterais 232 opostas lateralmente da folha superior 205 de forma adjacente ás bordas laterais do núcleo absorvente 203. As barreiras anti-vazamento 212 podem estar localizadas longitudinalmente ao longo do comprimento total do núcleo absorvente 203 ou podem se estender apenas parcialmente ao longo do comprimento do núcleo absorvente 203. Quando as barreiras anti-vazamento 212 são menores no comprimento do que o núcleo absorvente 203, as mesmas podem ser seletivamente posicionadas em qualquer lugar ao longo das bordas laterais 232 do artigo absorvente 201 em uma região entrepernas 210. Em uma modalidade, as barreiras anti-vazamento 212 se estendem ao longo de todo o comprimento do núcleo absorvente 203 para melhor conter os exsudatos corporais. Estas barreiras anti-vazamento 212 são geralmente bem conhecidas por aqueles versados na técnica. Por exemplo, construções e arranjos adequados para as barreiras anti-vazamento 212 são descritos na Patente dos EUA №. 4.704.116 para Enloe.

[62] O artigo absorvente 201 pode incluir vários materiais elásticos ou esticáveis, como um par de elementos elásticos para pernas 206 posicionados nas bordas laterais 232 para aumentar a prevenção de vazamento de exsudatos corporais e apoiar a camada de núcleo absorvente 203. Além disso, um par de elementos elásticos para cintura 208 podem ser posicionados longitudinalmente em oposição às bordas da cintura 215 do artigo absorvente 201. Os elementos elásticos para pernas 206 e os elementos elásticos para a cintura 208 são geralmente adaptados para um ajuste estreito sobre as pernas e a cintura do usuário quando em uso para manter um relacionamento em contato e positivo com o usuário e para efetivamente reduzir ou eliminar o vazamento de exsudatos corporais do artigo absorvente 201. O artigo absorvente 201 pode incluir também uma ou mais fechos 230. Por exemplo, dois fechos flexíveis 130 são ilustrados na Fig. 1 nas bordas laterais opostas da região da cintura para criar uma abertura para a cintura e um par de aberturas para as pernas do usuário. A forma dos fechos 230 geralmente pode variar, mas pode incluir, por exemplo, formas geralmente retangulares, formas quadradas, formas circulares, formas triangulares, formas ovais, formas lineares e assim por diante. Os fechos podem incluir, por exemplo, um material tipo gancho. Em uma determinada modalidade, cada fecho 230 inclui uma peça de material tipo gancho separada, afixada na superfície interior de um suporte flexível.

[63] As diversas regiões e/ou componentes do artigo absorvente 201 podem ser montados juntos usando qualquer mecanismo de fixação conhecido, como ligação por adesivos, por ultrassom, térmica, etc. Os adesivos adequados podem incluir, por exemplo, adesivos termofundidos, adesivos sensíveis à pressão e assim por diante. Quando utilizado, o adesivo pode ser aplicado como uma camada uniforme, uma camada estampada, um padrão pulverizado ou qualquer uma das linhas separadas, redemoinhos, ou pontos. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a folha traseira 217 e a folha superior 205 são montadas uma na outra e no núcleo absorvente 203 usando um adesivo. Alternativamente, o núcleo absorvente 203 pode estar conectado à folha traseira 217 usando elementos de fixação convencionais, como botões, fechos do tipo velcro e gancho, prendedores de fita adesiva e assim por diante. Da mesma forma, outros componentes de fralda, como elementos elásticos para pernas 206, elementos elásticos para cintura 208 e elementos de fixação 230, também podem ser montados no artigo absorvente 201 usando qualquer mecanismo de fixação.

[64] Embora várias configurações de uma fralda tenham sido descritas acima, deve-se entender que outras configurações para fralda e artigo absorvente também estão incluídas no escopo da presente invenção. Além disso, a presente invenção não deve ser limitada de forma alguma à fraldas. De fato, qualquer outro artigo absorvente pode ser formado de acordo com a presente invenção, incluindo, mas sem limitar a, outros artigos absorventes para cuidados pessoais, como fraldas de treinamento, calcinhas absorventes, produtos para incontinência, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos), roupas de banho, lenços umedecidos para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, como roupas, campos cirúrgicos, forros para cama, curativos, panos cirúrgicos absorventes e lenços médicos; toalhas de papel para limpeza pesada em cozinhas, artigos de vestimenta, e assim por diante.

[65] A presente invenção pode ser melhor compreendida com referência aos seguintes exemplos.

Métodos de Teste Propriedades Térmicas:

[66] A temperatura de fusão e o grau de cristalinidade podem ser determinados por meio de calorimetria exploratória diferencial (differential scanning calorimetry - "DSC") de acordo com ASTM D-3417. O calorímetro diferencial de varredura foi um DSC Q 2000 (T-zero cell0, que pode ser equipado com um acessório de refrigeração de nitrogênio líquido e com um programa de software de análise UNIVERSAL ANALYSIS 2000 (versão 4.6.6), ambos dos quais estão disponíveis junto a T.A. Instruments Inc. Para evitar manipular diretamente as amostras, as pinças ou outras ferramentas podem ser usadas. A amostra (por exemplo, 4 miligramas) pode ser colocada em um prato de alumínio e pesada com precisão de 0,01 miligrama em uma balança analítica. Pode ser colocada uma tampa sobre a amostra de material no prato. Normalmente, a amostra é colocada diretamente no prato de pesagem. O calorímetro diferencial de varredura pode ser calibrado usando um padrão do metal índio e foi feita uma correção de base de referência, conforme descrito no manual de operação do calorímetro diferencial de varredura. A amostra pode ser colocada na câmara de teste do calorímetro diferencial de varredura para o teste, e um prato vazio pode ser usado como referência. Todos os testes podem ser executados com a purga com nitrogênio de 55 centímetros cúbicos por minuto (grau industrial) na câmara de testes. O programa de aquecimento e resfriamento pode ser um teste de 2 ciclos que começa com um equilíbrio da câmara a -50 °C, seguido por um primeiro período de aquecimento, a uma taxa de aquecimento de 10 °C por minuto, a uma temperatura de 225 °C, o equilíbrio da amostra em 225 °C por 3 minutos e um arrefecimento no primeiro período a uma taxa de arrefecimento de 10 °C por minuto a uma temperatura de -50 °C, um segundo período de aquecimento, a uma taxa de aquecimento de 10°C por minuto a uma temperatura de 225 °C, o equilíbrio da amostra em 225 °C por 3 minutos e, então, um segundo período de resfriamento a uma taxa de arrefecimento de 10 °C por minuto, a uma temperatura de -50 °C. Todos os testes podem ser realizados em uma atmosfera de gás inerte (por exemplo, hélio).

[67] Os resultados podem ser avaliados usando o programa de software de análise UNIVERSAL ANALYSIS 2000, que identifica e quantifica os picos endotérmicos e exotérmicos e as áreas sob os picos nos gráficos de DSC. A temperatura de fusão é determinada usando um cálculo automático de inflexão. As áreas sob os picos nos gráficos de DSC são determinadas em termos de joules por grama de amostra (J/g). Por exemplo, a calor de fusão de uma amostra (ΔΗf) é determinado pela integração da área de pico endotérmico. Os valores de área são determinados convertendo as áreas sob os gráficos de DSC (por exemplo, a área da endotermia) em unidades de joules por grama (J/g) utilizando o software de computador. O calor exotérmico de cristalização (ΔΗc) pode ser determinado durante o primeiro ciclo de refrigeração. Se desejado, o % de cristalinidade também pode ser calculado da seguinte forma:
% de cristalinidade = 100*(A-B))/C
em que,

[68] A é a soma das áreas de pico endotérmico durante o ciclo de aquecimento (J/g);

[69] B é a soma das áreas de pico exotérmico durante o ciclo de aquecimento (J/g); e

[70] C é o calor de fusão para o polímero selecionado onde tal polímero tem 100% de cristalinidade (J/g). As áreas sob quaisquer picos exotérmicos encontrados na varredura de DSC devido à cristalinidade insuficiente também podem ser subtraídas da área sob o pico endotérmico para representar adequadamente o grau de cristalinidade.

Propriedades Elásticas:

[71] Os valores de resistência à tração da tira foram determinados em conformidade substancial com a Norma ASTM D-5034. Especificamente, uma amostra foi cortada ou de outra forma fornecida com dimensões de tamanho que medem 3 polegadas (76,2 milímetros) (largura) x 6 polegadas (152,4 mm) (comprimento). Um testador de tração do tipo taxa constante de extensão foi usado. O sistema de teste de tração foi um Sintech Tensile Tester, que está disponível junto a MTS Corp. de Eden Prairie, Minnesota. O testador de tração foi equipado com software TESTWORKS 4.08B da MTS Corporation para apoiar o teste. Uma célula de carga apropriada foi selecionada, de modo que o valor testado ficasse dentro da faixa de 10-90% da carga em escala completa. A amostra foi mantida entre os fixadores tendo uma face frontal e traseira que mede 1 polegada (25,4 milímetros) x 3 polegadas (76 milímetros). As faces dos fixadores eram emborrachadas, e a dimensão de aperto mais longa estava perpendicular à direção de tração. A pressão de aperto foi pneumaticamente mantida a uma pressão de 60 a 80 libras por polegada quadrada. O teste de tração foi executado em uma taxa de 20 polegadas por minuto com um comprimento de medida de 4 polegadas e uma sensibilidade de pausa de 40%. Três amostras foram testadas ao longo do sentido de máquina ("MD") e três amostras foram testadas ao longo do sentido transversal ("CD"). Além disso, a resistência à tração máxima ("carga máxima") e o alongamento máximo também foi gravado.

Abrasão de Martindale:

[72] Esse teste pode medir a resistência relativa de uma amostra de abrasão de acordo com Worldwide Strategic Partners (“WSP”) Standard Test No. 20.5 (08). Um espécime circular de 165 mm ± 6,4 mm em diâmetro com uma área de 18.258 mm2 é submetido a uma quantidade solicitada de ciclos (10 ou 60) com um abrasivo sob uma pressão de 9 quilopascal (kPa). O abrasivo é uma roda de borracha de silicone 36 polegadas por 4 polegadas por 0.05 polegada de espessura com fibra de vidro tendo uma dureza de superfície de borracha, Durômetro 81A, Shore A de 81 ± 9. O espécime é examinado para a presença de difusão de superfície (isolamento de fibra), pilling (pequenos aglomerados de fibras), formação de corda, delaminação ou furos e atribuído uma classificação numérica de 1, 2, 3, 4 ou 5 baseado em comparação a um conjunto de fotografias padrão similarmente numeradas, sendo que "1" mostra o maior desgaste e "5" o menor. O teste é efetuado com um Testador de Abrasão e Desgaste de Martindale como Modelo № 103 ou 403 de James H. Heal & Company, Ltd. de West Yorkshire, Inglaterra.

Maciez de Esmagamento do Copo:

[73] A suavidade de uma amostra também pode ser medida de acordo com o teste de "esmagamento do copo" de acordo com um teste de WSP Standard Test No. 402.0 (09), que avalia a maciez medindo a carga máxima ("carga de esmagamento do copo") que é necessário para um pé (4,5 cm de diâmetro) conformado hemi-esfericamente para esmagar uma amostra (23 x 23 cm) em uma forma de copo invertido (aproximadamente 6,5 cm de diâmetro x 6,5 cm de altura) enquanto a amostra em forma de copo permanece circundada por um cilindro (aproximadamente 6,5 cm diâmetro) para manter a deformação uniforme. Uma média de 10 leituras é usada. O pé e o copo estão alinhados para evitar o contato entre as paredes do copo e o pé que pode afetar as leituras. O pico de carga é medido enquanto o pé está descendo a uma taxa de cerca de 380 mm por minuto e é medido em gramas. O teste de esmagamento do copo também produz um valor para a energia total necessária para esmagar uma amostra (a energia de esmagamento de copo), que é a energia do começo do teste para o ponto de carga máxima, isto é, a área sob a curva formada pela carga em gramas em um eixo e a distância que o pé viaja em milímetros no outro. A energia de esmagamento do corpo é, portanto, relatado em g*mm. Os valores de esmagamento do copo mais baixos indicam um material mais macio. Um dispositivo apropriado para medir o esmagamento do copo é uma carga célula de modelo FTD-G-500 (intervalo de 500 gramas) disponível da empresa Schaevitz Company de Pennsauken, N.J.

Coeficiente de Atrito Estático e Dinâmico:

[74] Os testes de coeficiente de atrito podem ser realizados de acordo com ASTM D 1894-08 usando uma superfície deslizante de ladrilho de vinil de alto brilho regular. Um sled, que tem o espécime fixado ao mesmo, pode ser puxado sobre uma superfície de ladrilho de vinil regular de alto brilho. Um espécime de teste e a superfície de ladrilho de vinil estão em contato superfície-a-superfície uma com as outras. O valor do coeficiente de atrito é definido como a medida da dificuldade relativa quando a superfície do espécime de teste desliza através da superfície de ladrilho de vinil fixa. O coeficiente de atrito "estático" é o valor instantâneo mais elevado obtido para começar o movimento entre as superfícies e coeficiente de atrito "dinâmico" é a média dos valores obtidos durante os 60 segundos do teste (6 polegadas de distância de viagem). O aparelho de teste pode ser um LAB MASTER Slip and Friction Modelo 32-90 com um sled de teste de modelo de número 32-90-06; ambos os quais são disponibilizados pela Testing Machines, Inc. de Islanda, N.Y., 11722, EUA.

[75] O sled utilizado para o teste pode ter um peso de 200 gramas. O teste ocorre em uma sala com uma temperatura ambiente entre cerca de 22 °C e 24 °C e uma umidade relativa de 50%. O material de teste montado à placa (mesa) tem um comprimento de cerca de 305 mm e uma largura de cerca de 102 a 127 milímetros usando uma fita dupla-face. A amostra tem um comprimento de cerca de 100 milímetros e uma largura de cerca de 63 milímetros. O sled é abaixado pelo equipamento de teste antes do teste e posicionado levemente sobre o material de teste, quando o teste foi iniciado para prevenir qualquer ligação não-natural de se desenvolver. O comprimento do sled e o comprimento da placa montada são paralelos. A placa móvel é, então, colocada em movimento a uma velocidade de 6 polegadas por minuto. O medidor toma leituras e continua a fazê-lo por cerca de 60 segundos (6 polegadas de curso). O medidor mede e armazenou o valor "estático" para o valor de atrito de coeficiente instantânea mais alto obtido para começar o movimento entre as superfícies dentro da primeira polegada de puxamento. O valor "dinâmico" é obtido e armazenado como a média dos valores obtidos durante os 60 segundos do teste (distância de viagem de 6 polegadas).

[76] A avaliação de coeficiente de atrito foi realizada cinco vezes para cada amostra.

EXEMPLO 1

[77] Uma composição de poliolefina foi formada contendo 88% em peso de PP 3155 (Exxonmobil), 5% em peso de L-MODU™ S400 (Idemitsu), 5% em peso de Exxon Vistamaxx™ 7050 e 2% em peso de erucamida. PP 3155 (Exxonmobil) é um polímero de propileno rígido que tem uma densidade de 0,9 g/cm3, temperatura de fusão de cerca de 165°C e um módulo de elasticidade de cerca de 1300 a 2000 MPa. L-MODU™ S400 (Idemitsu) é um homopolímero de propileno dúctil que tem uma densidade de 0,87 g/cm3, temperatura de fusão de 70°C, módulo de elasticidade de 80 MPa e uma taxa de fluxo de fusão de 2.000 g/10 min (230°C, 2,16 kg). A composição de poliolefina foi girada para formar uma manta não tecida usando as seguintes condições: velocidade de bombeamento 13,7 rpm, taxa de transferência de 100 kg/h, temperatura de fusão de 225°C, pressão de Unidade de Extração de Fibra (FDU) de 0,50 bar e temperatura do ar do processo de 20°C. A manta não tecida resultante tinha uma gramatura total de 15 g/m2.

EXEMPLO 2

[78] Uma manta não tecida foi formada conforme descrito no Exemplo 1, exceto que a composição de poliolefina tinha 88% em peso de PP 3155 (Exxonmobil), 5% em peso de L-MODU™ S400 (Idemitsu), 5% em peso de Vistamaxx™ 2330 e 2% em peso de erucamida.

EXEMPLO 3

[79] Uma manta não tecida foi formada conforme descrito no Exemplo 1, exceto que a composição de poliolefina tinha 88% em peso de PP 3155 (Exxonmobil), 10% em peso de L-MODU™ S400 (Idemitsu) e 2% em peso de erucamida.

EXEMPLO 4

[80] Uma manta não tecida foi formada conforme descrito no Exemplo 1, exceto que a composição de poliolefina tinha 93% em peso de PP 3155 (Exxonmobil), 5% em peso de L-MODU™ S400 (Idemitsu) e 2% em peso de erucamida. A resistência à abrasão (Martindale), maciez (Esmagamento de Copo) e as propriedades elásticas (Carga Máxima e Alongamento) das amostras formadas de acordo com os Exemplos 1-4 foram testadas em seguida, conforme descrito acima. Os resultados são apresentados nas Tabelas 1-3 abaixo.
Tabela 1 - Resistência a Abrasão Martindale

Tabela 2: Maciez de Esmagamento do Copo

Tabela 3: Propriedades elásticas

[81] 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. O escopo da presente invenção deve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes a estas.

Claims

Manta não tecida, caracterizada pelo fato de que compreende uma pluralidade de fibras formadas a partir de uma composição de poliolefina, em que a composição de poliolefina contém:
de cerca de 75 a cerca de 99,5% de pelo menos um polímero de propileno rígido;
de cerca de 0,1 a cerca de 20% em peso de pelo menos um polímero de propileno dúctil; e
de cerca de 0,5 a cerca de 6% em peso de pelo menos um aditivo deslizante;
em que o polímero de propileno dúctil tem um índice de fluxo de fusão superior a cerca de 1000 gramas por 10 minutos, conforme determinado a uma carga de 2160 gramas e a 230°C, em conformidade com ASTM D1238-13;
em que o polímero de propileno rígido tem um módulo de elasticidade de cerca de 800 a cerca de 4.000 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10; e
em que o módulo de elasticidade do polímero de propileno dúctil é de cerca de 1 a cerca de 500 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição de poliolefina tem uma temperatura de fusão de cerca de 50°C a cerca de 145°C.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de propileno rígido é um homopolímero isotático.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de propileno rígido constitui de cerca de 80% em peso a cerca de 99% em peso da composição de poliolefina.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão do módulo de elasticidade do polímero de propileno rígido sobre o módulo de elasticidade do polímero de propileno dúctil é de cerca de 1 a cerca de 50, conforme determinado de acordo com ASTM D638-10.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de propileno dúctil tem uma temperatura de fusão de cerca de 40°C a cerca de 120°C; ou em que o polímero de propileno dúctil tem um grau de cristalinidade de cerca de 1% a cerca de 35%, conforme determinado utilizando calorimetria exploratória diferencial, em conformidade com ASTM D-3417; ou
em que o polímero de propileno dúctil é um homopolímero catalisado por metaloceno.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de propileno dúctil constitui cerca de 0,5% em peso a cerca de 15% em peso da composição de poliolefina e/ou o aditivo deslizante constitui de cerca de 0,5% a cerca de 3% em peso da composição de poliolefina.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo deslizante compreende um derivado de ácido graxo e, preferencialmente, uma amida de ácido graxo, como erucamida, oleamida, ou uma combinação destas.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as fibras compreendem um denier de cerca 3 ou menos.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a manta não tecida é uma manta spunbond.
Manta não tecida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a manta não tecida apresenta uma carga de esmagamento de copo de cerca de 200 gramas-força ou menos e/ou um coeficiente de atrito no sentido da máquina de cerca de 0,885 ou menos.
Compósito, caracterizado pelo fato de que compreende a manta não tecida, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, e pelo menos uma camada adicional.
Compósito, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a camada adicional compreende uma segunda manta não tecida que contém uma pluralidade de fibras formadas a partir de uma segunda composição de poliolefina, em que a segunda composição de poliolefina contém pelo menos um polímero de etileno; ou
em que a camada adicional compreende uma película.
Compósito, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a manta não tecida constitui de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso do compósito e a camada adicional constitui de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso do compósito.
Artigo absorvente, caracterizado pelo fato de que compreende um núcleo absorvente posicionado entre uma folha traseira e uma folha superior, ou ambas, que contêm a manta não tecida, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.