BR112018075642B1 - Material compósito - Google Patents

Abstract

Um material compósito inclui uma camada não tecida com uma pluralidade de fibras e uma camada de película polimérica com uma pluralidade de células estendidas. Cada uma das células estendidas é contemplada para incluir paredes laterais contínuas que se estendem para longe da camada não tecida. Pelo menos uma das fibras se estende em uma ou mais das células estendidas.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos No. 62/348.343, que foi apresentado em 10 de junho de 2016, o conteúdo total do qual é incorporado aqui por referência.

CAMPO

[002] A presente invenção é dirigida a um material compósito para dispositivos de absorção e método para fazer um material compósito.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] Materiais não tecidos são comumente usados em dispositivos de absorção, como fraldas e guardanapos femininos. Os materiais não tecidos são frequentemente utilizados como componentes de folha superior de tais dispositivos de absorção, onde é desejável alcançar a maciez devido ao contato da camada superior com a pele do utilizador do dispositivo de absorção. Uma razão entre o volume elevado e a espessura total do material não tecido indica frequentemente maciez, porque o material não tecido é compressível, o que por sua vez proporciona uma sensação de suavidade ao utilizador do dispositivo absorvente que inclui o material não tecido. Enquanto os não tecidos relativamente altos são percebidos como macios e frios quando usados contra a pele, o processamento especial é tipicamente necessário para alcançar tais características, o que pode aumentar o custo do produto.

[004] O entrelaçamento de fibra por injeção e remoção de agulhas farpadas é um método conhecido para a criação de materiais não tecidos relativamente altos, mas o processo é relativamente lento e dispendioso. Um método de produção mais rápido para gerar materiais não tecidos de alta maciez é um processo de spunlacing para o emaranhamento hidráulico de fibras soltas. O processo de spunlacing pode criar materiais não tecidos macios e loft relativamente altos que são macios e frios ao toque usando jatos de água de alta pressão que são essencialmente na forma e diâmetro das agulhas para hidratar as fibras.

[005] Spunlacing é um processo de emaranhar uma rede de fibras soltas em uma esteira porosa ou uma tela perfurada ou padronizada em movimento para formar uma estrutura de folha, submetendo as fibras a várias fileiras de finos jatos de água de alta pressão. O processo de spunlacing usa uma matriz de jatos de água de alta velocidade muito finos, essencialmente os diâmetros das agulhas, em vez de agulhas farpadas, para emaranhar as fibras a fim de ganhar integridade da rede enquanto produz um material não tecido relativamente alto. Os jatos de água tipo agulha são aplicados por um coletor de alta pressão, e a pressão pode variar de 2000 psi (13.789.514 pascal) a mais de 8000 psi (55.158.058 pascal). Os furos de jato de agulha de água têm tipicamente cerca de 0,005 polegada (0,0127 centímetros) de diâmetro e um único coletor pode incluir entre cerca de 30 e cerca de 80 orifícios por polegada numa fila (cerca de 12 a cerca de 32 orifícios por centímetro). Três a oito cabeçalhos podem ser colocados em uma linha alinhada na direção da máquina, e a rede de fibras desembaraçadas pode se mover na direção da máquina em uma correia perfurada ou material semelhante a tela. Existe uma zona de vácuo por baixo do cinto para extrair a água. Depois de as fibras serem emaranhadas em uma rede, a rede pode ser seca e enrolada em um rolo que pode então ser desenrolado quando convertido e usado como uma camada em um dispositivo de absorção. O processo de spunlacing geralmente não se presta a produzir laminados com uma camada de filme enquanto a lofting está ocorrendo porque a alta pressão e a forma de agulha dos jatos de água podem danificar a camada de filme, e possivelmente remover a maioria ou todo o filme de a camada não tecida.

[006] Os não tecidos entrelaçados são menos dispendiosos do que os não-tecidos entrelaçados, mas normalmente têm muito menos loft e muitas vezes não são tão macios quanto outros materiais não- tecidos. O processo ligado para fazer uma rede não tecida é conhecido. Em um sistema chamado Reicofil, pastilhas de polímero são alimentadas em uma extrusora que expulsa fibras contínuas através de uma matriz com uma pluralidade de pequenas aberturas. As fibras são diluídas ou esticadas e resfriadas à medida que o polímero sai da matriz. As fibras são então giradas para posições aleatórias por correntes de ar fornecidas por manifolds ou outros dispositivos. Depois que as fibras são fiadas, as fibras são posicionadas aleatoriamente em uma esteira móvel feita de material de tela aberta para criar um tecido de fibras fiadas. A sucção pode ser aplicada para assegurar que as fibras emaranhadas estejam niveladas em uma orientação substancialmente horizontal e estejam essencialmente presas na tela em movimento.

[007] A correspondência de fibras entreladas pode então ser alimentado para um aperto de rolos de calendário, com um rolo tendo uma superfície lisa e um rolo tendo pontos levantados num padrão. Ambos os rolos podem ser aquecidos até um ponto acima do ponto de fusão do polímero nas fibras. A correspondência é comprimida quando os pontos levantados comprimem o mate contra o rolo suave. O calor e a pressão aplicados ao mate criam pontos colados que prendem as fibras no lugar para criar uma rede não tecida ligada.

[008] Materiais não tecidos, sejam eles criados por processos ligados, lançados a ar, cardados, fiados, hidro-emaranhados ou outros, têm um peso básico que define a massa das fibras nele contidas (tipicamente medida em gramas) dentro de uma área quadrada (tipicamente medido em um metro quadrado) para que o peso base seja medido em gramas por metro quadrado (“g/m2”). Além disso, todas as fibras têm uma espessura ou diâmetro que é referido como denier. Um material não tecido com fibras com um denier mais pesado e menos fibras pode ter a mesma gramagem que um material não tecido que tem fibras com um denier mais leve ou mais fino e muitas outras fibras. Características como a maciez(espessura), que é uma distância medida do topo da rede não tecida até a parte inferior da rede não tecida, para uma dada massa de fibras podem ser manipuladas escolhendo um denier de fibra e técnica de processo para criar loft, enquanto emaranhar ou ligar a rede de fibra para que a rede tenha resistência à tração e integridade da rede. Infelizmente, o processo de fiação não se presta à produção de falsos tecidos não tecidos devido à sua tendência para ter fibras horizontais.

[009] As propriedades dos não tecidos entrelaçados podem ser manipuladas alterando o denier e o peso básico das fibras, bem como alterando o (s) polímero (s) usado (s) para criar as fibras. Alguns polímeros são mais rígidos, como os poliésteres, e alguns polímeros são mais flexíveis, como o polipropileno e o polietileno. Só recentemente foram criados polímeros de polietileno com suficiente redução para serem transformados em fibra. Polipropileno é um polímero comum usado em não-tecidos ligados por fiação e uma rede não tecida de polipropileno não ligada é tipicamente referida como “SBPP”.

[010] É também desejável que as fibras nos não tecidos a serem usadas nas folhas superiores para dispositivos de absorção sejam hidrofílicas. Fibras naturais de celulose são hidrofílicas e têm sido historicamente utilizadas em folhas superiores. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos No. 6 548 731 de Mizutani, et al. ensina que fibras hidrofílicas relativamente curtas podem ser intercaladas com fibras hidrófobas mais compridas para formar um material de camada superior, e que fibras sintéticas hidrofóbicas podem ser usadas se revestidas com um surfactante para as tornar hidrofílicas. Contudo, o agente tensoativo irá geralmente lavar-se quando sujeito a uma grande quantidade de líquido, tornando assim as fibras sintéticas hidrofóbicas novamente.

[011] Embora existam fibras hidrofílicas sintéticas, tais como rayon, viscose, acetato e nylon fiado, estes tipos de polímeros são geralmente relativamente rígidos e rígidos, e muitos são difíceis de extrudir em fibras finas. Portanto, se tais materiais forem usados em fibras para uma camada superior, a camada superior resultante tenderia a ser severa e desconfortável para o usuário do dispositivo de absorção.

[012] É desejável usar materiais não tecidos com ligamento fiado menos dispendiosos em dispositivos de absorção e ainda fornecer a maciez de um material não tecido típico spunlace.

RESUMO

[013] De acordo com um aspecto da invenção, é proporcionado um material compósito que inclui uma camada não tecida com uma pluralidade de fibras e uma camada de película de polímero com uma pluralidade de células estendidas. Cada uma das células estendidas é contemplada para incluir paredes laterais contínuas que se estendem para longe da camada não tecida. Pelo menos uma das fibras se estende em uma ou mais das células estendidas.

[014] Em uma modalidade, pelo menos uma das células estendidas inclui uma abertura em uma extremidade distal da mesma.

[015] Noutra modalidade, uma porção de pelo menos uma das fibras estende-se através da abertura.

[016] Além disso, está contemplado que as células estendidas podem ter uma contagem de malha entre cerca de 3 células por polegada linear (cerca de 1 célula por centímetro linear) e cerca de 120 células por polegada linear (cerca de 47 células por centímetro linear).

[017] Noutra modalidade, as células estendidas podem ser micocélulas possuindo uma contagem de malha entre cerca de 40 células por polegada linear (cerca de 16 células por centímetro linear) e cerca de 120 células por polegada linear (cerca de 47 células por centímetro linear).

[018] O material compósito da presente invenção também pode incluir uma pluralidade de aberturas com uma contagem de malha inferior a cerca de 40 células por polegada linear (cerca de 16 células por centímetro linear).

[019] Se incluídas, as aberturas podem ter uma contagem de malha entre cerca de 3 células por polegada linear e cerca de 25 células por polegada linear (cerca de 10 células por centímetro linear).

[020] O material compósito pode incluir uma pluralidade de aberturas que se estendem através do material compósito.

[021] O material compósito pode ter um padrão tridimensional gravado.

[022] A camada não tecida pode incluir um surfactante.

[023] Alternativamente, as fibras podem incluir o surfactante.

[024] A presente invenção também abrange um método para fabricar um material compósito. O método inclui a formação de um material precursor compósito com uma camada não tecida com uma pluralidade de fibras e uma camada de película polimérica. O método inclui a formação de uma pluralidade de células estendidas na camada de filme de polímero, cada uma das células estendidas tendo uma parede lateral contínua que se estende para longe da camada não tecida. O método também inclui empurrar pelo menos uma das fibras para pelo menos uma das células estendidas, enquanto forma as células estendidas, com um fluido.

[025] Numa modalidade, ao formar o material precursor compósito, uma rede não tecida pode ser passada através de rolos de aperto de baixa pressão enquanto uma película de polímero fundido é simultaneamente extrudida no estreitamento para formar a camada de película de polímero na rede não tecida.

[026] O fluido pode ser um líquido.

[027] Noutra modalidade contemplada, quando formar as células estendidas na camada de película de polímero e empurrar pelo menos uma das fibras para pelo menos uma das células estendidas, a camada de película de polímero pode ser contatada com uma estrutura de formação tendo um padrão de aberturas. como uma pluralidade de jatos líquidos pressurizados são aplicados sobre a camada não tecida enquanto o material precursor compósito passa sobre a estrutura de formação e uma área de fenda de vácuo localizada abaixo da estrutura de formação.

[028] O método também pode incluir a formação de uma pluralidade de aberturas num padrão com uma contagem de malha inferior a 40 células por polegada linear (cerca de 16 células por centímetro linear), depois de empurrar pelo menos uma das fibras para dentro de pelo menos uma das células estendidas.

[029] Está também contemplado que o método pode incluir a abertura do material compósito.

[030] As aberturas podem ser formadas passando o material compósito através de um estreitamento entre um rolo de pinos tendo um padrão de pinos salientes de uma superfície do mesmo e um contra-rolo tendo um padrão correspondente de cavidades embutidas numa sua superfície enquanto o rolo de pino e o rolo contrário rodam em direções opostas.

[031] Além disso, o método pode incluir a passagem do material compósito através de um estreitamento entre um rolo de estampagem tendo um padrão tridimensional numa sua superfície exterior e um contra-rolo enquanto o rolo de estampagem e o rolo contrário rodam em direções opostas para formar os três. padrão dimensional no material compósito.

[032] É contemplado que o método também pode incluir a abertura do material compósito por contacto do material compósito com uma estrutura de formação com um padrão de aberturas quando uma pluralidade de jatos líquidos pressurizados é aplicada sobre o material compósito enquanto o material precursor compósito passa sobre a estrutura de formação e uma área de fenda de vácuo localizada abaixo da estrutura de formação.

[033] Estes e outros aspectos, recursos e características da presente invenção, bem como os métodos de operação e funções dos elementos relacionados da estrutura e a combinação de partes e economias de fabrico, serão mais evidentes considerando a seguinte descrição e as reivindicações anexas com referência aos desenhos anexos, os quais fazem parte desta especificação. É para ser expressamente entendido, contudo, que os desenhos são apenas para fins de ilustração e descrição e não pretendem ser uma definição dos limites da invenção.

[034] Conforme usado na especificação e nas reivindicações, a forma singular de “um”, “uma” e “o” inclui os referentes plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[035] Os componentes das Figuras seguintes são ilustrados para enfatizar os princípios gerais da presente divulgação e não são necessariamente desenhados à escala. Os caracteres de referência que designam componentes correspondentes são repetidos conforme necessário ao longo das Figuras, por razões de consistência e clareza.

[036] A Figura 1 é uma microfotografia de um não-tecido ligado expandido não expandido da técnica anterior;

[037] A Figura 2 é uma microfotografia de uma secção transversal do não-tecido ligado não expandido não ligado da Figura 1;

[038] A Figura 3 é uma microfotografia de uma secção transversal de um tecido não tecido expandido ligado por hidroformação, de acordo com uma modalidade da invenção;

[039] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um aparelho de hidroformação para realizar métodos de acordo com modalidades da invenção;

[040] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um jato pressurizado do aparelho de hidroformação da Figura 4;

[041] A Figura 6 é um diagrama esquemático de uma pluralidade de jatos pressurizados do aparelho de hidroformação da Figura 4;

[042] A Figura 7A é uma microfotografia de uma vista lateral de uma porção de uma superfície de um tecido não tecido expandido, hidroformado e expandido, de acordo com uma modalidade da invenção;

[043] A Figura 7B é uma microfotografia de uma vista lateral de uma parte de outra superfície do tecido não ligado expandido, hidroformado, da Figura 7A;

[044] A Figura 8 é uma microfotografia de um material compósito hidroformado que inclui uma camada não tecida ligada expandida expandida e uma camada de película de polímero de acordo com uma modalidade da invenção;

[045] A Figura 9 é um diagrama esquemático de um aparelho de laminação e hidroformação para realizar métodos de acordo com modalidades da invenção;

[046] A Figura 10 é um diagrama esquemático de um aparelho de laminação e hidroformação para realizar métodos de acordo com modalidades da invenção;

[047] A Figura 11 é um diagrama esquemático de um aparelho de laminação e hidroformação para realizar métodos de acordo com modalidades da invenção;

[048] A Figura 12 é um diagrama esquemático de um aparelho para realizar métodos de acordo com modalidades da invenção;

[049] A Figura 13 é um diagrama esquemático de um aparelho para realizar métodos de acordo com modalidades da invenção; e

[050] A Figura 14 é uma vista lateral parcial, gráfica, em corte transversal da modalidade da invenção representada, por exemplo, na Figura 8.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[051] Várias modalidades da presente invenção serão agora destacadas. A discussão de qualquer uma das modalidades não pretende limitar o âmbito da presente invenção. Pelo contrário, os aspectos das modalidades destinam-se a enfatizar a amplitude da invenção, quer abrangida pelas reivindicações ou não. Além disso, qualquer e todas as variações das modalidades, agora conhecidas ou desenvolvidas no futuro, também se destinam a cair no âmbito da invenção.

GLOSSÁRIO

[052] Ao longo desta descrição, o termo "rede" refere-se a um material capaz de ser enrolado num rolo. As teias podem ser teias de película, teias não tecidas, teias laminadas, teias laminadas com aberturas, etc. A face de uma rede refere-se a uma das suas superfícies bidimensionais, em oposição à sua orla. O termo "rede composta" ou "material compósito" refere- se a uma rede que compreende duas ou mais teias separadas que estão ligadas uma à outra em uma relação face a face. O acessório pode ser através das bordas das teias dos componentes, embora as teias dos componentes estejam em relação face a face umas com as outras, ou o acessório pode estar em localizações pontuais particulares através das teias componentes.

[053] O termo "película" nesta descrição refere-se a uma rede feita por extrusão de uma folha fundida de material polimérico termoplástico por um processo de extrusão fundido ou soprado e depois arrefecimento da referida folha para formar uma rede polimérica sólida. Os filmes podem ser filmes monocamada, filmes coextrudados, filmes revestidos e filmes compostos. Películas revestidas são películas compreendendo uma película monocamada ou coextrudida que são subsequentemente revestidas (por exemplo, revestidas por extrusão, revestidas por impressão, impressas ou semelhantes) com uma camada fina do mesmo material ou material diferente ao qual está ligada. Filmes compostos são filmes que compreendem mais de um filme, onde os pelo menos dois filmes são combinados em um processo de ligação. Os processos de ligação podem incorporar camadas adesivas entre as camadas de filme.

[054] Ao longo desta descrição, a expressão "filmes com aberturas" denota filmes em que existe uma pluralidade de orifícios que se estendem de uma superfície a uma segunda superfície. Um filme de duas dimensões com aberturas é um filme no qual não existe estrutura tridimensional nos orifícios, que então conectam a segunda superfície de um filme plano à primeira superfície do filme. Um “filme formado” é um filme tridimensional é um filme com protuberâncias ou células estendidas, e um filme tridimensional com aberturas é um filme no qual existe uma estrutura tridimensional nas aberturas (por exemplo, as aberturas têm uma profundidade que é mais espessa do que a espessura do filme) ou as células estendidas têm aberturas através dele.

[055] O termo "rede não tecida" significa uma rede compreendendo uma pluralidade de fibras. As fibras podem estar ligadas umas às outras ou podem não estar ligadas. As fibras podem ser fibras ou fibras contínuas. As fibras podem compreender um único material ou podem compreender uma multiplicidade de materiais, seja como uma combinação de diferentes fibras ou como uma combinação de fibras semelhantes, cada uma composta por diferentes materiais. Como aqui utilizado, "rede não tecida" é utilizada no seu sentido genérico para definir uma estrutura geralmente plana que é relativamente plana, flexível e porosa, e inclui fibras descontínuas ou filamentos contínuos. A rede não tecida pode ser o produto de qualquer processo para formar as mesmas, tais como teias não tecidas não tecidas e não tecidas fundidas. A rede não tecida pode incluir um composto ou combinação de teias. Numa modalidade, a rede não tecida é um material spunbond, feito de fibra de polipropileno. A rede não tecida pode, no entanto, compreender qualquer material polimérico a partir do qual uma fibra pode ser produzida. Por exemplo, a rede não tecida pode compreender fibras de polietileno, polipropileno, elastómeros, poliésteres, rayon, celulose, nylon e misturas de tais fibras de polímeros. Fibras que compreendem diferentes polímeros podem também ser misturadas.

[056] O termo "rastreio", tal como é aqui utilizado, refere- se a um aparelho de moldagem tridimensional compreendendo recortes utilizados para formar células estendidas, protuberâncias ou aberturas em películas, ou protuberâncias em tramas não tecidas. Numa modalidade, as telas compreendem membros tubulares, tendo uma largura e um diâmetro. Em modelos de realização alternativos, as telas compreendem correias com uma largura e um comprimento. A direção transversal é a direção paralela à largura da tela. A direção da máquina é a direção paralela à direção de rotação da tela e é perpendicular à direção transversal.

[057] O termo "célula estendida" como usado aqui refere- se a um membro tridimensional ou protuberância compreendendo uma porção de base com aberturas localizada no plano da primeira superfície da rede e uma porção de parede lateral que se estende geralmente na direção da segunda superfície da rede. . Cada porção de base tem uma porção de parede lateral. As partes laterais terminam em "extremidades" ou "vértices" localizadas no plano da segunda superfície da rede. As extremidades das células estendidas podem ser perfuradas ou não. "Célula estendida com abertura", como aqui utilizado, refere-se a uma célula prolongada que tem uma abertura na sua extremidade distal no plano da segunda superfície. As aberturas nas partes de base das células estendidas, também denominadas "aberturas primárias", podem ter a forma de polígonos, por exemplo quadrados, hexágonos, pentágonos, elipses, círculos, ovais ou ranhuras, num padrão regulado ou aleatório. Numa modalidade, as aberturas podem ter a forma de um barco, tal como descrito, por exemplo, na Patente US No. 7.198.836, que é aqui incorporada por referência. As extremidades protuberantes, se forem perfuradas, são chamadas de "aberturas secundárias" e podem ter a forma de polígonos, por exemplo, quadrados, hexágonos, pentágonos, elipses, círculos, ovais, fendas ou barcos.

[058] Como aqui utilizado, a expressão "artigos absorventes" e "dispositivos de absorção" denotam artigos que absorvem e contêm fluidos corporais e outros exsudados corporais. Mais especificamente, um artigo absorvente / dispositivo absorvente inclui peças de vestuário que são colocadas contra ou na proximidade do corpo de um utilizador para absorver e conter os vários exsudados descarregados de um corpo.

[059] Como aqui utilizado, o termo "elástico" é utilizado para descrever um material que após aplicação de uma força de tração é extensível a um comprimento esticado preferivelmente pelo menos 2x seu comprimento inicial não esticado, e que se retrai para no máximo 1,75x da sua inicial, comprimento não esticado após a liberação da força de alongamento.

[060] A Figura 1 é uma vista de topo de uma porção de uma rede não tecida 10 ligada com um peso base de cerca de 10 g/m2. A rede não tecida 10 inclui uma pluralidade de fibras 12, e uma pluralidade de locais de ligação comprimidos 14 que foram criados por um processo de ligação fiado, como descrito acima.

[061] A Figura 2 ilustra uma secção transversal da rede não tecida 10 da Figura 1. Como ilustrado, a pluralidade de fibras 12 está geralmente orientada horizontalmente quando a rede não tecida 10 é colocada numa superfície geralmente horizontal, isto é, cada fibra encontra-se num plano que é geralmente horizontal e as fibras 12 são geralmente paralelas entre si. Os locais de ligação comprimidos 14 também são visíveis na Figura 2. As fibras 12 estão intimamente empacotadas e, portanto, geralmente não possuem espaçamento vertical entre elas. A rede não tecida ilustrada 10 tem um tamanho médio ou espessura 22 de cerca de 0,010 cm (0,0039 polegada). Embora esteja ilustrada uma rede não tecida ligada 10 fiada de 10 g/m2, as modalidades da invenção não são tão limitadas. O termo "nominal", como usado aqui, refere-se a um valor aproximado. Por exemplo, uma rede não tecida unida de 10 g/m2 pode ter um peso base médio de até cerca de 10,25 g/m2. As teias não tecidas com ligas fiadas, com pesos de base tão baixos como 8 g/m2, podem ser utilizadas de acordo com modalidades da invenção.

[062] Embora possa não haver limite superior para o peso base que pode ser utilizado em modalidades da invenção, as teias não tecidas ligadas com um peso base relativamente elevado (e maior custo) podem também ter uma maciez mais alta e, portanto, pode não ser tão desejável para utilização em formas de realização da invenção. A modalidade ilustrada não se destina a ser limitativa de qualquer forma. É um aspeto das modalidades da invenção começar com uma rede não tecida ligada e ligeira e expandir a rede para simular e funcionar como uma rede não tecida de elevado custo, fabricada com outros processos, tal como o processo de spunlacing descrito acima.

[063] As fibras 12 são feitas de polímero, que pode ser uma poliolefina, tal como polipropileno. Numa modalidade, a rede não tecida 10 pode ser uma SBPP, como descrito acima. Em uma modalidade, a rede não tecida 10 pode ser revestida com um tensoativo de modo a que as fibras 12 sejam hidrofílicas nas suas superfícies exteriores. Em uma modalidade, um tensoativo pode ser incorporado no polímero das fibras 12 na forma de um fluido semi-viscoso que estão localizado dentro das regiões amorfas do polímero, de modo que as fibras 12 são hidrofílicas e permanecem hidrofílicas, mesmo após as fibras 12 serem submetidos a líquidos, como discutido em mais detalhes abaixo.

[064] A Figura 3 ilustra uma secção transversal de uma porção de uma rede não tecida 30 ligada, expandida e hidroformada, que foi hidroformada e expandida a partir da rede não tecida 10 ilustrada nas Figuras 1 e 2 de acordo com modalidades da invenção, descritas abaixo. Como ilustrado, muitas das fibras 12 da rede 10 não tecida ligada original foram expandidas para um maior espaçamento vertical entre elas, como indicado pelas setas 31. Durante a expansão da rede não tecida 10, algumas das fibras 12 podem curvar-se para cima a partir das suas orientações originais geralmente horizontais para se tornarem fibras curvas 32. Além disso, algumas das fibras 12, que eram anteriormente contínuas ao longo do comprimento da rede não tecida 10, podem quebrar em fibrilhas encurtadas 34 durante o processo de expansão, e pelo menos algumas das fibrilas encurtadas 34 podem ser reorientadas para um alinhamento mais vertical e tornar-se substancialmente fibrilas verticais 36, como ilustrado.

[065] A rede não tecida 30 ligada, expandida, hidroformada e expandida tem um patamar ou espessura média expandida 38 de 0,050 cm (0,0197 polegada), que é cerca de 5,0 vezes maior do que o sótão original 22 da rede não tecida original 10 não ligada. Formas de realização da invenção proporcionam uma rede não tecida ligada expandida expandida com um sótão expandido para pelo menos cerca de 1,3 vezes o sótão de rede não tecido ligado por fiação original, o qual é suficiente para melhorar a macieza, para melhorar a secura da superfície e para melhorar a frescura conforme percebida pelo utilizador de um dispositivo de absorção que inclui a rede n tecida ligada hidrossoldada expandida 30. Adicionalmente, a permeabilidade ao ar da rede não tecida 30 ligada, expandida e hidroformada, pode ser aumentada em, pelo menos, cerca de 1,2 vezes, em comparação com a permeabilidade ao ar da rede 10 não tecida ligada original, conforme descrito em maior detalhe abaixo.

[066] A Figura 4 é uma vista lateral esquemática de uma modalidade de um aparelho de hidroformação 40 para o fabrico de uma rede não tecida ligada, expandida e hidroformada, tal como a rede não tecida 30 ligada expandida hidroformada descrita acima e / ou um material compósito hidroformado descrito abaixo, de acordo com modalidades da invenção. Especificamente, o aparelho 40 da Figura 4 proporciona um processo de hidroformação de uma rede não tecida ligada, como a rede não tecida ligada 10 ilustrada nas Figuras 1 e 2 para expandir o seu sótão e produzir um não- tecido expandido hidroformado expandido, tal como o hidroformado rede não tecida ligada expandida 30 ilustrada na Figura 3.

[067] Como ilustrado na Figura 4, um rolo 42 de uma rede não tecida ligada não expandida original 10, tendo um sótão original como resultado do processo de ligação girada descrito acima, pode ser carregado num fuso 43 do aparelho 40 numa orientação e posição que permita a rede não tecida 10 para ser desenrolada a partir do rolo 42 e posteriormente processada. O aparelho 40 inclui uma estrutura de formação 44, que pode estar na forma de uma tela de formação rotativa, e a tela não tecida 10 pode ser avançada em um movimento contínuo sobre a estrutura de formação 44. Em modalidades nas quais a estrutura de formação 44 é um crivo de formação rotativo, a rede não tecida 10 pode ser movida e o crivo pode ser rodado a uma velocidade sincronizada através de uma área de abertura de vácuo longa e estreita 45 que se prolonga no papel que contém a Figura. A estrutura de formação 44 pode ter uma pluralidade de aberturas 44a tendo uma contagem de malha entre cerca de 3 aberturas por polegada linear (cerca de 1 abertura por centímetro linear) (isto é “3 malhas”) e cerca de 120 aberturas por polegada linear (cerca de 47 aberturas por centímetro linear) (isto é “malha de 120”). Numa modalidade, a contagem da malha pode ser de cerca de 25 aberturas por polegada linear (cerca de 10 aberturas por centímetro linear) (isto é “25 malhas”).

[068] Uma pluralidade de jatos de líquido pressurizado 46 é disposta em uma zona longa e estreita que se estende no papel que contém a Figura 4, e é geralmente alinhada com a área de fenda de vácuo de largura longa e estreita 45 sob a estrutura de formação 44. Os jatos líquidos 46 estão configurados para fornecerem fluxos sobrepostos de um líquido 47, tal como água, a uma pressão de cerca de 200 psi (13.78.951 pascal) a cerca de 800 psi (55.15.805 pascal) numa superfície exterior da rede não tecida 10 enquanto a rede 10 está a passar sobre a ranhura de vácuo área 45. Numa modalidade, o líquido nos jatos líquidos 46 pode ter uma pressão de cerca de 400 psi (2.757.902 pascal) a cerca de 800 psi (55.15.805 pascal). As correntes de líquido 47 têm pressão suficiente para empurrar e reorientar a maioria das fibras ligadas 12 de uma orientação horizontal apertada (ilustrada na Figura 2) para um maior espaçamento vertical (ilustrado na Figura 3).

[069] Muitas das fibras do não-tecido ligado 10 podem ser empurradas para se curvar para cima e pelo menos algumas das fibras anteriormente contínuas podem ser quebradas em fibrilas encurtadas, como ilustrado na Figura 3. Tal ruptura da rede não tecida ligada original 10 resulta na rede não tecida ligada expandida 30 tendo um sótão expandido de pelo menos cerca de 1,3 vezes maior do que o sótão da rede não tecida 10 original ligada, e uma permeabilidade ao ar aumentada de pelo menos cerca de 1,2 vezes superior à permeabilidade ao ar da rede original ligada. Além disso, os jatos líquidos 46 têm pressão suficiente para empurrar porções da rede não tecida 10 para a pluralidade de aberturas 44a na estrutura de formação 44 e formam uma pluralidade de protuberâncias que se estendem a partir de uma superfície da rede expandida não tecida, como descrito em detalhe abaixo.

[070] A Figura 5 ilustra um jato líquido individual 46 de acordo com modalidades da invenção que podem ser utilizadas no aparelho 40 da Figura 4. Como ilustrado, o jato líquido 46 inclui um bocal 54 que está configurado para projetar o fluxo de líquido 47 (tal como água) que tem uma secção transversal na forma de uma ventoinha. A corrente de líquido 47 é geralmente formada como uma elipse alongada com uma largura 'w' e um comprimento 'l'. A corrente de líquido 47 que sai de um bocal individual 54 pode ter uma forma de elipse alongada com uma relação comprimento / largura (l / w) entre cerca de 3: 1 e cerca de 10: 1. Em uma modalidade, a corrente de líquido 47 pode ter uma forma de elipse alongada com uma razi^% comprimento para largura de cerca de 7: 1, com um comprimento medindo cerca de 1,75 polegadas (4,445 centímetros) e uma largura que mede cerca de 0,25 polegada (0,635 centímetros) na localização que impacta a rede não tecida 10.

[071] A pluralidade de jatos de líquido 46 é ilustrada em maior detalhe na Figura 6. Como ilustrado, os bocais individuais 54 estão alinhados e afixados a um coletor 60 que é fornecido com um líquido pressurizado a uma entrada 62. Em uma modalidade, os bocais individuais estão espaçados ao longo do coletor 60 em cerca de 1 a 2 polegadas (2,54 a 5,08 centímetros). Em uma modalidade, os bocais individuais estão espaçados ao longo do coletor a cada 1,5 polegadas (3,81 centímetros). As correntes de líquido 47, cada uma, sobrepõem-se ligeiramente a um fluxo adjacente nas suas respectivas bordas 56. Juntas, a pluralidade de correntes de líquido 47 produz uma zona longa e estreita de líquido pressurizado 68 que é formado pelos bocais de pulverização individuais 54 que cada um forma o líquido numa elipse alongada respectiva ilustrada na Figura 5. As bordas 56 das correntes de líquido 47 sobrepõem-se de tal modo que o líquido pressurizado pode ser proporcionado à rede não tecida 10 ligada em toda a largura da rede não tecida 10 ligada, mantendo uma largura estreita ('w' na Figura 5), mesmo como coletivo.

[072] Voltando à Figura 4, a área de fenda de vácuo 45 pode ter sucção suficiente para remover qualquer líquido residual da superfície da manta não urdida ligada e fiada que pode reduzir a força das correntes de líquido 47 que colidem com a manta não urdida 10 ligada fiada. A rede não tecida 30 ligada com fibras expandidas pode então ser subsequentemente seca num ou mais secadores 48 e cortada para larguras preferidas com pelo menos uma lâmina de corte 49. A rede não tecida 30 ligada com fibras expandidas pode ser enrolada por um enrolador 50 em pelo menos um rolo 52. Em uma modalidade, a rede não tecida 30 não ligada expandida pode também ser revestida com um tensoativo ou, de outro modo, tratada para melhorar ainda mais as propriedades da rede não tecida 30 ligada por filtração expandida.

[073] Como discutido acima, numa modalidade, as fibras 12 podem incluir um surfactante que pode migrar para as superfícies externas das fibras ao longo do tempo. Não sendo limitado pela teoria, o diferencial de pressão entre a pressão aplicada ao fluido surfactante dentro da estrutura interna do polímero das fibras e a atmosfera ambiente na parte externa das fibras fará com que o surfactante migre em direção às superfícies externas das fibras. até que um equilíbrio seja alcançado. Suspeita-se que apenas uma pequena quantidade do surfactante, que é incorporado no polímero, migra para a superfície quando atinge uma condição de equilíbrio. Se o surfactante for lavado da superfície das fibras, seja pelo processo inicial de hidroformação descrito acima ou por um insulto líquido durante o uso, seja um usuário, o equilíbrio se perca e mais surfactante migre em direção às superfícies externas da fibra. fibras para alcançar um novo equilíbrio. A quantidade de agente tensoativo a incorporar nas fibras pode ser determinada tendo em conta a quantidade que se espera que seja perdida durante o processo de hidroformação, bem como durante a utilização do dispositivo de absorção no qual as fibras serão incorporadas. Se a rede não tecida expandida hidroformada 30 tiver um surfactante incorporado nas suas fibras, é utilizada como, por exemplo, uma folha superior ou uma camada de distribuição de aquisição (“ADL”) num dispositivo absorvente, o valor da taxa de aquisição de fluido funcional da folha superior pode continuar para executar mesmo depois que o dispositivo de absorção excede sua capacidade de contenção de fluido.

[074] As Figuras 7A e 7B são vistas laterais de uma porção de uma rede 70 não tecida ligada, expandida e hidroformada, produzida num aparelho de hidroformação, tal como o aparelho 40 da Figura 4. A rede não tecida não ligada expandida hidroformada 70 foi produzida a partir de uma rede não tecida ligada original tendo uma base nominal de 10 g/m2 e um patamar ou espessura média de cerca de 0,0040 polegadas (0,01016 centímetros) (cerca de 102 mícrons), medida com um medidor de espessura Ames 412,5 um peso de 4,8 onças (136,08 gramas). A Figura 7A ilustra uma primeira superfície 72 de um primeiro lado da rede não tecida 70 ligada, expandida e hidroformada, que foi sujeita aos jatos líquidos 46 do aparelho de hidroformação 40, e a Figura 7B ilustra uma segunda superfície 74 de um segundo lado da expansão expandida hidroformada. rede não tecida ligada por fiado 70 que está oposta à primeira superfície 72 e estava em contacto com a estrutura de formação 44 do aparelho de hidroformação 40. Como ilustrado, a primeira superfície 72 é substancialmente plana, enquanto a segunda superfície 74 tem um padrão de protuberâncias 76 que se estendem a partir daí. As protuberâncias 76 estão substancialmente no mesmo padrão que o padrão de aberturas 44a na estrutura de formação 44, que tem uma contagem de malha de cerca de 25 células por polegada linear (isto é, 25 malhas). A rede não tecida 70 ligada expandida, hidroformada e expandida tem um patamar ou espessura média de cerca de 0,0076 polegadas (0,019304 centímetros) (cerca de 193 microns), medida com um medidor de espessura Ames 412,5 usando um peso de 4,8 onças (136,08 gramas), ou cerca de 1,9 vezes (90%) maior do que o loft da rede não tecida original não expandida.

[075] A Figura 8 ilustra uma secção transversal de uma porção de um material compósito hidroformado 80 que inclui uma camada não tecida ligada expandida 82 e uma camada de película polimérica 84. A camada de película 84 inclui uma pluralidade de células estendidas 86 que se afastam da camada 82 n tecida ligada expandida. Na modalidade ilustrada, as células estendidas 86 da camada de película 84 s, cada uma, perfuradas no seu respectivo vértice 87 e as células estendidas 86 s células estendidas macro com uma contagem de malha de cerca de 25 células por polegada linear (cerca de 10 células por centímetro linear) (ou seja 25 malhas) , que é substancialmente igual à contagem de malha das aberturas 44a da estrutura de formação 44. As células macro estendidas têm paredes laterais compreendendo uma porção de afinamento contínuo da camada de película de polímero do material compósito hidroformado que se prolonga do que era um plano original de um material precursor compósito (descrito abaixo), e cada uma da pluralidade de células estendidas está afastada a partir de uma célula estendida adjacente por um terreno 85 tendo uma largura compreendida por uma superfície substancialmente plana não perturbada do material compósito hidroformado. Pelo menos uma das células estendidas da camada de película de polímero pode ter uma abertura numa extremidade distal da mesma. No material compósito hidroformado 80, porções de fibras e fibrilas da camada não tecida ligada expandida 82 foram empurradas para dentro das células estendidas 86 da camada de película 84, e algumas das fibrilas 88 se estendem através das aberturas e além de um plano que contém os ápices 87 das células estendidas 86 da camada de película 84.

[076] Um material precursor compósito que é submetido ao processo de hidroformação pode ser criado por diferentes métodos, como ilustrado nas Figuras 9-11, por exemplo. Num aparelho 90 ilustrado na Figura 9, o rolo 42 da rede não tecida não expandida original 10 pode ser colocado num veio 91, e um rolo 92 de uma película de polímero 94 pode ser colocado num veio separado 93. O polímero da película de polímero 94 pode incluir uma ou mais poliolefinas, incluindo mas n limitado a polietileno, polietileno de densidade ultra baixa, polipropileno, acetatos de etileno-vinilo, metaloceno, polietileno de densidade mia baixa linear e linear, bem como outros polímeros incluindo mas n se limitando a polímeros elastomicos, incluindo mas n limitados a elasteros base de polipropileno, elasteros baseados em etileno, elasteros baseados em copoliester, copolímeros em bloco de olefina, copolímeros em bloco estiricos e semelhantes, ou suas combinações. A película de polímero 94 pode ser uma película polimica sida ou pode ser perfurada. Numa modalidade, a película de polímero 94 pode ter um padrão de micro-células ou micro- aberturas que foram criadas utilizando um processo de formação de vácuo, hidroformação, abertura mecânica e / ou gravação em relevo.

[077] Cada uma da rede não tecida não expandida original 10 e a película de polímero 94 pode ser alimentada num estreitamento 95 entre dois rolos de calendário 96, 97, pelo menos um dos quais pode ser aquecido a uma temperatura que permita a rede não tecida 10 e / ou o polímero filme 94 para suavizar. Numa modalidade, pelo menos um dos rolos de calendário 96, 97 pode ter um padrão tridimensional na sua superfície, de modo que o filme de polímero 94 e a rede não tecida 10 são sujeitos a um processo de ligação pontual, como é conhecido na técnica. A pressão aplicada à rede não tecida 10 e à película polimérica 94 no aperto nip 95 permite que a rede não tecida 10 e a película polimérica 94 adiram uma à outra para criar um material precursor compósito 98 antes de serem submetidas aos jatos líquidos 46 como o material precursor compósito 98 compreendendo a rede não tecida 10 e a película de polímero 94 passa sobre a estrutura de formação 44. A combinação dos jatos líquidos 46, a estrutura de formação 44 e a ranhura de vácuo 45 criam um material compósito hidroformado 99 que inclui uma camada não tecida ligada expandida e uma camada de película polimérica tendo células estendidas num padrão correspondente ao padrão de aberturas 44a a estrutura de formação, como descrito acima em relação modalidade ilustrada na Figura 8. Por exemplo, se a estrutura de formação 44 tiver uma contagem de malha de cerca de 40 aberturas por polegada linear (cerca de 16 aberturas por centímetro linear) (isto é “malha 40”) a cerca de 120 aberturas por polegada linear (cerca de 47 aberturas por centímetro linear) (isto é “malha 120”), então as células de filme hidroformadas serão micro estendidas -células com uma contagem de malha de cerca de 40 mesh a cerca de 120 mesh. Se a estrutura de formação tiver uma contagem de malha inferior a cerca de 40 mesh, então as células de película hidroformadas serão células estendidas macro com uma contagem de malha inferior a cerca de 40 mesh.

[078] Depois de passar pelo (s) secador (es) 48, o material compósito hidroformado 98 pode ser cortado e enrolado num rolo 99a com o enrolador 50. Em uma modalidade, pelo menos, a camada não tecida não ligada expandida do material compósito hidroformado 99 também pode ser revestida com um tensoativo ou de outro modo tratada para aumentar ainda mais as propriedades do material compósito hidroformado 99. Numa modalidade, as fibras do material compósito hidroformado 99 podem já conter um agente tensoativo, tal como descrito acima.

[079] Numa modalidade, as partes do aparelho 90 localizadas a montante dos jatos líquidos 46 e a estrutura de formação 44 podem estar localizadas fora de linha para formar o material precursor composto 98, e um rolo do material precursor compósito pode ser colocado no fuso 43 do aparelho 40 da Figura 4 e processado como descrito acima.

[080] A Figura 10 ilustra uma modalidade de um aparelho 100 que é configurado para criar um material precursor compósito laminado 101 por extrusão de uma camada de polímero fundido 102 a partir de uma matriz de extrusão de filme 103 diretamente na rede original não tecida ligada não expandida 10 num intervalo 104 criado por um rolo de metal 105 e um rolo de borracha 106 como a rede não tecida original não expandida ligada 10 passa através da ranhura 104. A camada de polímero fundido 102 pode incluir uma ou mais poliolefinas, incluindo mas não se limitando a polietileno, polietileno de densidade ultra baixa, polipropileno, etileno vinil acetatos, metaloceno, polietileno linear de baixa densidade e densidade média, bem como outros polímeros, incluindo mas n se limitando a polímeros elastomicos, incluindo mas n limitados a elasteros base de polipropileno, elasteros baseados em etileno, elasteros baseados em copoliester, copolímeros em bloco de olefina, copolímeros em bloco estiricos e semelhantes, ou suas combinações.

[081] Um rolo de transporte 107 pode ser utilizado para reorientar o material precursor compósito laminado 101 de modo que a camada de película polimérica do material precursor compósito laminado 101 contacta a estrutura de formação 44 e os jatos líquidos 46 proporcionam correntes de líquido 47 diretamente sobre o tecido não tecido original ligado web 10. Deve ser entendido que podem ser utilizados rolos adicionais no aparelho 100 e a concretização ilustrada não se destina a ser limitativa de qualquer forma. A combinação dos jatos líquidos 46, a estrutura de formação 44 e a ranhura de vácuo 45 criam um material compósito hidroformado 108 que inclui uma camada não tecida ligada expandida e uma camada de película polimérica tendo células estendidas num padrão correspondente ao padrão de aberturas 44a a estrutura de formação 44, como descrito acima.

[082] Na modalidade ilustrada na Figura 10, um rolo de transporte 109 é utilizado para alinhar o material compósito hidroformado 108 com o (s) secador (es) 48 e, após passar através do (s) secador (es) 48, o material compósito hidroformado 108 pode ser cortado e rolado num rolo 108a com o enrolador 50. Em uma modalidade, pelo menos, a camada não tecida não ligada expandida do material compósito hidroformado 108 também pode ser revestida com um tensoativo ou de outro modo tratada para aumentar ainda mais as propriedades do material compósito hidroformado 108. Numa modalidade, as fibras do material compósito hidroformado 108 podem já conter um agente tensoativo, tal como descrito acima.

[083] Deve ser entendido que podem ser utilizados rolos adicionais para transportar o material compósito hidroformado 108 e a concretização ilustrada não se destina a ser limitativa de qualquer forma. Numa modalidade, as partes do aparelho 100 localizadas a montante dos jatos líquidos 46 e a estrutura de formação 44 podem estar localizadas fora de linha para formar o material precursor compósito laminado 101, e um rolo do material precursor compósito laminado pode ser colocado sobre o fuso 43 do aparelho 40 da Figura 4 e hidroformado como descrito acima.

[084] A Figura 11 ilustra uma modalidade de um aparelho 110 que é configurado para criar um material precursor composto laminado 112 por extrusão da camada de polímero fundido 102 a partir da matriz de extrusão de filme 103 diretamente na rede não tecida ligada não expandida original 10 como a original não expandida a rede não tecida 10 move-se sobre uma segunda estrutura de formação 114 a uma velocidade sincronizada de modo que a rede não tecida 10 ligada passa por uma segunda área de abertura de vácuo 115 à medida que o polímero fundido 102 contacta a rede não tecida 10. A segunda estrutura de formação 114 tem um padrão de aberturas que são configuradas para permitir que o vácuo criado na segunda área de fenda de vácuo 115 puxe a rede não tecida 10 ligada contra a estrutura de formação 114, e devido à permeabilidade da rede não tecida ligada. 10, a camada de película de polímero vai estar em conformidade com a rede n tecida 10 medida que o polímero arrefece. Os rolos de transporte 116, 117 podem ser utilizados para proporcionar mais arrefecimento à camada de polímero e / ou reorientar o material precursor compósito laminado 112 de modo que a camada de película de polímero do material precursor compósito laminado 112 entre em contacto com a estrutura de formação 44 e os jatos líquidos 46 proporcionam correntes de líquido 47 diretamente sobre a rede não tecida ligada original 10. Deve ser entendido que podem ser utilizados rolos adicionais para transportar o material precursor compósito 112 e a concretização ilustrada não se destina a ser limitativa de qualquer forma. A combinação dos jatos líquidos 46, a estrutura de formação 44 e a ranhura de vácuo 45 criam um material compósito hidroformado 118 que inclui uma camada não tecida ligada expandida e uma camada de película polimérica tendo células estendidas num padrão correspondente ao padrão de aberturas 44a a estrutura de formação, como descrito acima.

[085] Na concretização ilustrada na Figura 11, é utilizado um rolo de transporte adicional 119 para alinhar o material compósito hidroformado 118 com o (s) secador (es) 48 e depois de passar através do (s) secador (s) 48, o material compósito hidroformado 118 pode ser cortado e enrolado num rolo 118a com o enrolador 50. Em uma modalidade, pelo menos, a camada não tecida não ligada expandida do material compósito hidroformado 118 também pode ser revestida com um tensoativo ou de outro modo tratada para aumentar ainda mais as propriedades do material compósito hidroformado 118. Numa modalidade, as fibras do material compósito hidroformado 118 podem já conter um agente tensoativo, tal como descrito acima.

[086] Deve ser entendido que podem ser utilizados rolos adicionais para transportar o material compósito hidroformado 118 e a concretização ilustrada não se destina a ser limitativa de qualquer forma. Numa modalidade, as partes do aparelho 110 localizadas a montante dos jatos líquidos 46 e a estrutura de formação 44 podem estar localizadas fora de linha para formar o material precursor compósito laminado 112, e um rolo do material precursor compósito laminado 112 pode ser colocado no fuso 43 do aparelho 40 da Figura 4 e hidroformado como descrito acima.

[087] Outros processos convencionais podem ser utilizados para criar o material precursor compósito e os processos aqui descritos não devem ser considerados de forma alguma limitativos. Por exemplo, numa modalidade, pode ser utilizado um material adesivo para unir a película de polímero e a rede não tecida ligada não expandida original. Em uma modalidade, um dispositivo de ligação ultrassônico pode ser utilizado para criar ligações entre a película de polímero e a rede não tecida ligada não expandida original.

[088] Uma vantagem potencial de criar um material precursor compósito laminado usando um processo de ligação térmica que inclui a extrusão de uma camada de polímero fundido diretamente na tela não tecida ligada, como descrito acima em relação às Figuras 10 e 11, é que a camada de filme de polímero resultante pode ser mais fino que processos que usam um filme de polímero já formado. Por exemplo, os métodos de extrusão direta podem permitir um filme de polímero muito fino com um peso básico nominal de cerca de 8-12 g/m2

[089] O material não tecido hidroformado expandido, ligado, expandido, tendo protuberâncias ou o material compósito hidroformado possuindo células estendidas (com ou sem aberturas) pode então ser executado uma segunda vez através do processo de hidroformação utilizando o aparelho de hidroformação 40 da Figura 4 que inclui uma estrutura de formação diferente 44 uma contagem de malha diferente de menos do que cerca de 40 aberturas por polegada linear (cerca de 16 aberturas por centímetro linear) de modo que um padrão de macro protuberâncias ou células estendidas (com ou sem aberturas) possa ser produzido. As células estendidas macro podem ter paredes laterais que incluem uma porção de desbaste contínuo do material compósito hidroformado que se estende para longe do plano original do material compósito hidroformado. Numa modalidade, o aparelho de hidroformação 40 da Figura 4 pode ser utilizado para criar uma superfície mais tridimensional gravando em relevo o material compósito hidroformado e não criando aberturas.

[090] Numa modalidade, um padrão de macro células estendidas pode ser formado no material não tecido hidroformado expandido ligado ou o material compósito hidroformado já tendo protuberâncias ou micro células estendidas, respectivamente, através de um método de perfurar mecanicamente o material passando o material através de um aparelho configurado para formar aberturas de grande escala, tal como um aparelho 120 ilustrado na Figura 12. Como ilustrado, o aparelho 120 inclui um rolo de pino 123 tendo um padrão de pinos 124 e um rolo de contador 125 tendo um padrão de correspondência de cavidades 126 configurado para receber os pinos 124. O rolo de pino 123 e o rolo de contador 125 podem ser rodados em direções opostas para formar um estreitamento 127 através do qual um material compósito hidroformado 128 pode ser alimentado. Os pinos 124 sobressaem da superfície do rolo de pinos 123 e as cavidades 126 são embutidas na superfície do rolo de conta 125. O rolo de pino 123 e o rolo de contador 125 podem ser alinhados de modo que os pinos 124 coincidam com as cavidades 126 de modo que quando os rolos 123, 125 estão girando, os pinos 124 são inseridos nas cavidades 126 no estreitamento 127 e o composto hidroformado o material 128 entre os rolos 123, 125 é perfurado pelos pinos 124, formando assim um padrão de macro células estendidas com aberturas.

[091] O material resultante inclui micro células estendidas (ou protuberâncias) e macro células estendidas com aberturas e pode ser enrolado num rolo 129 para conversão posterior numa camada superior ou outra camada, tal como uma ADL, num dispositivo absorvente. As células estendidas macro podem ter uma contagem de malha menor que cerca de 40 células por polegada linear (16 células por centímetro linear) (isto é, “malha 40”). As células estendidas macro podem se estender para longe do plano original do material compósito hidroformado, ser espaçadas por terras que cada uma tem uma largura e compreende um plano do material compósito hidroformado com micro células estendidas. Um tal método de perfuração mecânica é descrito em maior detalhe na Patente dos Estados Unidos co- atribuída No. 7.204.907 de Cree et al., Cujo conteúdo total é aqui incorporado por referência.

[092] Numa modalidade, pode ser formado um padrão de protuberâncias macro ou células estendidas macro na rede não tecida expandida hidroformada e/ou o material compósito hidroformado utilizando um aparelho 130 ilustrado na Figura 13. Como ilustrado, o rolo de pino 123 e o rolo de apoio 125 do aparelho 120 da Figura 12 são substituídos por rolos de gravação de correspondência 132, 134 de modo a que possa ser criada uma superfície tridimensional (sem aberturas) no material não tecido ligado expandido e hidroformado ou o material compósito hidroformado, representado por 131 na Figura 13. Depois do material 131 passar entre os rolos de gravação 132, 134, o material pode ser enrolado num rolo 136 para processamento adicional.

[093] A Figura 14 proporciona uma vista gráfica em corte transversal de uma poro do material compito hidroformado ilustrado, por exemplo, na Figura 8. Esta ilustração gráfica é fornecida para clarificar as várias estruturas que são combinadas para formar a invenção.

[094] A Figura 14 ilustra a camada não tecida ligada expandida 82 e a camada de película de polímero 84 que, juntas, formam o material compósito 80. A camada de película 84 inclui uma pluralidade de células estendidas 86 que se afastam da camada 82 n tecida ligada expandida. Uma das células estendidas 86 é mostrada na Figura 14.

[095] Como deve ser evidente, a Figura 14 também ilustra as protuberâncias 76 que são formadas em registro com as células estendidas 86. Como discutido acima, as protuberâncias 76 e as células estendidas 86 estão contempladas para serem formadas através de um processo de hidroformação. No entanto, como também se tornou evidente a partir do exposto, podem ser utilizados processos diferentes da hidroformai^%o sem sair do escopo da invenção.

[096] A célula estendida 86 é contemplada como sendo representativa de todas as células estendidas 86 incluídas no material compósito 80, exceto que nem todas as células estendidas 86 são contempladas para incluir fibras e / ou fibrilas 88. Especificamente, está contemplado que uma ou mais das células estendidas 86 podem excluir fibras ou fibrilas 88. A ausência de fibras ou fibrilas 88 de uma ou mais células estendidas 86 contemplada dentro do âmbito da invenção.

[097] Para ajudar na discussão que se segue, a primeira superfície 84a e a segunda superfície 84b da camada de película 84 são designadas.

[098] Na modalidade ilustrada, a célula estendida 86 estende-se para longe da camada não tecida 82 na direção da segunda superfície 84b. A célula estendida 86 é designada pelo círculo da linha tracejada na ilustração.

[099] A célula ampliada 86 abrange pelo menos a porção da camada de película 84 que forma as paredes laterais 83. Como ilustrado, a célula estendida 86 define uma abertura tridimensional AP que se estende da porção da camada de película 84 nas terras 85 até o ápice 87. Como discutido acima, as paredes laterais 83 da célula estendida 86 são contempladas para se afinarem a partir da porção da camada de película 84 adjacente às terras 85 ao ápice 87. Como também notado, algumas das fibras e / ou fibrilas 88 estendem-se para a abertura AP, através do plano definido pelas terras 85, e mesmo para al de um plano que contém o ápice 87 da célula estendida 86 da camada de película 84. Por outras palavras, como se tornou evidente a partir da discussão da invenção, as fibras ou fibrilas 88 estendem-se para dentro de uma ou mais das células estendidas 86, de tal modo que as fibras 88 estão fora do plano com a rede não tecida 82. Como tal, as fibras e fibrilas 88 formam o que é definido aqui como as protuberâncias 76.

[100] A abertura AP definida pela célula estendida 86 é ilustrada como um "cone" ou "vulcão" se estendendo para longe das terras 85 da camada de filme 84 na direção da segunda superfície 84b. Assim, a abertura AP define uma primeira abertura AP1 (uma abertura proximal) consistente com o plano dos planos 85 e uma segunda abertura AP2 (uma abertura distal) que é definida pelo ápice 87. Sem limitar a presente invenção, a abertura AP pode ter qualquer forma, conforme necessário ou conforme desejado. Por exemplo, a abertura AP pode ter a forma gráfica representada, em que as paredes laterais 83 est dispostas de modo a que a primeira abertura AP1 defina uma e a maior do que a e a da segunda abertura AP2. Ainda mais, a abertura AP pode ter uma forma cilíndrica. Se assim for, as paredes laterais 83 estão contempladas para serem substancialmente perpendiculares a um plano definido pelos planos 85. Aqui, as áreas da primeira abertura AP1 e da segunda abertura AP2 são consideradas iguais ou substancialmente iguais. Ainda noutra modalidade, a abertura AP pode ter uma secção transversal alargada ou forma de funil, onde as paredes laterais 83 se estendem para fora de tal modo que a primeira abertura AP1 define uma são menores do que a área da segunda abertura AP2.

[101] Como mostrado na Figura 14, algumas das fibras 88 que se estendem através da abertura AP estendem-se através da primeira abertura AP1 mas não da segunda abertura AP2. Essas fibras ou fibrilas 88 são arrastadas dentro da abertura AP. Outras fibras ou fibrilas 88 estendem-se através da primeira abertura AP1 e da segunda abertura AP2, prolongando-se através da abertura AP na sua totalidade.

[102] Em qualquer um dos métodos descritos acima para integrar macro células estendidas (com ou sem aberturas) em um material compósito hidroformado com micro células estendidas, se o material compósito hidroformado é introduzido no processo com a camada não tecida orientada para baixo, as micro células estendidas ser orientada para cima e as células macro estendidas serão orientadas para baixo. Inversamente, se o material compósito hidroformado é introduzido com a camada não tecida orientada para cima, as micro células estendidas serão orientadas para baixo e as células macro estendidas também serão orientadas para baixo. Numa modalidade, um material compósito hidroformado com macro células estendidas de contagens de malha inferiores a cerca de 40 células por polegada linear (cerca de 16 aberturas por centímetro linear) pode ser processado adicionalmente por um dos métodos descritos acima para adicionar um segundo padrão de macro células estendidas, embora o micro menor estendido as células são desejadas para as larguras de terra, porque as micro células estendidas podem proporcionar suavidade aumentada e / ou oferecer sucção capilar para melhor ressecamento da superfície. Podem ser criadas combinações diferentes de micro células estendidas (com ou sem aberturas) e macro células estendidas (com ou sem aberturas), incluindo a orientação de tais células estendidas de acordo com modalidades da invenção. Por exemplo, utilizando o aparelho descrito acima, o tamanho das células estendidas pode ser alterado alterando o padrão de malha da estrutura de formação 44, e a orientação das células estendidas pode ser alterada mudando-se a orientação do material precursor composto sendo alimentado na estrutura de formação e / ou o material compósito hidroformado sendo alimentado a um aparelho para processamento adicional.

Exemplo 1

[103] Uma rede não tecida ligada com um peso base de 10,25 g/m2 (nominal 10 g/2) foi processada utilizando métodos de acordo com modalidades da invenção através de uma variedade de telas de formação tendo contagens de malha superiores a 40 aberturas por polegada linear (cerca de 16 aberturas por centímetro linear), bem como malha contagens de menos de 40 aberturas por polegada linear (cerca de 16 aberturas por centímetro linear). O pombal original do não-tecido ligado foi de cerca de 0,012 cm desde uma superfície superior até uma superfície inferior quando medido em secção transversal por um dispositivo óptico de ampliação que incluía um microscópio de imagem de vídeo Navitar com o software de análise de imagem Image-Pro Plus®. Numa modalidade, o dispositivo óptico de aumento pode incluir um microscópio electrónico de varrimento (“SEM”). Cada uma das amostras foi cortada em uma tira de cerca de 1,0 polegada (2,54 cm) de largura e, então, cuidadosamente cortada transversalmente em toda a sua largura para minimizar qualquer dano por compressão na seção transversal. A amostra foi então montada com a sua borda para cima em direção à lente do microscópio. A imagem foi focada e medida com a medição de linha fornecida pelo software. Cinco pontos foram medidos ao longo da borda da amostra para determinar um loft médio para a amostra. Múltiplas amostras foram testadas a partir da mesma rede. Depois de processar a trama não tecida ligada por centrifugação utilizando o método de acordo com modalidades da invenção, a rede foi expandida para uma média de 0,0267 cm com um desvio padrão de 0,0053 cm, que foi pelo menos cerca de 1,7 vezes o loft do original rede não tecida.

[104] Para pelo menos uma amostra, foi utilizada uma tela de formação com uma contagem de malha de 25 aberturas por polegada linear (10 aberturas por centímetro linear) (isto é “25 mesh”). Mais especificamente, a tela de formação tinha um padrão de pentágonos aninhados que tinham uma abertura medida de um lado plano do pentágono ao seu lado superior pontiagudo de cerca de 0,050 polegadas (0,127 centímetros), e as aberturas estavam espaçadas por ter larguras de cerca de 0,007 polegadas (0,01778 centímetros). Esta amostra não tecida ligada expandida tinha um patamar medido tão alto como 0,036 cm, que é uma expansão de cerca de 3,0 vezes o pombal original da rede não tecida ligada por fiação.

[105] A rede não tecida ligada com 10,25 g/m2 também possuía uma média de permeabilidade ao ar original de cerca de 1080 pés cúbicos por pé quadrado por minuto (pé3/pé2/min), ou cerca de 329 metros cúbicos por metro quadrado por minuto (m3/m2/min), quando medido em um dispositivo, como um testador de permeabilidade ao ar Textest FX3300, que é o dispositivo de teste usado pelo requerente para os dados aqui contidos. Após o processamento da rede não tecida ligada fiado de acordo com modalidades da invenção, na mesma matriz de formação de telas, tal como descrito acima, a permeabilidade ao ar aumentou para uma média de cerca de 1.420 pé3/pé2/min, ou 433 m3/m2/min, com um desvio padrão de 120 pé3/pé2/min, ou 37 m3/m2/min, o que se traduz para uma permeabilidade ao ar aumentou de, pelo menos, cerca de 1,2 vezes a permeabilidade ao ar do tecido fiado original é ligado. Quando processada na tela de malha 25 acima mencionada (ou seja, uma tela de formação com uma contagem de malha de 25 aberturas por polegada linear (10 aberturas por centímetro linear)), a permeabilidade ao ar aumentou até 1.620 pé3/pé2/min, ou 494 m3/m2/min, que se traduz numa permeabilidade ao ar aumentada de cerca de 1,5 vezes a permeabilidade ao ar da rede ligada original.

Exemplo 2

[106] A rede não tecida ligada por filtração também foi hidroformada como parte de um laminado (material compósito) de acordo com modalidades da invenção sobre uma matriz de telas de formação, como descrito acima. Esse material compósito hidroformado deve ter integridade suficiente para que as camadas não se separem e se separem, o que pode criar problemas de conversão quando o material compósito hidroformado estiver sendo construído em um dispositivo de absorção. Mesmo uma quantidade muito pequena de força de delaminação, ou seja, a força que resiste à delaminação das duas camadas, deve ser suficiente para a maioria dos processos de conversão. O material compósito hidroformado de acordo com modalidades da invenção exibiu uma força de delaminação de camada de pelo menos 3,0 gramas quando testada por um Método de Teste de Força Descascada que envolve a aplicação de uma fita adesiva larga de 2 polegadas (5,08 centímetros) de qualquer marca ao lado não tecido do compósito. material para um comprimento de 8-10 polegadas (20,32 - 25,4 centímetros), puxando a fita para longe do lado do filme por uma distância de cerca de 2-3 polegadas (5,08 - 7,62 centímetros)à mão, e colocando o filme e a fita nas garras de qualquer dispositivo de teste de tração comum na indústria cinematográfica. Uma velocidade de separação da mandíbula de 5 polegadas (12,7 centímetros) por minuto pode então ser ativada, e o dispositivo de teste de tração então calcula a força média experimentada pelo medidor de força quando as duas camadas são separadas. Em algumas modalidades da invenção, a força de delaminação foi medida para ser tão alta quanto quase 20 gramas.

[107] Manipulando a temperatura de fusão e pressão de aperto no processo de laminação nip mencionado acima nas Figuras 10 e 11, a força de delaminação pode ser aumentada, mas as condições de laminação devem ser equilibradas de modo que todas as fibras do não tecido não sejam completamente comprimidas no lado do polímero do material precursor compósito. O processo de laminação a vácuo ilustrado na Figura 11 pode criar uma ligação mais fraca (isto é, força de delaminação pequena), mas ainda dentro dos limites aqui expressos e suficientes para a maioria dos processos de conversão. Os materiais de acordo com modalidades da invenção são úteis como camadas em dispositivos de absorção.

Exemplos 3-10

[108] Uma rede não tecida nominal 10 g/m2 fiado ligado com uma espessura média de cerca de 133 micrómetros (0,0052 polegadas) (0,013208 centímetros) e uma permeabilidade ao ar média de cerca de 311 m3/m2/min foi hidroformado em diferentes pressões de água, utilizando uma malha de 43,5 (43,5 aberturas por linear polegada) (17 aberturas por centímetro linear) e uma tela de 60 mesh (60 aberturas por polegada linear) (24 aberturas por centímetro linear). A Tabela I lista as espessuras resultantes e permeabilidades do ar da rede não tecida hidroformada usando a peneira de malha de 43,5 na pressão da água de 400 psi-550 psi (2.757.902 - 3.792.116 pascal), e a Tabela II lista as espessuras e permeabilidades da trama não tecida hidroformada usando a malha de 60 mesh pressões de água de 315 psi - 500 psi (2.171.848 - 3.447.378 pascal).

[109] TABELA I: Teias não tecidas hidroformadas com tela de malha de 43,5

[110] Utilizando o ecrã de malha de 43,5, a espessura média da rede não tecida ligada foi expandida para uma espessura de cerca de 1,44 vezes a cerca de 1,64 vezes (isto é cerca de 44% - cerca de 64%) maior do que a sua espessura original, enquanto a permeabilidade ao ar média aumentou de cerca de 1,26 vezes para cerca de 1,53 vezes (ou seja, cerca de 26% - 53%) maior do que a sua permeabilidade ao ar original, com o maior aumento na espessura e permeabilidade ao ar sendo obtido na maior pressão da água.

[111] TABELA II: Teias não tecidas hidroformadas com tela de malha de 60

[112] A cada pressão, a espessura média da rede não tecida ligada foi expandida para uma espessura de cerca de 1,34 vezes a cerca de 1,62 vezes (isto é cerca de 34% - cerca de 62%) maior do que a sua espessura original, enquanto a permeabilidade média do ar aumentou 1,24 vezes a cerca de 1,42 vezes (ou seja, cerca de 24% - cerca de 42%) maior do que a sua permeabilidade ao ar original, com o maior aumento na espessura e permeabilidade ao ar sendo obtida na maior pressão da água.

[113] As modalidades da invenção proporcionam um material n tecido de ligação expandida hidroformado com alto loft para suavidade e elevada permeabilidade ao ar para arrefecimento e aquisição rápida de fluido que pode ser adequado para uma folha superior, isto uma camada superior que contacta a pele do utilizador do dispositivo absorvente. Dispositivos de absorção, como forros de calcinha e guardanapos femininos, podem se beneficiar de uma camada superior mais fresca e mais suave. As modalidades da invenção também proporcionam um material compósito hidroformado com micro células estendidas com aberturas na camada de película que podem ser mais adequadas para aplicações de baixo teor de fluido, tal como forros de cuecas. A camada de película pode adicionar resistência ao material não tecido, bem como proporcionar melhoramento de desempenho de novo, mas sem macro células alargadas com aberturas, o material compósito hidroformado pode não adquirir rapidamente grandes volumes de fluidos. Portanto, a utilização de materiais compósitos hidroformados constituídos por contagens de malha superiores a 40 células por polegada linear (16 células por centímetro linear), ou seja, micro células estendidas, pode ser mais adequada para uma rede precursora a ser introduzida nos processos descritos acima que adicionam macro células estendidas, de acordo com modalidades de a invenção.

[114] Depois das macros estendidas terem sido integradas, o material compósito hidroformado de acordo com modalidades da invenção é especialmente macio e confortável devido às micro células estendidas nos terrenos entre as células estendidas macro. O material compósito hidroformado também tem rápida aquisição de fluido, o que é desejável para uso como camada superior ou ADL em um dispositivo de absorção. O material não tecido ligado por fiação expandida, por si só, também pode ser usado como camada superior em um dispositivo de absorção ou em outras aplicações que não necessitem de uma barreira de fluido. Se o material compósito hidroformado tiver células estendidas na camada de película que não são perfuradas, o material compósito hidroformado pode funcionar como folha traseira, porque as células não abertas proporcionariam uma barreira ao fluido enquanto ainda proporcionam o benefício da suavidade.

[115] Existem muitas aplicações em dispositivos de absorção para materiais não tecidos hidroformados de ligação expandida e materiais compósitos hidroformados de acordo com modalidades da invenção, bem como outros tipos de dispositivos que podem beneficiar das propriedades e desempenho proporcionados pelas modalidades da invenção aqui descritas. Por exemplo, as modalidades da invenção podem fornecer materiais que sejam adequados para outros dispositivos de absorção, tais como fraldas para bebê ou produtos de inconstância para adultos, assim como lenis, dispositivos de limpeza, vestuário descarte e qualquer outra aplicação que necessite de permeabilidade ao ar e fluido e alto loft.

[116] Numa modalidade, a película de polímero do material compósito hidroformado pode ser uma película elastomérica e o material compósito hidroformado que inclui a película elastomérica e a rede não tecida ligada expandida pode ser usado como um painel lateral, orelha como em um dispositivo de absorção ou qualquer outro produto no qual a suavidade e o alongamento são desejados.

[117] As modalidades aqui descritas representam um número de possíveis implementações e exemplos e não se destinam a limitar necessariamente a presente divulgação a quaisquer modalidades específicas. Em vez disso, podem ser feitas várias modificações a estas modalidades, e diferentes combinações de várias modalidades aqui descritas podem ser utilizadas como parte da invenção, mesmo que não expressamente descritas, como seria entendido por um especialista na técnica. Quaisquer dessas modificações destinam-se a ser incluídas dentro do espírito e âmbito da presente divulgação e protegidas pelas reivindicações seguintes.

Claims (8)

1. Material compósito, caracterizado por compreender: uma camada não tecida compreendendo uma pluralidade de fibras; e uma camada de película de polímero laminada na camada não tecida, a camada de película de polímero compreendendo uma pluralidade de células estendidas com aberturas, cada uma das células estendidas com aberturas tendo paredes laterais contínuas estendendo-se para fora da camada não tecida, em que uma porção de uma das fibras estende-se em uma ou mais das células estendidas com aberturas e através de uma abertura numa extremidade distal de uma das células estendidas com aberturas, e em que as células estendidas com aberturas têm uma contagem de malha entre 3 células por polegada linear e 120 células por polegada linear.

2. Material compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as células estendidas com aberturas serem microcélulas com uma contagem de malha entre 40 células por polegada linear e 120 células por polegada linear.

3. Material compósito, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda uma pluralidade de aberturas que se estendem através de uma camada não tecida e a camada de película de polímero e com uma contagem de malha inferior 40 células por polegada linear.

4. Material compósito, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a pluralidade de aberturas possuir uma contagem de malha entre 3 células por polegada linear e 25 células por polegada linear.

5. Material compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma pluralidade de aberturas que se prolongam através da camada não tecida e a camada de película de polímero.

6. Material compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um padrão tridimensional em relevo.

7. Material compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada não tecida compreender um tensoativo.

8. Material compósito, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as fibras compreenderem o tensoativo.