BR112019014280B1

BR112019014280B1 - Material polimérico, fibra, manta não tecida, artigo absorvente, e, métodos para formação de um material polimérico e para formar uma fibra.

Info

Publication number: BR112019014280B1
Application number: BR112019014280-0A
Authority: BR
Inventors: Ryan J. Mceneany; Yuewen Xu
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2023-02-14
Also published as: AU2018214803A1; RU2761619C2; KR20190105038A; GB2573246B; RU2019123619A; RU2019123619A3; US11154635B2; BR112019014280A2; DE112018000261T5; WO2018144241A1; AU2018214803B2; CN110177583B; GB2573246A; WO2018144241A4; CN110177583A; KR102548677B1; US20190343978A1; GB201911673D0

Abstract

É fornecido um material polimérico que inclui uma composição termoplástica contendo uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero de copoliéteréster. O elastômero de copoliéteréster é disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos. Uma rede porosa é definida dentro da composição termoplástica que inclui uma pluralidade de nanoporos.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] Esforços significativos foram empreendidos para produzir materiais poliméricos de baixa densidade para melhorar o uso de recursos naturais e a redução da pegada de carbono nos produtos acabados. A abordagem típica para produzir tais materiais de baixa densidade é por meio da formação de espuma polimérica usando agentes de expansão físicos ou químicos, que criam poros preenchidos com gás através do volume. Agentes de expansão químicos são compostos que sofrem uma reação química libertadora de gás que cria a estrutura de poros através do volume do polímero. Agentes de expansão físicos geralmente são gases comprimidos que são dispersos no polímero e que se expandem, criando poros. Independentemente disso, os processos de formação de espuma típicos induzem a baixa orientação molecular, pois a formação dos poros ocorre quando o polímero se encontra no estado fundido. Isso evita que o polímero endureça, o que geralmente ocorre a temperaturas bem acima da temperatura de fusão ou temperatura de transição vítrea do polímero, dando origem a produtos com baixa resistência mecânica. Além disso, os processos de formação de espuma típicos geram tamanhos grandes de células, tais como maior do que 100 μm. Isso reduz a resistência do fundido, levando assim a quebras em processos de produção de alta velocidade, com altas taxas de deformação (por exemplo, fiação de fibras, formação de película, moldagem, etc.).

[002] Assim, existe atualmente uma necessidade de um material polimérico melhorado que seja poroso.

Sumário da Invenção

[003] De acordo com uma modalidade da presente invenção, é divulgado um material polimérico (por exemplo, fibra, película, artigo moldado, etc.) que compreende uma composição termoplástica. A composição contém uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero copoliéteréster. O elastômero de copoliéteréster é disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos. Uma rede porosa é definida dentro da composição termoplástica que inclui uma pluralidade de nanoporos.

[004] De acordo com outra modalidade da presente invenção, é descrito um processo para formar um material polimérico que compreende a formação de uma composição termoplástica que contém uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero copoliéteréster que é disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos; e o estado sólido extraindo a composição termoplástica para formar uma rede porosa, a rede porosa incluindo uma pluralidade de nanoporos.

[005] De acordo com ainda outra modalidade da presente invenção, é divulgado um método para formar uma fibra que compreende a formação de uma composição termoplástica que contém uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero copoliéteréster que é disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos; com a extrusão da composição através de um capilar para formar a fibra; e extração da fibra a uma temperatura que é inferior à temperatura de fusão do poliéster, formando assim uma rede porosa que inclui uma pluralidade de nanoporos.

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

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[007] Uma divulgação completa e esclarecedora da presente invenção, incluindo o seu melhor modo, direcionada às pessoas versadas na técnica, é estabelecida mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um artigo absorvente que pode empregar o material polimérico da presente invenção; A Fig. 2 é uma ilustração esquemática de um processo que pode ser utilizado numa modalidade da presente invenção para formar um material polimérico; A Fig. 3 é uma microfotografia SEM da amostra de fibra do Exemplo 2; e As Figs. 4-5 são microfotografias SEM das amostras de fibra do Exemplo 3.

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

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES REPRESENTATIVAS

[009] Serão feitas referências detalhadas a diversas modalidades da invenção, com um ou mais exemplos descritos a seguir. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, sem 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, pretende-se que a presente invenção abranja tais modificações e variações que estejam dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0010] De um modo geral, a presente invenção é direcionada a um material polimérico (por exemplo, película, material fibroso, artigo moldado, etc.) que é formado pela extração de uma composição termoplástica (por exemplo, extração de estado sólido) contendo uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero de copoliéteréster. Devido ao seu peso molecular e viscosidade, o elastômero pode se tornar disperso dentro da fase contínua como domínios de fase nano escala discretos. Além disso, o elastômero de copoliéteréster geralmente contém múltiplos segmentos duros e moles. A presença de segmentos duros dentro do elastômero pode ajudar a facilitar a formação de domínios, enquanto a presença de segmentos moles pode aumentar a flexibilidade e também facilitar a descolagem durante a formação de poros.

[0011] A este respeito, quando a composição é submetida a uma deformação e estiramento alongado (por exemplo, durante o estiramento), os presentes inventores descobriram que os domínios de fase em escala nanométrica formados pelo elastômero de copoliéteréster são capazes de interagir de uma maneira única para criar um rede de poros. Nomeadamente, acredita-se que a tensão alongada pode iniciar zonas de cisalhamento localizadas intensivas e/ou zonas de intensidade de tensão (por exemplo, tensões normais) perto dos domínios de fase discreta como resultado das concentrações de tensão que surgem da incompatibilidade do elastômero de copoliéster e do poliéster. Estas zonas de cisalhamento e/ou de intensidade de tensão causam alguma descolagem inicial no poliéster adjacente aos domínios. Uma vez que os poros iniciais são formados, o poliéster localizado entre os domínios pode deformar-se plasticamente para criar áreas esticadas internas que estreitam localmente (ou "gargalam") e endurecem-se. Este processo possibilita formação de poros através do volume da composição que cresce no sentido do estiramento, conduzindo portanto à formação de uma rede porosa ao passo que a orientação molecular conduz a endurecimento por deformação que aperfeiçoa força mecânica. Além disso, devido à flexibilidade do elastômero de copoliéteréster, os poros podem também ser distribuídos de uma forma mais homogênea em toda a composição.

[0012] Através das técnicas acima referidas, pode ser formada uma rede porosa estável no material polimérico, de modo que o volume percentual médio ocupado pelos poros dentro de um dado volume unitário do material possa ser de cerca de 15% a cerca de 80% por cm3, em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 70% e, em algumas modalidades, de cerca de 30% a cerca de 60% por centímetro cúbico do material. Com tal volume de poro, a composição pode ter uma densidade relativamente baixa, tal como cerca de 1,3 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,4 a cerca de 1,1 g/cm3e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 0,9 g/cm3. Uma porção substancial de poros na rede de poros tem igualmente tamanho "nanoescalar" ("nanoporos"), tais como os que têm uma dimensão de corte transversal médio de cerca de 800 nanômetros ou menos, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 700 nanômetros, e em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 500 nanômetros. O termo "dimensão de seção transversal" refere-se geralmente a uma dimensão características (por exemplo, largura ou diâmetro) de um poro, que é substancialmente ortogonal a seu eixo principal (por exemplo, comprimento) e também normalmente ortogonal ao sentido da tensão aplicada durante a estiragem. Os nanoporos também podem ter uma dimensão axial média dentro do intervalo de cerca de 100 a cerca de 5000 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 50 a cerca de 2000 nanômetros e em algumas modalidades, de cerca de 100 a 1000 nanômetros. A "dimensão axial" é a dimensão no sentido do eixo principal (por exemplo, comprimento), que é normalmente no sentido do estiramento. Tais nanoporos podem, por exemplo, constituir cerca de 15% em volume ou mais, em algumas modalidades cerca de 20% em volume ou mais, em algumas modalidades cerca de 30% em volume a cerca de 100% em volume, e, em algumas modalidades, de cerca de 40% em volume a cerca de 90% em volume de poro total no material polimérico.

[0013] Serão descritas agora diversas modalidades da presente invenção com mais detalhes.

I. Composição Termoplástica A. Poliéster

[0014] Como indicado acima, a composição termoplástica contém uma fase contínua dentro da qual um elastômero de copoliéteréster é disperso. A fase contínua contém um ou mais poliésteres e tipicamente constitui de cerca de 60% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades de cerca de 75% em peso a cerca de 98% em peso, e em algumas modalidades de cerca de 80% em peso a cerca de 95% em peso da composição termoplástica. Qualquer um de uma variedade de poliésteres pode ser empregado na fase contínua, tal como poliésteres alifáticos, tais como policaprolactona, poliesteramidas, ácido polilático (PLA) e seus copolímeros, ácido poliglicólico, carbonatos de polialquileno (por exemplo, carbonato de polietileno), copolímeros de poli-3-hidroxibutirato (PHB), poli-3- hidroxivalerato (PHV), poli-3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato, poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (PHBV), poli-3-hidroxibutirato-co-3- hidroxihexanoato, poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxioctanoato, poli-3- hidroxibutirato-co-3-hidroxidecanoato, poli-3-hidroxibutirato-co-3- hidroxioctadecanoato, e polímeros alifáticos à base de succinato (por exemplo, succinato de polibutileno, succinato adipato de polibutileno, succinato de polietileno, etc.); copoliésteres alifáticos-aromáticos (por exemplo, tereftalato adipato de polibutileno, tereftalato adipato de polietileno, adipato isoftalato de polietileno, adipato isoftalato de polibutileno, etc.); poliésteres aromáticos (por exemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, etc.); e assim por diante.

[0015] Em certos casos, a composição termoplástica pode conter pelo menos um poliéster que é de natureza rígida, tal como tereftalato de polietileno ou ácido polilático, e assim tem uma temperatura de transição vítrea relativamente alta. Por exemplo, a temperatura de transição vítrea (“Tg”) Pode ser de cerca de 0°C ou mais, em algumas modalidades de cerca de 5°C a cerca de 120°C, em algumas modalidades de cerca de 30 até cerca de 110°C, e em algumas modalidades, de cerca de 50°C a cerca de 100°C. O poliéster também pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 140°C a cerca de 320°C, em algumas modalidades de cerca de 150°C a cerca de 300°C, e em algumas modalidades, de cerca de 200°C a cerca de 275°C. A temperatura de fusão pode ser determinada usando DSC de acordo com ASTM D3417-99. A temperatura de transição vítrea pode ser determinada pela análise mecânica dinâmica em conformidade com a ASTM E1640-09. Quando empregado, o poliéster rígido geralmente tem um peso molecular médio numérico (“Mn) variando de cerca de 40.000 a cerca de 180.000 gramas por mole, em algumas modalidades de cerca de 50.000 a cerca de 160.000 gramas por mole e, em algumas modalidades, de cerca de 80.000 a cerca de 120.000 gramas por mole. Da mesma forma, o polímero normalmente também tem um peso molecular ponderal médio (“Mw”) que varia de cerca de 80.000 a cerca de 250.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 100.000 a cerca de 200.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 110.000 a cerca de 160.000 gramas por mol. A razão entre o peso molecular ponderal médio e o número do peso molecular médio (“Mw/Mn”), isto é, o "índice de polidispersividade", também é relativamente baixa. Por exemplo, o índice de polidispersividade varia normalmente de cerca de 1,0 a cerca de 3,0, em algumas modalidades, de cerca de 1,1 a cerca de 2,0, e, em modalidades, de cerca de 1,2 a cerca de 1,8. Os números dos pesos moleculares médio e ponderal médio podem ser determinados por métodos conhecidos aos versados na técnica. O poliéster também pode ter uma viscosidade intrínseca de cerca de 0,2 a cerca de 1,5 decilitros por grama (dL/g), em algumas modalidades de cerca de 0,4 a cerca de 1,2 dL/g, e em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 0,9 dL/g g.

[0016] Alguns tipos de poliésteres puros (por exemplo, ácido polilático) podem absorver água do ambiente, de modo que ela tenha um teor de umidade de cerca de 500 a 600 partes por milhão (“ppm”), ou ainda maior, com base no peso seco do material do poliéster inicial. O teor de umidade pode ser determinado de várias maneiras, como é conhecido na técnica, tal como em conformidade com a norma ASTM D7191-10, tal como descrito abaixo. Uma vez que a presença da água durante o processamento por fusão pode degradar hidroliticamente o poliéster e reduzir seu peso molecular, às vezes é desejado secar o poliéster antes de misturá-lo. Na maioria das modalidades, por exemplo, é desejável que o poliéster tenha um teor de umidade de cerca de 300 partes por milhão ("ppm") ou menos, em algumas modalidades cerca de 200 ppm ou menos, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 100 ppm antes da mistura com o elastômero de copoliéteréster. A secagem do poliéster pode ocorrer, por exemplo, a uma temperatura de cerca de 50°C a cerca de 160°C, e em algumas modalidades, de cerca de 100°C a cerca de 150°C.

B. Elastômero de Copoliéteréster

[0017] Um elastômero de copoliéteréster termoplástico é também utilizado na composição. Sem pretender ser limitado pela teoria, acredita-se que o elastômero de copoliéteréster é pelo menos parcialmente incompatível com o polímero de poliéster no sentido em que pode ser substancialmente distribuído uniformemente no interior do poliéster, mas na forma de domínios discretos. Antes da extração, os domínios discretos podem ter um tamanho em nanoescala, tal como ter uma dimensão média em seção transversal de cerca de 1 a cerca de 1000 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 800 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 10 a cerca de 500 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 200 nanômetros. Os domínios podem ter vários formatos diferentes, tais como elípticos, esféricos, cilíndricos, em forma de placa, tubulares, etc. Em uma modalidade, por exemplo, os domínios têm uma forma bastante elíptica. O elastômero de copoliéteréster é tipicamente empregado em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 8% em peso, com base no peso da fase contínua. A concentração do elastômero de copoliéteréster em toda a composição termoplástica pode ser igualmente de cerca de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, e em algumas modalidades 0,3% em peso a cerca de 6% em peso da composição termoplástica.

[0018] Qualquer um dentre uma variedade de elastômeros de copoliéteréster termoplásticos pode geralmente ser utilizado na presente invenção. Tipicamente, tais elastômeros são copolímeros em bloco segmentados que têm "unidades de éster de cadeia longa" e "unidades de éster de cadeia curta" recorrentes ligadas através de ligações éster. As unidades de cadeia longa podem ser representadas pela fórmula: -OGO-C(O)-R-C(O)-

[0019] e as unidades de éster de cadeia curta são representadas pela estrutura: -ODO-C(O)-R-C(O)- em que, G é um grupo divalente que é derivado de um ou mais álcoois de alto peso molecular (por exemplo, glicol polimérico); R é um grupo hidrocarboneto derivado de um ou mais ácidos dicarboxílicos (por exemplo, ácido tereftálico, ácido isoftálico, etc.); e D é um grupo divalente derivado de um ou mais dióis de baixo peso molecular (por exemplo, 1,4-butanodiol, etilenoglicol, etc.).

[0020] As “unidades de cadeia longa” são tipicamente formadas a partir do produto de reação de um álcool de alto peso molecular com um ácido dicarboxílico e as “unidades de éster de cadeia curta” são tipicamente formadas a partir da reação de um diol de baixo peso molecular com um ácido dicarboxílico. O álcool de elevado peso molecular pode, por exemplo, ter um peso molecular numérico médio de cerca de 400 gramas por mol ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 600 a cerca de 10.000 gramas por mol. Exemplos de tais álcoois incluem, por exemplo, glicóis poliméricos tendo grupos hidroxi terminais, e particularmente aqueles derivados de óxidos de 1,2-alquileno contendo 2 a cerca de 10 átomos de carbono (por exemplo, óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno, 1,2 óxido de butileno e óxido de 1,2- hexileno). Em uma modalidade, por exemplo, o álcool de elevado peso molecular é um copolímero aleatório ou em bloco de óxido de etileno e óxido de 1,2-propileno. Em outra modalidade, o álcool de elevado peso molecular é um poli(oxitetrametileno) glicóis derivados de tetra-hidrofurano. Os dióis de baixo peso molecular podem ter um peso molecular numérico médio inferior a cerca de 400 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 50 a cerca de 300 gramas por mol. Exemplos de dióis adequados incluem, por exemplo, etilenoglicol, propilenoglicol, 1,4-butanodiol, 1,6- hexametilenoglicol, di-hidroxiciclohexano, ciclohexano dimetanol, resorcinol, hidroquinona, 1,5-di-hidroxinaftaleno, bisfenol A e assim por diante. Derivados que formam ésteres equivalentes de dióis, por exemplo, óxido de etileno ou carbonato de propileno, podem também ser utilizados. Além disso, se desejado, pode também ser empregue uma mistura de álcoois de elevado peso molecular e/ou dióis de baixo peso molecular. Assim, por exemplo, a letra "G" na fórmula acima pode representar o resíduo de um único glicol de cadeia longa ou o resíduo de vários glicóis diferentes e/ou a letra "D" pode representar o resíduo de um ou vários dióis de baixo peso molecular.

[0021] O termo "ácido dicarboxílico" como aqui utilizado pretende incluir os equivalentes de polimerização de condensação de ácidos dicarboxílicos, isto é, os seus ésteres ou derivados formadores de éster, tais como cloretos ácidos, anidridos ou outros derivados que se comportam substancialmente como ácidos dicarboxílicos numa reação de polimerização com um glicol. Os ácidos dicarboxílicos podem também ser aromáticos, alifáticos e/ou alifáticos aromáticos por natureza. Ácidos dicarboxílicos aromáticos particularmente adequados podem incluir, por exemplo, ácido ortoftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido bibenzóico, etc., assim como ésteres ou seus derivados formadores de ésteres. Do mesmo modo, ácidos dicarboxílicos alifáticos adequados podem incluir ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácido oxálico, ácido fumárico, etc., bem como ésteres ou seus derivados formadores de éster. Se desejado, uma mistura de ácidos dicarboxílicos, tal como ácido tereftálico e ácido isoftálico, pode também ser empregue. Assim, a letra “R” na fórmula acima também pode representar o resíduo de um ou vários ácidos dicarboxílicos.

[0022] Independentemente dos materiais particulares utilizados, o elastômero de copoliéteréster resultante é tipicamente formado para ter uma certa viscosidade de fusão para assegurar que os domínios discretos e os poros resultantes podem ser adequadamente mantidos. Por exemplo, se a viscosidade do elastômero de copoliéteréster for muito baixa (ou se a taxa de fluxo de fusão for muito alta), ela tende a fluir e se dispersar incontrolavelmente através da fase contínua. Isto resulta em domínios lamelares ou semelhantes a placa ou em estruturas de fase co-contínua que são difíceis de manter e também prováveis de rachar prematuramente. Por outro lado, se a viscosidade for muito alta (ou muito baixa a taxa de fluxo- fusão), ele tende a agrupar-se e formar domínios elípticos muito grandes, que são difíceis de dispersar durante a mistura. Isso pode causar uma distribuição desigual do elastômero de copoliéteréster durante toda a fase contínua. O elastômero de copoliéteréster pode assim, por exemplo, ter um caudal de fusão (numa base seca) de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos e em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 15 gramas por 10 minutos, determinado com uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos cerca de 40°C acima da temperatura de fusão (por exemplo, a 190°C) de acordo com a ASTM D1238-13. O poliéster pode igualmente ter um caudal de fusão (numa base seca) de cerca de 0,5 a cerca de 80 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 20 gramas por 10 minutos, determinado em uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura de, pelo menos, cerca de 40°C acima da temperatura de fusão (por exemplo, 260°C para certos poliésteres), em conformidade com a norma ASTM D1238-13.

C. Aditivo de Microinclusão

[0023] Embora não seja necessário, a composição da presente invenção também pode empregar um aditivo de microinclusão, tal como numa quantidade de cerca de 1% em peso a cerca de 30% em peso, em algumas modalidades de cerca de 2% em peso a cerca de 25 em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 20% em peso, com base no peso da fase contínua utilizada na composição. A concentração do aditivo de microinclusão em toda a composição termoplástica pode constituir cerca de 0,1% em peso a cerca de 30% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 25% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso.

[0024] O termo “aditivo de microinclusão” geralmente se refere a qualquer material que seja capaz de ser disperso dentro da fase contínua na forma de domínios discretos de um tamanho de microescala. Por exemplo, antes da extração, os domínios podem ter dimensão de corte transversal média a partir de cerca de 0,1 μm a cerca de 25 μm, em algumas modalidades de cerca de 0,5 μm a cerca de 20 μm, e em algumas modalidades de cerca de 1 μm a cerca de 10 μm. Quando empregados, os domínios de fase de microescala e nanoescala são capazes de interagir de uma maneira única quando submetidos a uma deformação e tensão elongacional (por exemplo, remoção) para criar uma rede de poros. Ou seja, acredita-se que a força de alongamento possa iniciar as zonas de cisalhamento localizado intensivo e/ou zonas de intensidade de tensão (por exemplo, tensões normais) perto dos domínios de fase discretos em microescala, como resultado de concentrações de tensão que surgem da incompatibilidade dos materiais. Estas zonas de cisalhamento e/ou intensidade de tensão causam uma descolagem inicial no poliéster adjacente aos domínios de microescala. Notavelmente, no entanto, as zonas de cisalhamento localizado e/ou de intensidade de tensão criadas perto dos domínios de fase discreta em nanoescala podem se sobrepor às zonas de microescala para causar descolamento ainda maior no poliéster, criando assim um número substancial de nanoporos adjacentes aos domínios em nanoescala e/ou domínios de microescala.

[0025] A natureza específica do aditivo de microinclusão não é critica, e pode incluir líquidos, semissólidos ou sólidos (por exemplo, amorfos, cristalinos ou semicristalinos). Em certas modalidades, o aditivo de microinclusão é polimérico na natureza e possui peso molecular relativamente alto de modo a aperfeiçoar a força de fusão e estabilidade da composição termoplástica. Tipicamente, o polímero aditivo de microinclusão pode ser geralmente incompatível com o poliéster. Desta maneira, o aditivo pode tornar-se melhor disperso como domínios de fase discretos dentro de uma fase contínua do poliéster. Os domínios discretos são capazes de absorver energia que surge de uma força externa, o que aumenta a tenacidade e força geral do material polimérico resultante. Os domínios podem ter vários formatos diferentes, tais como elípticos, esféricos, cilíndricos, em forma de placa, tubulares, etc. Em uma modalidade, por exemplo, os domínios têm uma forma bastante elíptica. A dimensão física de um domínio individual é tipicamente pequena o suficiente para minimizar a propagação de rachaduras através do material sobre a aplicação de uma tensão externa, mas grande o suficiente para iniciar deformação plástica microscópica e permitir zonas de cisalhamento e em torno de inclusões de partículas.

[0026] Como observado acima, o aditivo de microinclusão também pode ter uma certa taxa de fluxo de fusão (ou viscosidade) para assegurar que os domínios discretos e os poros resultantes possam ser adequadamente mantidos. Por exemplo, a razão entre o caudal de fusão do aditivo de microinclusão e o caudal de fusão do poliéster é tipicamente de cerca de 0,2 a cerca de 8, em algumas modalidades de cerca de 0,5 a cerca de 6 e em algumas modalidades de cerca de 1 a por volta de 5. O aditivo de microinclusão pode, por exemplo, ter uma taxa de fluxo de fusão de cerca de 0,1 a cerca de 250 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 0,5 a cerca de 200 gramas por 10 minutos e em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 150 gramas por 10 minutos, determinados em uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura de pelo menos cerca de 40°C acima da sua temperatura de fusão (por exemplo, 120°C a 180°C).

[0027] Além das propriedades observadas acima, as características mecânicas do aditivo de microinclusão podem também ser selecionadas para alcançar a rede porosa desejada. Por exemplo, quando uma mistura do aditivo de poliéster e microinclusão é aplicada com uma força externa, as concentrações de tensão (por exemplo, incluindo tensões normais ou de cisalhamento) e zonas de cisalhamento e/ou plásticas podem ser iniciadas nos domínios de fase discreta e em torno dele, como resultado de concentrações de tensão que surgem de uma diferença no módulo de elasticidade do aditivo e do poliéster. Concentrações maiores de tensão promovem um fluxo plástico localizado mais intenso nos domínios, o que permite que eles se tornem significativamente alongados quando tensões são aplicadas. Estes domínios alongados podem permitir que a composição exiba um comportamento mais flexível e macio do que o poliéster, tal como quando é uma resina de poliéster rígida (por exemplo, tereftalato de polietileno). Para aumentar as concentrações de tensão, o aditivo de microinclusão pode ser selecionado para ter um módulo de elasticidade de Young relativamente baixo em comparação com o poliéster. Por exemplo, a razão entre o módulo de elasticidade do poliéster e o do aditivo é tipicamente, de cerca de 1 a cerca de 250, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 100 e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 50. O módulo de elasticidade do aditivo de microinclusão pode, por exemplo, variar de cerca de 2 a cerca de 1000 megapascais (MPa), em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 500 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 200 MPa. Por outro lado, o módulo de elasticidade do ácido polilático, por exemplo, é normalmente de cerca de 800 MPa a cerca de 3000 MPa.

[0028] Embora uma grande variedade de aditivos de microinclusão possa ser empregada, exemplos especialmente adequados desses aditivos podem incluir polímeros sintéticos, como poliolefinas (por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.); copolímeros estirênicos (por exemplo, estireno-butadieno-estireno, estireno-isopreno-estireno, estireno- etileno-propileno-estireno, estireno-etileno-butadieno-estireno, etc.); politetrafluoretilenos; poliésteres (por exemplo, poliéster reciclado, tereftalato de polietileno, etc.); acetatos de polivinil (por exemplo, poli(etileno vinil acetato), acetato de cloreto de polivinil, etc.); álcoois polivinílicos (por exemplo, álcool polivinílico, poli(etileno vinil álcool), etc.); polivinil butiral; resinas acrílicas (por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, etc.); poliamidas (por exemplo, nylon); cloretos de polivinil; cloretos de polivinilideno; poliestirenos; poliuretanos, etc. Poliolefinas adequadas podem, por exemplo, incluir polímeros de etileno (por exemplo, LDPE, HDPE, LLDPE, etc.), homopolímeros de propileno (por exemplo, sindiotático, atático, isotático, etc.), copolímeros de propileno e assim por diante.

D. Outros Componentes

[0029] Outros materiais adequados que também podem ser usados na composição termoplástica, tais como lubrificantes, compatibilizadores, catalisadores, antioxidantes, estabilizadores, surfactantes, ceras, solventes sólidos, agentes de nucleação, particulados, nanopartículas e outros materiais adicionados para melhorar a processabilidade e propriedades mecânicas da composição termoplástica. No entanto, um aspecto benéfico da presente invenção é que boas propriedades podem ser proporcionadas sem a necessidade de vários aditivos convencionais, tais como agentes de expansão (por exemplo, clorofluorocarbonetos, hidroclorofluorocarbonetos, hidrocarbonetos, dióxido de carbono, dióxido de carbono supercrítico, nitrogênio, etc.). cargas iniciadoras de poros (por exemplo, carbonato de cálcio) e modificadores de interfase hidrofóbicos (por exemplo, poliéter poliol). De fato, a composição termoplástica pode ser geralmente isenta de agentes de expansão, cargas iniciadoras de poros e/ou modificadores de interfase. Por exemplo, tais agentes de expansão, cargas e/ou modificadores de interfase podem estar presentes numa quantidade não superior a cerca de 1% em peso, em algumas modalidades não mais do que 0,5% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,001% % em peso a cerca de 0,2% em peso da composição termoplástica. Além disso, devido às propriedades de branqueamento por tensão, conforme descrito com mais detalhes abaixo, a composição resultante pode atingir uma cor opaca (por exemplo, branca) sem a necessidade de pigmentos convencionais, tais como dióxido de titânio. Em certas modalidades, por exemplo, os pigmentos podem estar presentes numa quantidade de não mais que cerca de 1% em peso, em algumas modalidades, não mais que cerca de 0,5% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,001% em peso a cerca de 0,2% em peso da composição termoplástica.

II. Materiais Poliméricos

[0030] O material polimérico pode geralmente ser formado pela extração da composição termoplástica. Para formar a composição termoplástica inicial, os componentes são normalmente misturados usando qualquer uma dentre uma variedade de técnicas conhecidas. Em uma modalidade, por exemplo, os componentes podem ser fornecidos separadamente ou em combinação. Por exemplo, os componentes podem ser primeiro misturados a seco para formar uma mistura seca essencialmente homogênea, e podem ser fornecidos simultaneamente ou em sequência a um dispositivo de processamento por fusão que mistura dispersivamente os materiais. Podem ser empregadas técnicas de processamento por fusão em descontínuas e/ou contínuas. Por exemplo, um misturador/amassador, misturador Banbury, misturador contínuo Farrel, extrusora de rosca única, extrusora de rosca dupla, laminadores, etc., podem ser usados para misturar e processar os materiais por fusão. Dispositivos de processamento por fusão particularmente adequados podem ser uma extrusora de rosca dupla de co- rotação (por exemplo, extrusora ZSK-30 disponível pela Werner & Pfleiderer Corporation de Ramsey, Nova Jersey ou uma extrusora USALAB 16 Thermo Prism™, disponível pela Thermo Electron Corp., Stone, Inglaterra). Essas extrusoras podem incluir portas de alimentação e de ventilação e proporcionar uma mistura distributiva e dispersiva de alta intensidade. Por exemplo, os componentes podem ser introduzidos nas mesmas portas de alimentação da extrusora de rosca dupla e misturados por fusão para formar uma mistura fundida substancialmente homogênea. Se desejado, outros aditivos também podem ser injetados na fusão do polímero e/ou introduzidos separadamente na extrusora em um ponto diferente ao longo de seu comprimento.

[0031] Independentemente da técnica de processamento específica escolhida, o a composição misturada por fusão contém tipicamente domínios em nanoescala do aditivo de nanoinclusão e, opcionalmente, domínios em microescala do aditivo de microinclusão. O grau de cisalhamento/pressão e de calor pode ser controlado para garantir a dispersão suficiente, mas não tão alto a ponto de reduzir negativamente o tamanho dos domínios, de modo que eles fiquem incapazes de atingir as propriedades desejadas. Por exemplo, a mistura ocorre tipicamente a uma temperatura de cerca de 180°C até cerca de 330°C, em algumas modalidades de cerca de 185°C até cerca de 310°C, e em algumas modalidades, de cerca de 190°C a cerca de 290 °C. Da mesma forma, a taxa aparente de cisalhamento durante o processamento de fusão pode variar de cerca de 10 segundos-1 a cerca de 3000 segundos-1, em algumas modalidades de cerca de 50 segundos-1 a cerca de 2000 segundos-1e, em algumas modalidades, de cerca de 100 segundos-1 a cerca de 1200 segundos-1. A taxa de cisalhamento aparente pode ser igual a 4Q/UR3, onde Q é a taxa de fluxo volumétrica (“m3/s”) da fusão do polímero e R é o raio (“m”) do capilar (por exemplo, molde da extrusora) através do qual o polímero fundido flui. Obviamente, outras variáveis, tais como o tempo de permanência durante o processamento por fusão, que é inversamente proporcional à taxa de produção, também podem ser controladas para atingir o grau desejado de homogeneidade.

[0032] Para atingir as condições de cisalhamento desejadas (por exemplo, taxa, tempo de permanência, taxa de cisalhamento, temperatura de processamento por fusão, etc.), a velocidade da(s) rosca(s) da extrusora pode ser selecionada com um determinado intervalo. Geralmente, é observado um aumento na temperatura do produto com o aumento da velocidade da rosca devido à entrada adicional de energia mecânica no sistema. Por exemplo, a velocidade da rosca pode variar de cerca de 50 a cerca de 600 revoluções por minuto (“rpm”), em algumas modalidades, de cerca de 70 a cerca de 500 rpm, e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 300 rpm. Isto pode resultar numa temperatura que é suficientemente alta para dispersar ou distribuir o elastômero de copoliéteréster, sem afetar negativamente o tamanho dos domínios resultantes. A taxa de cisalhamento por fusão e, por sua vez, o grau em que os aditivos são dispersos, também podem ser aumentados durante o uso de um ou mais elementos de mistura distributiva e/ou dispersiva dentro da seção de mistura da extrusora. Entre os misturadores distributivos de rosca única estão, por exemplo, os misturadores Saxon, Dulmage, Cavity Transfer, etc. Da mesma maneira, os misturadores dispersivos adequados podem incluir misturadores de anel de bolha, Leroy/Maddock, CRD, etc. Conforme conhecido na área, a mistura pode ser ainda mais aprimorada usando pinos no cilindro que criem uma dobra fazendo a reorientação da fusão do polímero, como aqueles usados nas extrusoras Buss Kneader, nos misturadores Cavity Transfer e nos misturadores Vortex Intermeshing Pin (VIP).

[0033] O material pode ser extraído em linha ou após a formação para formar uma rede porosa estável. Normalmente, a remoção ocorre em um "estado sólido" na direção longitudinal (por exemplo, direção da máquina), direção transversal (por exemplo, direção transversal à máquina), etc., bem como combinações dos mesmos. Por extração em "estado sólido", entende-se geralmente que a composição é mantida a uma temperatura abaixo da temperatura de fusão do poliéster. Dentre outras coisas, isto ajuda a garantir que as cadeias poliméricas não sejam alteradas em tal grau que a rede porosa se torne instável. Por exemplo, a composição pode ser extraída a uma temperatura de cerca de -50°C a cerca de 150°C, em algumas modalidades de cerca de -40°C a cerca de 100°C, em algumas modalidades, de cerca de -20°C a cerca de 90°C, e, em algumas modalidades, de cerca de 20°C a cerca de 80°C. Em certos casos, a temperatura de extração pode ser opcionalmente pelo menos cerca de 10°C, em algumas modalidades pelo menos cerca de 20°C, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 30°C abaixo da temperatura de transição vítrea do componente tendo a temperatura de transição mais alta (por exemplo, poliéster, copolímero de elastômero, aditivo de microinclusão, etc.).

[0034] Para realizar o estiramento desejado, o composto termoplástico pode ser formado em uma forma precursora, estirado e então convertido no material desejado (por exemplo, película, fibra, artigo moldado, etc.). Em uma modalidade, a forma do precursor pode ser uma película com uma espessura de cerca de 1 a cerca de 5000 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 4000 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 5 a 2500 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 8 a cerca de 500 micrômetros. Como uma alternativa à formação de uma forma precursora, a composição termoplástica pode também ser extraída in situ à medida que está sendo formatada na forma desejada para o material polimérico. Em uma modalidade, por exemplo, a composição termoplástica pode ser extraída enquanto está sendo formada em uma película ou fibra.

[0035] Independentemente disso, diversas técnicas de estiramento podem ser usadas, como aspiração (por exemplo, unidades de estiramento de fibra), estiramento do quadro de tensão, estiramento biaxial, estiramento multiaxial, estiramento do perfil, estiramento por vácuo, etc. Em uma modalidade, por exemplo, a composição pode estar na forma de uma película que é extraída com um orientador na direção da máquina ("MDO"), como o comercialmente disponível por Marshall e Willams, Co. de Providence, Rhode Island. Unidades de MDO têm tipicamente uma pluralidade de cilindros de extração (por exemplo, de 5 a 8) que, progressivamente, empuxam e afinam a película na direção da máquina. A composição pode ser extraída por meio de operações de extração discretas, quer sejam individuais ou múltiplas. Deve-se observar que alguns dos cilindros em um aparelho MDO podem não estar operando a velocidades progressivamente maiores. Para extrair a composição da maneira descrita acima, é tipicamente desejado que os rolos do MDO não sejam aquecidos ou aquecidos abaixo da temperatura de transição vítrea do poliéster na fase contínua.

[0036] Em outras modalidades, a composição pode ser sob a forma de uma fibra que é extraída para formar a rede porosa desejada. Conforme utilizado aqui, o termo “fibra” geralmente refere-se a extrudados alongados formados pela passagem de um polímero por meio de um orifício de moldagem, como um molde. Salvo especificação em contrário, o termo “fibras” abarca tanto as fibras descontínuas com comprimentos definidos como 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. Em uma modalidade, as fibras podem ter um diâmetro médio de cerca de 1 a cerca de 100 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 30 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 4 a cerca de 15 micrômetros.

[0037] As fibras formadas a partir da composição termoplástica podem geralmente ter qualquer configuração desejada, incluindo monocomponente e multicomponente (por exemplo, configuração de revestimento-núcleo, configuração lado-a-lado, configuração misturada segmentada, configuração de ilha-no-mar, e assim por diante). Fibras ocas (monocomponentes e/ou multicomponentes) também podem ser empregadas, como descrito na Patente dos EUA N° 6.642.429 para Carter, et al. Em algumas modalidades, as fibras podem conter um ou mais polímero adicional como componente (por exemplo, bicomponente) ou constituinte (por exemplo, biconstituinte) para aumentar ainda mais a força, a processabilidade e/ou outras propriedades. Por exemplo, a composição termoplástica pode formar um componente nuclear de uma fibra bicomponente de núcleo excêntrico, ao passo que um polímero adicional pode formar um componente de bainha, ou vice-versa. O polímero adicional pode ser qualquer polímero desejado, como, por exemplo, poliésteres, por exemplo, ácido polilático, tereftalato de polietileno, etc.; poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoretileno; acetato de polivinil; cloreto de acetato de polivinil; polivinil butiral; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, e assim por diante; poliamidas, por exemplo, náilon; cloreto de polivinil; cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico; e poliuretanos.

[0038] Qualquer um de uma variedade de processos pode ser usado para formar as fibras. Por exemplo, a composição termoplástica descrita acima pode ser extrudada através de uma fieira e resfriada. Com referência à Fig. 2, por exemplo, é mostrada mais detalhadamente uma modalidade de um método para a formação de fibras. Nesta forma de realização específica, a composição termoplástica da presente invenção pode ser inserida em uma extrusora 12 a partir de um funil de alimentação 14. A mistura pode ser provida ao funil 14 por meio de qualquer técnica convencional. A extrusora 12 é aquecida a uma temperatura suficiente para fazer a extrusão do polímero fundido. O composto extrudado é então passado por um duto de polímero 16 para uma fieira 18. Por exemplo, a fieira 18 pode incluir uma carcaça contendo um conjunto giratório com uma pluralidade placas empilhadas umas sobre as outras e com um padrão de aberturas dispostas para criar caminhos de fluxo para direcionar os componentes do polímero. A fieira 18 pode também ter aberturas dispostas em uma ou mais fileiras. As aberturas formam uma cortina de filamentos extrusora descendente, quando os polímeros são extrudados por ela. O processo 10 também emprega um soprador de resfriamento 20 posicionado adjacente à cortina de fibras, se estendendo a partir da fieira 18. O ar originado no soprador de ar de resfriamento 20 resfria as fibras que se estendem a partir da fieira 18. O ar de arrefecimento pode ser direcionado a partir de um lado da cortina de fibra, como mostrado na Fig. 2, ou em ambos os lados da cortina de fibra, ou o ar pode ser direcionado para as fibras radialmente a partir do interior ou exterior das fibras. Alternativamente, as fibras podem ser temperadas por um meio diferente do ar, tal como água, névoas d'água ou outros fluidos.

[0039] Para formar uma fibra com o comprimento desejado, as fibras resfriadas são geralmente extraídas por fusão, assim como quando se usa uma unidade de extração de fibras 22, como mostrado na Fig. 2. As unidades de estiramento ou aspiradores de fibras, para uso nos polímeros de fiação por fusão, são bem conhecidos na técnica. Unidades de estiramento de fibra adequadas no processo para a presente invenção incluem um aspirador de fibra linear do tipo mostrado na Patente dos EUA 3.802.817 e 3.423.255. Geralmente a unidade de extração de fibras 22 inclui uma passagem vertical de alongamento, por meio da qual as fibras são extraídas, aspirando-se o ar que entra pelas laterais da passagem e fluindo em sentido descendente por meio da passagem. Um aquecedor ou soprador 24 fornece o ar de aspiração à unidade de estiramento de fibra 22. O ar aspirado extrai por fusão as fibras e o ar ambiente por meio da unidade de extração de fibras 22. O fluxo de gás faz com que as fibras sejam extraídas por fusão ou atenuadas, o que aumenta a orientação molecular ou cristalinidade dos polímeros que formas as fibras. Quando se emprega uma unidade de estiramento de fibra, a taxa de "tração" pode ser selecionada para ajudar a atingir o comprimento desejado da fibra. A taxa de "tração" é a velocidade linear das fibras após o estiramento (por exemplo, a velocidade linear do cilindro godet 42 ou de uma superfície foraminosa (não mostrada) dividida pela velocidade linear das fibras após a extrusão). Por exemplo, a taxa de tração durante a estiramento por fusão pode ser calculada da seguinte maneira: Taxa de Tração = A/B em que, A é a velocidade linear da fibra após o estiramento por fusão (por exemplo, a velocidade do godet) e é medida diretamente; e B é a velocidade linear da fibra extrudada e pode ser calculada desta forma: Velocidade linear da fibra extrudada = C/(25*π*D*E2) em que, C é a produção através um único furo (gramas por minuto); D é a densidade de fusão do polímero (gramas por centímetro cúbico); e E é o diâmetro do orifício (em centímetros) por onde a fibra é extrudada. Em certas modalidades, a taxa de tração pode ser de cerca de 2:1 a cerca de 4000:1, em algumas modalidades, de cerca de 5:1 a cerca de 2000:1, e em algumas modalidades, de cerca de 10:1 a cerca de 1000:1, e em algumas modalidades, de cerca de 15:1 a cerca de 800:1.

[0040] Depois de formadas, as fibras podem ser depositadas através da abertura de saída da unidade de estiramento de fibra 22 e em um cilindro godet 42. Se desejado, as fibras coletadas no cilindro godet 42 podem, opcionalmente, ser submetidas a um processamento em série adicional e/ou a etapas de conversão (não mostrado), como será entendido pelos versados na técnica. Por exemplo, as fibras podem ser coletadas e depois onduladas, texturizadas e/ou cortadas em um comprimento de fibra médio na faixa de cerca de 3 a 80 milímetros, em algumas modalidades, de cerca de 4 a cerca de 65 milímetros e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 50 milímetros. As fibras cortadas podem então ser incorporadas em uma manta não tecida, como é conhecido na área, como mantas por cardagem, mantas ligadas por fluxo de ar, etc. As fibras resultantes podem então ser recozidas e extraídas em seu estado sólido para formar a rede porosa desejada.

[0041] O grau de estiramento depende em parte da natureza do material sendo estirado (por exemplo, fibras, películas, etc.). Geralmente, a composição é extraída (por exemplo, no sentido da máquina) a uma razão de extração de cerca de 1,1 a cerca de 25, em algumas modalidades, de cerca de 1,5 a cerca de 15 e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 10. A taxa de tração pode ser determinada pela divisão do comprimento do material estirado por seu comprimento antes do estiramento. A taxa de tração também pode variar para ajudar a atingir as propriedades desejadas, tais como dentro do intervalo de cerca de 5% a cerca de 1500% por minuto de deformação, em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 1000% por minuto de deformação, e, em algumas modalidades, de cerca de 25% a cerca de 850% por minuto de deformação. Embora a composição seja tipicamente extraída sem a aplicação de calor externo (por exemplo, rolos aquecidos), tal calor pode ser opcionalmente empregado para melhorar a processabilidade, reduzir força de extração, aumentar taxas de tração e melhorar uniformidade da fibra.

[0042] A extração pode ocorrer em um ou múltiplos estágios. Na Fig. 2, por exemplo, as fibras podem ser inicialmente fundidas pela unidade de extração de fibras 22, transferidas para um estreitamento (não mostrado) onde o poliéster é deixado arrefecer abaixo da sua temperatura de fusão e depois submetido a uma etapa de estiramento adicional antes de ser depositado no cilindro godet 42. Em outros casos, no entanto, as fibras podem ser removidas a partir da maquinaria formadora de fibras e submetidas a uma etapa de extração adicional. Independentemente disso, diversas técnicas de estiramento podem ser usadas, como aspiração (por exemplo, unidades de estiramento de fibra), estiramento do quadro de tensão, estiramento biaxial, estiramento multiaxial, estiramento do perfil, estiramento por vácuo, etc.

[0043] O estiramento do método acima descrito pode resultar na formação de uma dimensão transversal em “nanoescala” (“nanoporos”), tal como de cerca de 800 nanômetros ou menos; em algumas formas de realização, de cerca de 5 a cerca de 700 nanômetros e; em outras formas de realização, de cerca de 10 a cerca de 500 nanômetros. Os nanoporos podem ter também dimensão axial média (por exemplo, comprimento) de cerca de 100 a cerca de 5000 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 50 a cerca de 2000 nanômetros e em algumas modalidades de cerca de 100 a cerca de 1000 nanômetros. Microporos podem ser igualmente formados durante a extração que tenham dimensão de corte transversal de cerca de 0,2 micrômetros ou mais, em algumas modalidades cerca de 0,5 micrômetros ou mais e em algumas modalidades de cerca de 0,5 micrômetros a cerca de 5 micrômetros. Em certos casos, a dimensão axial dos microporos e/ou nanoporos pode ser maior que a dimensão de corte transversal de modo a proporção de aspecto (a razão da dimensão axial para a dimensão de corte transversal) é de cerca de 1 a cerca de 30, em algumas modalidades de cerca de 1,1 a cerca de 15, e, em algumas modalidades de cerca de 1,2 a cerca de 5. Por exemplo, a dimensão axial dos microporos pode ser de 1 microporo ou superior, em algumas modalidades cerca de 1,5 micrômetros ou mais e em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 30 micrômetros.

[0044] Independentemente do seu tamanho particular, os poros (por exemplo, nanoporos, microporos ou ambos) podem ser distribuídos de maneira substancialmente homogênea em todo o material. Por exemplo, os poros podem ser distribuídos em colunas que são orientadas em um sentido geralmente perpendicular ao sentido em que a tensão é aplicada. Essas colunas podem ser geralmente paralelas umas às outras por toda a largura do material. Sem a intenção ser limitado pela teoria, acredita-se que a presença dessa rede porosa homogeneamente distribuída pode resultar numa resistência térmica alta, bem como em boas propriedades mecânicas (por exemplo, dissipação de energia sob carga e resistência ao impacto). Há um grande contraste com as técnicas convencionais para criar poros que envolvem o uso de agentes de expansão, que tende a resultar uma distribuição descontrolada de poros e fracas propriedades mecânicas.

[0045] Além de formar uma rede porosa, a extração pode também aumentar de maneira significativa a dimensão axial de alguns dos domínios discretos de modo que tenha um formato geralmente linear, alongado. Por exemplo, os domínios em microescala alongados podem ter uma dimensão axial média que seja cerca de 10% ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 500%, e, em algumas modalidades, de cerca de 50% a cerca de 250% maior que a dimensão axial dos domínios antes do estiramento. A dimensão axial (por exemplo, comprimento) após extração pode, por exemplo, varia entre cerca de 1 μm a cerca de 400 μm, em algumas modalidades de cerca de 5 μm a cerca de 200 μm e, em algumas modalidades de cerca de 10 μm a cerca de 150 μm. Os domínios microescalares podem ser relativamente delgados e podem, portanto, tem uma pequena dimensão de corte transversal, como, por exemplo, de cerca de 0,02 a cerca de 20 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 0,1 a cerca de 10 micrômetros e em algumas modalidades, de 0,4 a cerca de 5 micrômetros. Isso pode resultar em uma proporção de aspecto dos domínios (a razão da dimensão axial para a dimensão ortogonal para a dimensão axial) de cerca de 2 a cerca de 150, em algumas modalidades de cerca de 3 a cerca de 100 e, em outras modalidades, de cerca de 4 a cerca de 50. Devido a seu tamanho pequeno, os domínios nanoescalares não são tipicamente alongados da mesma maneira que os domínios microescalares. Portanto, os domínios nanoescalares podem reter uma dimensão axial média (por exemplo, comprimento) de cerca de 1 a cerca de 1000 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 800 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 10 a cerca de 500 nanômetros e em algumas modalidades de cerca de 20 a cerca de 200 nanômetros.

[0046] O material polimérico resultante não é frágil e, portanto, pode se deformar com a aplicação da deformação, ao invés de fratura. A este respeito, o material polimérico é capaz de exibir boas propriedades de alongamento de pico, isto é, a percentagem de alongamento na sua carga de pico. Por exemplo, o material pode exibir um pico de alongamento de cerca de 10% ou mais, em algumas modalidades cerca de 20% ou mais, e em algumas modalidades, de cerca de 40% a cerca de 500%, tal como determinado de acordo com ASTM D638-14 a 23°C. Tais alongamentos podem ser conseguidos para materiais tendo uma grande variedade de espessuras médias (por exemplo, diâmetro da fibra), tais como aqueles variando de cerca de 0,1 a cerca de 50 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 25 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 15 micrômetros. Embora possua a capacidade de se estender sob força, o material também pode permanecer relativamente forte. Por exemplo, o material pode apresentar um pico de tensão de resistência de cerca de 20 a cerca de 600 Megapascais ("MPa"), em algumas modalidades, de cerca de 25 MPa a cerca de 450 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 30 MPa a cerca de 350 MPa, tal como determinado de acordo com ASTM D638-14 a 23°C. Quando o material está na forma de fibras, outro parâmetro que é indicativo da força relativa é a "tenacidade", que indica a resistência à tração de uma fibra expressa como força por unidade de densidade linear. Por exemplo, as fibras podem ter uma tenacidade de cerca de 0,75 a cerca de 10 gramas-força (“g”f") por denier, em algumas modalidades de cerca de 1 a cerca de 8 gf por denier, e em algumas modalidades, de cerca de 1,5 a cerca de 6 gf por denier. O denier das fibras pode variar, dependendo da aplicação desejada. Normalmente, as fibras são formadas para ter um denier por filamento (ou seja, a unidade de densidade linear igual à massa em gramas por 9000 metros de fibra) de menos de cerca de 30, em algumas modalidades menos de cerca de 15 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 10.

[0047] Apesar de não ser necessário, o material polimérico pode ser convertido numa forma diferente antes de ser utilizado num artigo final ou produto. Quando as fibras são formadas, por exemplo, elas podem também ser formadas subsequentemente em uma estrutura de trama não tecida, depositando-se as fibras aleatoriamente sobre uma superfície de formação (opcionalmente com o auxílio de vácuo) e fazendo-se a adesão da trama resultante por meio de qualquer técnica conhecida. A manta não tecida pode ser formada antes ou depois da extração das fibras. Em certas modalidades, por exemplo, pode ser desejável formar uma manta não tecida a partir de uma pluralidade de fibras e portanto extrair as fibras estirando-se manta não tecida ao grau desejado para formar a rede porosa. Numa modalidade alternativa, uma superfície de formação contínua pode simplesmente ser posicionada abaixo de uma unidade de aspiração de fibras que extrai as fibras até a extensão desejada, antes de formar a manta.

[0048] Uma vez formada, a manta não tecida pode ser então ligada usando-se qualquer técnica convencional, tal como por meio de um adesivo ou de forma autogênica (por exemplo, fusão e/ou auto-adesão das fibras sem aplicação de 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 os polímeros usados na formação das fibras. Técnicas de adesão autogênica adequadas podem incluir adesão por ultrassom, adesão térmica, adesão por fluxo de ar, adesão por calandra, e assim por diante. Por exemplo, a manta pode ser adicionalmente ligado ou estampado com um padrão por um processo termomecânico em que o tecido é passado através de um rolo de bigorna liso aquecido e um rolo de padronagem aquecido. O rolo de padronagem pode ter padronagem em relevo, o qual provê as propriedades ou aparência desejados do tecido. É preferível que o rolo de padronagem defina um padrão em relevo que defina uma pluralidade de locações de ligação a qual defina uma ligação de área de cerca de 2% e 30% da área total do rolo. Exemplos de padrões de ligação incluem, por exemplo, aqueles descritos nas Patentes dos EUA n° 3.855.046 para Hansen et al., Patente dos EUA n° 5.620.779 para Levy et al., Patente dos EUA n° 5.962.112 para Haynes et al., Patente dos EUA n° 6.093.665 para Sayovitz et al., assim como nas Patentes de Designs dos EUA n° 428.267 para Romano et al.; 390.708 para Brown; 418.305 para Zander et al.; 384.508 para Zander et al.; 384.819 para Zander et al.; 358.035 para Zander et al.; e 315.990 para Blenke, et al. A pressão entre os rolos pode ser de cerca de 5 a 2000 libras por polegada linear. A pressão entre os rolos e a temperatura dos rolos é equilibrada, para obter as propriedades ou aparência desejadas da manta ao mesmo tempo em que mantém propriedades similares a tecidos. Como é de conhecimento de indivíduos versados na técnica, a temperatura e a pressão exigidas podem variar dependendo de muitos fatores, incluindo, mas não se limitando a, área de padrão de ligação, propriedades de polímero, propriedades de fibra e propriedades não tecidas.

[0049] Além das tramas spunbond, diversas outras tramas não tecidas também podem ser formadas a partir da composição termoplástica, de acordo com a presente invenção, tais como tramas meltblown, tramas por cardagem e consolidação por pressão e calor, tramas dispostas em via úmida, tramas por fluxos de ar, trama conformada, tramas emaranhadas por via hidráulica, etc. Por exemplo, o composto termoplástico pode ser extrudado por meio de diversos capilares finos de moldagem em um fluxo convergente de gás de alta velocidade (por exemplo, ar) que atenuam as fibras para reduzir seus diâmetros. Por conseguinte, as fibras meltblown são carregadas pelo fluxo de gás em alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta de modo a formar uma trama de fibras meltblown dispersas aleatoriamente. Opcionalmente, o polímero pode ser formado em uma trama cardada colocando-se fardos de fibras formadas a partir da composição termoplásticas em uma colheitadeira que separa as fibras. Em seguida, as fibras são enviadas por uma unidade de penteamento ou cardamento que decompõe e alinha adicionalmente as fibras na direção de máquina de modo a formar uma trama não tecida fibrosa na direção de máquina. Uma vez formada, normalmente a trama não tecida é estabilizada por meio de uma ou mais técnicas de adesão, conforme descrito acima, para formar uma trama cardada e ligada. Compósitos e/ou laminados também podem ser formados a partir das fibras.

III. Artigos

[0050] Devido às suas propriedades únicas e benéficas, o material polimérico resultante da presente invenção é bem adequado para uso em uma grande variedade de tipos diferentes de artigos, tal como um artigo absorvente, película de embalagem, película de barreira, produtos médicos (por exemplo, batas cirúrgicas, máscara, cobertura para a cabeça, touca cirúrgica, cobertura de sapato, envoltório de esterilização, manta térmica, almofada de aquecimento, etc.), e assim por diante. Por exemplo, o material polimérico pode ser incorporado 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. Materiais e processos adequados para a moldagem de tais produtos são bastante conhecidos por indivíduos versados na técnica. Artigos absorventes, por exemplo, normalmente incluem uma camada substancialmente impermeável a líquidos (por exemplo, cobertura externa), uma camada permeável a líquidos (por exemplo, revestimento em contato com o corpo, camada expansível, etc.) e um núcleo absorvente. Em uma forma de realização, por exemplo, o material polimérico pode estar na forma de um material fibroso (p.ex., trama não tecida) e usado para formar uma cobertura externa de um artigo absorvente. Se desejado, a trama não-tecida pode ser laminada até tornar-se uma película impermeável a líquido que seja ou permeável ou impermeável ao vapor. O material polimérico também pode ter a forma de uma película que é usada num artigo absorvente, tal como uma película impermeável a líquidos da cobertura externa, que é ou permeável ao vapor ou impermeável ao vapor.

[0051] Artigos absorventes, por exemplo, geralmente incluem um elemento absorvente (por exemplo, camada de núcleo, camada de pico, camada de retardo de transferência, folha de invólucro, camada de ventilação, etc.) posicionado entre uma folha posterior e uma folha superior. O artigo absorvente também pode conter outros componentes, como é conhecido na técnica, tais como painéis laterais, abas de contenção, orelhas, faixas de cintura ou perna, etc. De um modo geral, o material polimérico da presente invenção pode ser utilizado em qualquer camada ou componente do artigo absorvente, tal como folha superior, folha traseira e/ou elemento absorvente. Quando empregue em certas camadas ou componentes (por exemplo, folha traseira), pode ser desejável laminar o material polimérico da presente invenção para outra camada (por exemplo, uma película).

[0052] Neste sentido, várias modalidades exemplares do artigo absorvente serão descritas. Em referência à Fig. 1, por exemplo, uma modalidade particular 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 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 e elemento absorvente que inclui uma camada de núcleo absorvente 203 e camada de distribuição 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.

[0053] Como indicado acima, a folha posterior 217 pode conter o material polimérico da presente invenção. Se desejado, a trama não-tecida pode ser posicionada de modo a definir uma superfície da face voltada para as roupas 333 do artigo absorvente 201. O artigo absorvente 201 também inclui uma folha superior 205. A folha superior 205 geralmente é projetada para estar em contato com o corpo do usuário e ser permeável a líquidos. 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 conter o material polimérico (por exemplo, manta não tecida) da presente invenção. Por exemplo, a trama não-tecida pode ser posicionada de modo a definir a superfície da face voltada para o corpo 218, caso desejado. A folha superior pode cercar camada de núcleo absorvente 203 de maneira a cobrir completamente o artigo absorvente. Como alternativa, a folha superior 205 e a folha traseira 217 podem se estender além do elemento absorvente e podem se juntar perifericamente, seja inteira ou parcialmente, usando as técnicas conhecidas, como adesão por adesivagem, adesão por ultrassom, etc. Como indicado acima, a folha superior 205 pode incluir o material polimérico (por exemplo, manta não tecida) da presente invenção. A face anterior 205 pode incluir também uma manta não tecida convencional (por exemplo, manta spunbound, manta meltblown ou manta cardada e ligada). Outras construções exemplares de folha superior que contém uma trama de não-tecido são descritas nas Patentes dos EUA N°s 5.192.606; 5.702.377; 5.931.823; 6.060.638; e 6.150.002, assim como nas Publicações de Pedidos de Patentes dos EUA N°s 2004/0102750, 2005/0054255, e 2005/0059941. A folha superior 205 pode conter também uma variedade de aberturas, formadas através dela mesma, para permitir que o fluido corporal chegue mais rapidamente camada de núcleo absorvente 203. As aberturas podem ser dispostas de forma uniforme ou aleatória por toda a folha superior 205 ou podem ser dispostas somente na faixa ou tira estreita longitudinal posicionada ao longo do eixo longitudinal do artigo absorvente. As aberturas permitem a penetração rápida dos fluidos corporais no elemento absorvente. O tamanho, a forma, o diâmetro e o número de perfurações pode variar para atender às necessidades específicas de cada pessoa.

[0054] O artigo absorvente contém também um elemento absorvente posicionado entre a folha superior e a folha traseira. O elemento absorvente pode ser formado a partir de uma única camada absorvente, ou por um composto que contém camadas absorventes separadas e distintas. Deve-se entender, no entanto, que qualquer número de camadas absorventes pode ser utilizado na presente invenção. Na Fig. 1, por exemplo, o elemento absorvente contém uma camada de núcleo absorvente 203 e uma camada de distribuição 207 que ajuda a desacelerar e dispersar de picos ou jatos de líquido que possam ser rapidamente introduzidos na camada de núcleo absorvente 203. Caso seja desejável, a camada de distribuição 207 pode receber e armazenar temporariamente o líquido antes de liberá-lo para as partes de armazenamento ou de retenção da camada de núcleo absorvente 203. Na modalidade ilustrada, por exemplo, camada de distribuição 207 é posta de foram intermediária entre uma superfície revestida interiormente 216 da folha superior 205 e a camada de 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 pode conter o material polimérico da presente invenção. Outros exemplos de camadas de pico adequadas são descritas nas Patentes dos EUA n°s 5.486.166 para Ellis, et al. e 5.490.846 para Ellis, et al.

[0055] Caso seja desejável, o elemento absorvente pode conter também uma camada de atraso de transferência posicionada verticalmente abaixo da camada de distribuição. A camada de atraso de transferência pode conter um material menos hidrofílico que as outras camadas absorventes e pode ser, de maneira geral, caracterizada como bastante hidrofóbica. Por exemplo, a camada de atraso de transferência pode ser um material polimérico (por exemplo, manta não tecida) formado de acordo com a presente invenção. As fibras podem ser arredondadas, com três lobos ou múltiplos lobos em formato de corte transversal e que pode ser oca ou sólida em termos de estrutura. Normalmente, as mantas são ligadas, tais como por ligação térmica, acima de cerca de 3% a cerca de 30% da área da manta. Outros exemplos de materiais adequados que podem ser usados na camada de atraso de transferência são descritos nas Patentes dos EUA N°s 4.798.603 para Meyer, et al. e 5.248.309 para Serbiak, et al. Para ajustar o desempenho da invenção, a camada de atraso de transferência pode também ser tratada com uma quantidade selecionada de surfactante para aumentar sua capacidade inicial de absorção de água.

[0056] A camada de atraso de transferência pode, de forma geral, ter qualquer tamanho, como um comprimento de cerca de 150 mm a cerca de 300 mm. Normalmente, o comprimento da camada de atraso de transferência é quase igual ao comprimento do artigo absorvente. A camada de atraso de transferência pode também ser igual em largura à camada de distribuição, mas geralmente é mais larga. Por exemplo, a largura da camada de atraso de transferência pode ser de cerca de 50 mm a cerca de 75 mm, e especialmente de cerca de 48 mm. A camada de retardo de transferência normalmente tem um peso de base menor que o dos outros membros absorventes. Por exemplo, a gramatura da camada de atraso de transferência é normalmente de cerca de 150 gramas por metro quadrado (g/m2) e, em algumas modalidades, entre cerca de 10 g/m2 a cerca de 100 g/m2. Se desejado, a camada de atraso de transferência pode conter o material polimérico (por exemplo, manta não tecida) da presente invenção.

[0057] Além dos componentes acima mencionados, artigo absorvente 201 pode conter também diversos outros componentes, conforme é conhecido na técnica. Por exemplo, artigo absorvente 201 pode conter também uma película de embalagem substancialmente hidrofílica (não ilustrada), que ajuda a manter a integridade da estrutura fibrosa da camada de núcleo absorvente 203. A película de embalagem geralmente é colocada sobre camada de núcleo absorvente 203, sobre, pelo menos, duas grandes superfícies de contato do mesmo e é composta por um material celulósico absorvente, como uma manta de celulose crepada ou papel tissue com alta resistência à umidade. O invólucro pode ser, opcionalmente, configurado para fornecer uma camada de drenagem que ajuda a distribuir rapidamente o líquido sobre a massa das fibras absorventes da camada de núcleo absorvente 203. O material do invólucro em um lado da massa fibrosa absorvente pode ser ligado ao invólucro localizado 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 a camada de núcleo absorvente 203 e a folha traseira 217. Quando utilizada, a camada de ventilação pode ajudar a isolar a folha traseira 217 da camada de núcleo absorvente 203, reduzindo assim a umidade na folha traseira 217. Exemplos de tais camadas de ventilação podem incluir uma trama não tecida laminada a uma película respirável, conforme descrito na Patente de n° dos EUA 6.663.611 para Blaney, et al. Se desejado, a camada de revestimento e/ou a camada de ventilação podem conter o material polimérico da presente invenção.

[0058] Em 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 orelhas podem ser integralmente formadas com a folha posterior 217 ou a partir do material utilizado para proporcionar a superfície superior, que pode incluir o material polimérico da presente invenção, se desejado. Em configurações alternativas, as abas podem ser fornecidas por membros ligados e montados na folha traseira 217, na superfície superior, entre a folha traseira 217 e superfície superior, ou em várias outras configurações. Como referido acima, as abas podem conter o material polimérico da presente invenção, se desejado.

[0059] 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 da camada de núcleo absorvente 203. As barreiras anti-vazamento 212 podem estar localizadas longitudinalmente ao longo do comprimento total da camada de núcleo absorvente 203 ou podem se estender apenas parcialmente ao longo do comprimento da camada de núcleo absorvente 203. Quando as barreiras anti- vazamento 212 são menores no comprimento do que a camada de núcleo absorvente 203, elas podem ser seletivamente posicionadas em qualquer lugar ao longo das bordas laterais 232 do artigo absorvente 201 em uma região da virilha 210. Em uma modalidade, as barreiras anti-vazamento 212 se estendem ao longo de todo o comprimento da camada de 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 n°. 4.704.116 para Enloe. Se desejado, as abas de contenção podem conter o material polimérico da presente invenção.

[0060] O artigo absorvente 201 pode incluir vários materiais elásticos ou esticáveis, como um par membros 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 membros elásticos para cintura 208 podem ser posicionados longitudinalmente em oposição às bordas da cintura 215 do artigo absorvente 201. Os membros elásticos para pernas 206 e os membros 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. Os elementos elásticos (por exemplo, perna, cintura, etc.) e/ou fixadores podem conter o material polimérico da presente invenção, se desejado.

[0061] As diversas regiões e/ou componentes do artigo absorvente 201 podem ser montados juntos usando qualquer mecanismo de fixação conhecido, como adesão 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 na camada de núcleo absorvente 203 usando um adesivo. Alternativamente, a camada de núcleo absorvente 203 pode ser conectada à folha traseira 217 usando prendedores convencionais, como botões, fechos tipo velcro, prendedores de fita adesiva e assim por diante. Da mesma forma, outros componentes de fralda, como membros elásticos para pernas 206, membros elásticos para cintura 208 e elementos de fixação 230, também podem ser montados no artigo absorvente 201 usando qualquer mecanismo de fixação.

[0062] 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.

[0063] O material polimérico também pode ser usado em uma grande variedade de outros tipos de artigos. Exemplos não-limitantes incluem, por exemplo, materiais de isolamento para unidade de refrigeração (por exemplo, refrigeradores, freezers, máquina de venda automática, etc.); componentes automotivos (por exemplo, assentos traseiro e dianteiros, descansos para a cabeça, descansos para o braço, guarnições de porta, prateleiras traseiras/bandejas de pacote, volantes e acabamento interior, painéis de controle, etc.); painéis e seções de construção (por exemplo, tetos, cavidades de parede, sob pisos, etc.); indumentária (por exemplo, casacos, camisas, calças, luvas, aventais, macacões, calçados, botas, adereços de cabeça, forro de meia, etc.); mobília e roupa de cama (por exemplo, sacos de dormir, edredons, etc.); sistemas de armazenagem/transferência de fluido (por exemplo, tubos ou tanques para hidrocarbonetos líquidos ou a gás, nitrogênio líquido, oxigênio, hidrogênio ou petróleo bruto); ambientes extremos (por exemplo, submarino ou espacial); produtos alimentícios ou bebidas (por exemplo, xícaras, amparos para xícaras, pratos, etc.); contêineres e frascos; tecidos industriais; tecidos de isolamento; e assim por diante. O material polimérico também pode ser utilizado em uma "peça de vestuário", que é geralmente a intenção de incluir qualquer artigo que seja moldado para ajustar-se a uma parte de um corpo. Exemplos de tais artigos incluem, sem limitação, roupas (por exemplo, camisas, calças, jeans, calças largas, saias, casacos, roupas para esportes, roupas atléticas, aeróbicas, e para exercícios, roupas para nadar, camisas ou shorts de ciclismo, roupas de natação/banho, roupas de corrida, roupas de neopreno, collant, etc.), calçados (por exemplo, sapatos, meias, botas, etc.), roupas protetoras (por exemplo, casaco de bombeiro), acessórios de roupas (por exemplo, cintos, tiras de sutiã, tiras laterais, luvas, meias, leggings, aparelhos ortopédicos, etc.), roupas íntimas (por exemplo, roupas de baixo, t-shirts, etc.), roupas de compressão, roupas drapeadas (por exemplo, saiotes, togas, ponchos, mantos, xales, etc.), se assim por diante.

[0064] A presente invenção pode ser mais bem compreendida com referência aos seguintes exemplos.

Métodos de Teste Taxa de Fluxo à Fusão:

[0065] A taxa de fluxo de fusão ("MFR") é o peso de um polímero (em gramas) forçado através de um orifício de reômetro de extrusão (0,0825 polegadas de diâmetro) quando submetido a uma carga de 2160 gramas em 10 minutos, como em 190°C, 210°C, 230°C, ou 260°C. Salvo indicação em contrário, a taxa de fluxo de fusão é medida de acordo com o Método de Teste ASTM D1238-13 com um Plastômero de Extrusão Tinius Olsen.

Propriedades Térmicas:

[0066] A temperatura de transição vítrea (Tg) pode ser determinada por meio de análise dinâmico-mecânica (DMA), de acordo com ASTM E1640-13. Um instrumento Q800 da TA Instruments pode ser usado. Operações experimentais podem ser executadas em geometria de tensão/tensão, em um modo de varrimento de temperatura na faixa de -120°C a 150°C com uma taxa de aquecimento de 3°C/min. A frequência de amplitude de força pode ser mantida constante (2 Hz) durante o teste. Três (3) amostras independentes podem ser testadas para obter uma temperatura de transição vítrea média, que é definida pelo valor de pico da curva da tangente δ, em que a tangente δ é definida como a razão entre o módulo de perda e o módulo de armazenamento (tangente δ = E”/E’).

[0067] A temperatura de fusão pode ser determinada por meio de calorimetria diferencial de varredura (DSC). O calorímetro diferencial de varredura pode ser um calorímetro diferencial de varredura DSC Q100, que pode ser preparado com um acessório de resfriamento por nitrogênio líquido e com um programa de software de análise UNIVERSAL ANALYSIS 2000 (versão 4.6.6), ambos disponíveis pela T.A. Instruments Inc. de New Castle, Delaware. Para evitar o manuseio direto das amostras, podem ser utilizadas pinças e outras ferramentas. As amostras podem ser colocadas em um prato de alumínio e pesadas com precisão de 0,01 miligrama em uma balança analítica. Pode ser colocada uma tampa sobre a amostra de material no prato. Normalmente, os peletes de resina podem ser colocados diretamente no prato de pesagem.

[0068] O calorímetro diferencial de varredura pode ser calibrado usando um padrão do metal índio e pode ser feita uma correção de base de referência, conforme descrito no manual de operação do calorímetro diferencial de varredura. A amostra do material 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. Para amostras de resina de peletes, o programa de aquecimento e resfriamento é um teste de 2 ciclos que começou com um equilíbrio da câmara a -30°C, seguido de um primeiro período de aquecimento a uma taxa de aquecimento de 10°C por minuto a uma temperatura de teste (por exemplo, 300°C), seguido de equilíbrio da amostra na temperatura de teste por 3 minutos, seguido por um primeiro período de resfriamento a uma taxa de resfriamento de 10°C por minuto a uma temperatura de -30°C, seguido de equilíbrio da amostra a -30°C por 3 minutos, e depois um segundo período de aquecimento a uma taxa de aquecimento de 10°C por minuto para a temperatura de teste. Para amostras de fibra, o programa de aquecimento e resfriamento pode ser um teste de 1 ciclo que começa com um equilíbrio da câmara a -25°C, seguido de um período de aquecimento a uma taxa de aquecimento de 10°C por minuto à temperatura de teste, seguido de equilíbrio da amostra à temperatura de teste durante 3 minutos e, em seguida, um período de arrefecimento a uma taxa de arrefecimento de 10°C por minuto a uma temperatura de -30°C. Todos os testes podem ser executados com a purga com nitrogênio de 55 centímetros cúbicos por minuto (grau industrial) na câmara de testes.

[0069] Os resultados podem ser avaliados usando o programa de software de análise UNIVERSAL ANALYSIS 2000, que identifica e quantifica a temperatura de transição vítrea (Tg) da inflexão, os picos endotérmicos e exotérmicos, e as áreas sob os picos nos gráficos de DSC. A temperatura de transição vítrea pode ser identificada como a região da linha do gráfico onde ocorreu uma nítida mudança na inclinação, e a temperatura de fusão pode ser determinada usando um cálculo automático de inflexão.

Propriedades Elásticas da Película:

[0070] Foram testadas as propriedades elásticas de películas (tensão máxima, módulo, deformação em ruptura e energia por volume em ruptura) em uma estrutura elástica MTS Synergie 200. O teste foi executado em conformidade com ASTM D638-14 (a cerca de 23°C). Amostras de película foram cortadas em formato de osso canino com largura central de 3,0 mm antes da testagem. As amostras de película em forma de osso canino podem ser mantidas em seu lugar usando-se elementos de pega no dispositivo MTS Synergie 200 com comprimento de medida de 18,0 mm. As amostras da película foram esticadas a uma velocidade de tração de 5,0 pol/min até ocorrer a ruptura. Cinco amostras podem ser testada para cada película tanto no sentido da máquina (MD) quando em sentido transversal (CD). Pode-se usar um programa de computador (por exemplo, TestWorks 4) para coletar dados durante o teste e gerar uma curva de tensão versus deformação, a partir da qual podem ser determinadas várias propriedades, incluindo módulo, tensão máxima, alongamento e energia na ruptura.

Propriedades Elásticas da Fibra:

[0071] As propriedades de tração da fibra podem ser determinadas de acordo com ASTM D638-14 a 23°C. Por exemplo, amostras individuais de fibras podem inicialmente ser encurtadas (por exemplo, cortadas com tesoura) até 38 milímetros de comprimento e colocadas separadamente em um tecido de veludo preto. Podem ser coletadas de 10 a 15 amostras dessa forma. As amostras de fibra podem ser, então, montadas numa condição substancialmente reta em uma estrutura de papel retangular, com dimensões externas de 51 milímetros x 51 milímetros e dimensões internas de 25 milímetros x 25 milímetros. As extremidades de cada amostra de fibra podem ser operacionalmente fixadas à estrutura, prendendo-se cuidadosamente as extremidades das fibras aos lados da estrutura com fita adesiva. Cada amostra de fibra pode ser então medida para sua dimensão de fibra cruzada, externa, relativamente mais curta, empregando-se um microscópio convencional de laboratório, que pode ser devidamente calibrado e ajustado com ampliação de 40X. A dimensão da fibra cruzada pode ser registrada como o diâmetro da amostra de fibra individual. A estrutura auxilia a montagem das extremidades das amostras de fibra nas fixações superior e inferior de uma taxa constante do testador elástico do tipo de extensão, de forma a evitar o dano excessivo às amostras de fibra.

[0072] Uma taxa constante do tipo de extensão do testador elástico e uma célula de carga apropriada podem ser empregadas no teste. A célula de carga pode ser escolhida (por exemplo, 10N) para que o valor do teste fique entre 10-90% da escala total da carga. O testador elástico (isto é, MTS SYNERGY 200) e a célula de carga podem ser obtidos pela MTS Systems Corporation, de Eden Prairie, Michigan. As amostras de fibra na montagem da estrutura podem ser então montados entre as garras do testador elástico, tal que as extremidades das fibras sejam operacionalmente mantidas pelas garras do testador elástico. Em seguida, os lados da estrutura de papel que se estendem paralelamente ao comprimento da fibra podem ser cortados ou, de outra forma, separados para que o testador elástico aplique a força de teste somente sobre as fibras. As fibras podem ser, então, submetidas a um teste de tração, com uma taxa de tração e velocidade de garra de 12 polegadas por minuto. Os dados resultantes podem ser analisados usando um programa de software TESTWORKS 4, da MTS Corporation, com a seguinte configuração de teste:

[0073] Os valores de tenacidade podem ser expressos em termos de força-grama por denier. O alongamento de pico (% de força na ruptura) e a tensão de pico também podem ser calculados.

Razão de expansão, densidade e porcentagem de volume de poro

[0074] Para determinar a razão de expansão, a densidade e a o volume de poro percentual, a largura (Wi) e a espessura (Ti) da amostra foram inicialmente medidos antes do estiramento. O comprimento (Li) antes do estiramento também pôde ser determinado pela medição da distância entre duas marcas numa superfície da amostra. Consequentemente, a amostra pôde ser estirada para iniciar a formação de espaços vazios. A largura (Wf), espessura (Tf) e comprimento (Lf) da amostra puderam então ser medidos o mais próximo de 0,01 mm usando um Compasso Digimatic (Mitutoyo Corporation). O volume (Vi) antes do estiramento pôde ser calculado por Wi x Ti x Li = Vi. O volume (Vf) após o estiramento pôde ser calculado por Wf x Tf x Lf = Vf. A taxa de expansão (Φ) pode ser calculada por Φ = Vf/Vi; a densidade (Pf) pode ser calculada por: Pf = Pi/Φ, onde Pi é a densidade do material precursor; e o volume de poro percentual (% Vv) pôde ser calculado por: %Vv = (1 - 1/ Φ) x 100.

[0075] Para fibras, o conteúdo vazio também pode ser medido por suspensão em soluções de densidade calibradas. Por exemplo, soluções de densidade podem ser produzidas misturando brometo de sódio (Sigma- Aldrich) com água deionizada para criar soluções com densidades que variam de 1,0 grama por centímetro cúbico (g/cm3) a 1,385 g/cm3. A densidade da solução pode ser verificada usando os higrômetros calibrados obtidos a partir da VWR.

EXEMPLO 1

[0076] Uma mistura de 93% em peso de tereftalato de polietileno semicristalino (PET 7200 Auriga) e 7% em peso de copolímero de poliéster- poliéter (HYTREL™ RS 40F3 NC010, DuPont). Os polímeros foram introduzidos em uma extrusora de rosca dupla de co-rotação (ZSK-30, diâmetro de 30 mm, comprimento de 1328 milímetros) para produção de compostos que foram fabricados pela Werner and Pfleiderer Corporation, de Ramsey, Nova Jersey. A extrusora possuía 14 zonas, numeradas sequencialmente de 1-14, a partir do funil de alimentação até o molde. A primeira zona de barril #1 recebeu as resinas através do alimentador gravimétrico com um rendimento total de 20 libras (9,07 kg) por hora. O molde usado para extrudar a resina tinha 3 aberturas de molde (6 milímetros de diâmetro) que eram separadas por 4 milímetros. Após a formação, a resina extrudada foi resfriada numa correia transportadora resfriada por ventilação e formada em peletes por um peletizador Conair. A velocidade do fuso da extrusora foi de 200 revoluções por minuto (“rpm”) e a temperatura de extrusão foi de 270°C. Os peletes resultantes foram secos por meio de uma secagem dessecante a 140°C durante 12 horas.

EXEMPLO 2

[0077] Os peletes do EXEMPLO 1 foram então extrudidos como uma fibra monocomponente utilizando uma linha de fiação de fibras multifilamentares (Sistema de Fusão Multifuncional de Laboratório Série FET-100) fabricada por Fiber Extrusion Technologies, Leeds, Reino Unido. Os peletes foram alimentados por inundação para extrusora de fuso de sinal aquecido a uma temperatura de 275°C. O polímero fundido foi então extrudido através de uma fieira de fibra com 24 orifícios medindo 0,15 mm de diâmetro com um comprimento capilar de 0,6 mm a um rendimento de 0,39 gramas por furo por minuto. A fibra foi derretida através de um cilindro de godet a 200 metros por minuto. O denier total do feixe de fibras foi de aproximadamente 485 gramas por 9000 metros.

EXEMPLO 3

[0078] O feixe de fibras do EXEMPLO 2 foi introduzido a uma linha de estiragem através de um suporte de rolos de quinteto a uma velocidade de alimentação de 10 metros por minuto (mpm). O feixe atravessou então em torno de duas barras submersas em banho d'água com um diâmetro de 19 mm. As duas barras estavam localizadas a aproximadamente 87 centímetros da entrada do banho d'água e fixadas em uma posição que dava uma cobertura de 180 graus antes de sair do banho d'água. A temperatura do banho d'água foi de 25°C. A velocidade de coleta do feixe foi de 40 metros por minuto, dando uma razão de extração de 4,0x. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

EXEMPLO 4

[0079] As fibras foram formadas como no EXEMPLO 3, exceto que a velocidade de coleta foi de 42 metros por minuto, dando uma razão de extração de 4,2x. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

EXEMPLO 5

[0080] As fibras foram formadas como no EXEMPLO 3, mas a velocidade de coleta foi de 45 metros por minuto, dando uma razão de estiragem de 4,5x. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

EXEMPLO 6

[0081] As fibras foram formadas como no EXEMPLO 3, no entanto a água foi removida do banho d'água. Um nível médio de quebras nas fibras foi observado.

EXEMPLO 7

[0082] Os peletes do EXEMPLO 1 foram então extrudidos como uma fibra de monocomponente utilizando uma linha de fiação de fibras multifilamentares fabricada por Davis Standard, Pawcatuck, Connecticut, EUA. Os peletes foram alimentados por inundação para extrusora de fuso de sinal aquecido a uma temperatura de 275°C. O polímero fundido foi então extrudido através de uma fieira de fibra com 48 orifícios medindo 0,30 mm de diâmetro com um comprimento capilar de 0,6 mm a um rendimento de 0,3 gramas por furo por minuto. A fibra foi coletada a uma velocidade de 50 mpm para uma razão de extração de 14,5. O denier total do feixe foi de aproximadamente 2544 gramas por 9000 metros. O feixe foi envolvido em um aperto e submetido a extensão uniaxial sob a estrutura hidráulica MTS (810 Material Test System) em condições ambientes. O comprimento do medidor foi de 15 mm e a velocidade de extensão do feixe foi de 50 metros por minuto com uma razão de extração de aproximadamente 3X. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

EXEMPLO 8

[0083] As fibras foram formadas como no EXEMPLO 6, mas a velocidade de extensão do feixe era de 100 metros por minuto. Um nível médio de quebras nas fibras foi observado.

EXEMPLO 9

[0084] Os peletes do EXEMPLO 1 foram então extrudidos como uma fibra de monocomponente utilizando uma linha de fiação de fibras multifilamentares fabricada por Davis Standard, Pawcatuck, Connecticut, EUA. Os peletes foram alimentados por inundação para extrusora de fuso de sinal aquecido a uma temperatura de 275°C. O polímero fundido foi então extrudido através de uma fieira de fibra com 48 orifícios medindo 0,30 mm de diâmetro com um comprimento capilar de 0,6 mm a um rendimento de 0,3 gramas por furo por minuto. A fibra foi coletada a uma velocidade de coleta de godet de 100 mpm para uma razão de extração de 29. 1632 gramas por 9000 metros. O feixe foi envolvido em um aperto e submetido a extensão uniaxial sob a estrutura hidráulica MTS (810 Material Test System) em condições ambientes. O comprimento do medidor foi de 15 mm e a velocidade de extensão do feixe foi de 50 metros por minuto com uma razão de extração de aproximadamente 3X. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

EXEMPLO 10

[0085] Uma mistura de 93% em peso de tereftalato de polietileno semicristalino (PET 7200 Auriga) e 7% em peso de copolímero de poliéster- poliéter (HYTREL™ 5526, DuPont). Os polímeros foram introduzidos em uma extrusora de rosca dupla de co-rotação (ZSK-30, diâmetro de 30 mm, comprimento de 1328 milímetros) para produção de compostos que foram fabricados pela Werner and Pfleiderer Corporation, de Ramsey, Nova Jersey. A extrusora possuía 14 zonas, numeradas sequencialmente de 1-14, a partir do funil de alimentação até o molde. A primeira zona de barril #1 recebeu as resinas através do alimentador gravimétrico com um rendimento total de 20 libras (9,07 kg) por hora. O molde usado para extrudar a resina tinha 3 aberturas de molde (6 milímetros de diâmetro) que eram separadas por 4 milímetros. Após a formação, a resina extrudada foi resfriada numa correia transportadora resfriada por ventilação e formada em peletes por um peletizador Conair. A velocidade do fuso da extrusora foi de 200 revoluções por minuto (“rpm”) e a temperatura de extrusão foi de 270°C. Os peletes resultantes foram secos por meio de uma secagem dessecante a 140°C durante 12 horas.

EXEMPLO 11

[0086] Os peletes do EXEMPLO 10 foram então extrudidos como uma fibra monocomponente utilizando uma linha de fiação de fibras multifilamentares (Sistema de Fusão Multifuncional de Laboratório Série FET-100) fabricada por Fiber Extrusion Technologies, Leeds, Reino Unido. Os peletes foram alimentados por inundação para extrusora de fuso de sinal aquecido a uma temperatura de 275°C. O polímero fundido foi então extrudido através de uma fieira de fibra com 24 orifícios medindo 0,15 mm de diâmetro com um comprimento capilar de 0,3 mm a um rendimento de 0,39 gramas por furo por minuto. As fibras foram fundidas usando um cilindro de godet com uma velocidade de captação de 100 metros por minuto para uma razão de extração de 5. O denier total do feixe foi de aproximadamente 886 gramas por 9000 metros.

EXEMPLO 12

[0087] O feixe de fibras do EXEMPLO 11 foi introduzido numa linha de estiragem através do suporte de rolos de quinteto à velocidade de alimentação de 10 metros por minuto (mpm). O feixe então atravessou duas barras submersas em banho d'água com comprimento de 150 centímetros. As duas barras estavam localizadas a aproximadamente 129 centímetros da entrada do banho d’água. O feixe atravessou as barras de tal forma que o feixe seguiu uma volta de 180 graus (envoltório em s) antes de sair do banho d’água. A temperatura do banho d'água foi de 25°C. A velocidade de coleta do feixe foi de 35 metros por minuto, dando uma razão de extração de 3,5x. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

EXEMPLO 13

[0088] As fibras foram formadas como no EXEMPLO 12, exceto que a água foi removida do banho d'água. Um nível médio de quebras nas fibras foi observado.

EXEMPLO 14

[0089] Os peletes do EXEMPLO 10 foram usados para criar o núcleo de fibras bicomponentes com a bainha feita de 100% em peso de tereftalato de polietileno (PET 7200 Auriga). O polímero fundido foi extrudido através de uma fieira com 24 furos medindo 0,40 mm de diâmetro com um comprimento capilar de 1,6 mm a um rendimento de 1,04 gramas por furo por minuto. As fibras foram fundidas usando um cilindro de godet com uma velocidade de captação de 100 metros por minuto para uma razão de extração de 14. O denier total do feixe foi de aproximadamente 2252 gramas por 9000 metros.

[0090] Medições de densidade e de vazios foram também tomadas para as amostras do Exemplo 14, assim como para os Exemplos 2 e 11. Os resultados são apresentados na tabela abaixo.

EXEMPLO 15

[0091] O feixe de fibras do EXEMPLO 14 foi alimentado numa linha de estiragem através do suporte de rolos de quinteto à velocidade de alimentação de 10 metros por minuto (mpm). O feixe então atravessou duas barras submersas em banho d'água com comprimento de 150 centímetros. As duas barras estavam localizadas a aproximadamente 129 centímetros da entrada do banho d’água. O feixe atravessou as barras de tal forma que o feixe seguiu uma volta de 180 graus (envoltório em s) antes de sair do banho d’água. A temperatura do banho d'água foi de 25°C. A velocidade de coleta do feixe foi de 35 metros por minuto, dando uma razão de extração de 3,5x. Quebras limitadas nas fibras foram observadas.

[0092] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em relação às suas modalidades específicas, será contemplado que os versados na técnica, após obter uma compreensão do exposto anteriormente, poderão facilmente conceber alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Nesse sentido, o escopo da presente invenção deve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes a estas.

Claims

1. Material polimérico na forma de uma película, fibra ou artigo moldado, caracterizado pelo fato de que o material polimérico compreende uma composição termoplástica, a composição contendo uma fase contínua que contém um poliéster, em que um elastômero de copoliéteréster é disperso na fase contínua na forma de domínios discretos e em que o elastômero de copoliéteréster está presente na composição termoplástica numa quantidade de 0,01% em peso a 15% em peso, e em que uma rede porosa é definida dentro da composição termoplástica que inclui uma pluralidade de nanoporos, em que os nanoporos são distribuídos de uma forma mais homogênea por todo o material polimérico.

2. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elastômero de copoliéteréster constitui de 0,05% em peso a 10% em peso da composição termoplástica.

3. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poliéster é ácido poliláctico.

4. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poliéster é um poliéster aromático.

5. Material polimérico de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o poliéster aromático é o tereftalato de polietileno.

6. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poliéster tem uma temperatura de transição vítrea de 0°C ou mais.

7. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elastômero de copoliéteréster é um copolímero em bloco segmentado que tem unidades éster de cadeia longa recorrentes e unidades éster de cadeia curta.

8. Material polimérico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as unidades de cadeia longa são representadas pela fórmula: -OGO-C(O)-R-C(O)- e as unidades de éster de cadeia curta são representadas pela estrutura: -ODO-C(O)-R-C(O)- em que, G é um grupo divalente que é derivado de um ou mais álcoois de alto peso molecular; R é um grupo hidrocarboneto derivado de um ou mais ácidos dicarboxílicos; e D é um grupo divalente derivado de um ou mais dióis de baixo peso molecular.

9. Material polimérico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as unidades de cadeia longa são formadas a partir do produto de reação de um álcool de elevado peso molecular com um ácido dicarboxílico.

10. Material polimérico de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o álcool é um glicol polimérico.

11. Material polimérico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as unidades de éster de cadeia curta são formadas a partir da reação de um diol de baixo peso molecular com um ácido dicarboxílico.

12. Material polimérico de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o diol de baixo peso molecular inclui etileno glicol, propileno glicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexametileno glicol, dihidroxiciclohexano, ciclohexano dimetanol, resorcinol, hidroquinona, 1,5 dihidroxinaftaleno, bisfenol A, ou um éster derivado dos mesmos.

13. Material polimérico de acordo a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ácido dicarboxílico inclui um ácido dicarboxílico aromático.

14. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os nanoporos possuem uma dimensão transversal média de 800 nanômetros ou menos.

15. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os nanoporos têm uma dimensão axial média de 100 a 5000 nanômetros.

16. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fase contínua constitui de 60% em peso a 99% em peso da composição termoplástica.

17. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elastômero de copoliéteréster é disperso na forma de domínios nanoescalares.

18. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição compreende ainda um aditivo de microinclusão disperso na fase contínua na forma de domínios discretos.

19. Material polimérico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a rede porosa inclui ainda microporos.

20. Fibra, caracterizada pelo fato de que compreende o material polimérico como definido na reivindicação 1.

21. Manta não tecida, caracterizada pelo fato de que compreende a fibra como definida na reivindicação 20.

22. Artigo absorvente, caracterizado pelo fato de que compreende uma camada impermeável a líquido, camada permeável a líquido e um núcleo absorvente, em que a camada impermeável a líquido, a camada permeável a líquido, ou ambas, incluem o material polimérico como definido na reivindicação 1.

23. Método para formação de um material polimérico na forma de uma película, fibra ou artigo moldado, o método caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma composição termoplástica que contém uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero de copoliéteréster que é disperso na fase contínua na forma de domínios discretos em que o elastômero de copoliéteréster está presente na composição termoplástica numa quantidade de 0,01% em peso a 15% em peso; e extrair em estado sólido a composição termoplástica para formar uma rede porosa nela, a rede porosa incluindo uma pluralidade de nanoporos, em que os nanoporos são distribuídos de uma forma mais homogênea por todo o material polimérico.

24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a composição termoplástica é extraída a uma taxa de tração de 1,1 a 25.

25. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a composição termoplástica é extraída a uma temperatura de -50°C a 150°C.

26. Método para formar uma fibra, o método caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma composição termoplástica que contém uma fase contínua que inclui um poliéster e um elastômero de copoliéteréster que é disperso na fase contínua na forma de domínios discretos em que o elastômero de copoliésteréster está presente na composição termoplástica numa quantidade de 0,01% em peso a 15% em peso; extrusar a composição através de um capilar para formar a fibra; e extrair a fibra a uma temperatura que é inferior à temperatura de fusão do poliéster, formando assim uma rede porosa que inclui uma pluralidade de nanoporos, em que os nanoporos são distribuídos de uma forma mais homogênea por todo o material polimérico.