BR112019016254B1

BR112019016254B1 - Método para formação de uma fibra, e, artigo absorvente

Info

Publication number: BR112019016254B1
Application number: BR112019016254-2A
Authority: BR
Inventors: Ryan J. Mceneany; Vasily A. Topolkaraev; Yuewen Xu
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2023-08-29

Abstract

Um método para formar uma fibra é fornecido. O método compreende a extrusão de um polímero de matriz e um aditivo de nanoinclusão para formar uma composição termoplástica na qual o aditivo de nanoinclusão é disperso dentro de uma fase contínua do polímero de matriz. A composição termoplástica extrudida é depois passada através de uma fieira para formar uma fibra com uma rede porosa contendo uma pluralidade de nanoporos, em que o volume percentual médio ocupado pelos nanoporos dentro de um dado volume unitário da fibra é de cerca de 3% a cerca de 15% por cm3.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] Esforços significativos têm sido empreendidos para produzir fibras de baixa densidade para melhorar o uso de recursos naturais e a redução da pegada de carbono em produtos acabados. Uma abordagem típica para produzir essas fibras de baixa densidade é formar espuma pelo polímero, 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] Como tal, existe atualmente uma necessidade de um processo melhorado para formar fibras porosas de baixa densidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] De acordo com uma modalidade da presente invenção, é descrito um método para formar uma fibra que compreende a extrusão de um polímero de matriz e um aditivo de nanoinclusão para formar uma composição termoplástica na qual o aditivo de nanoinclusão é disperso dentro de uma fase contínua do polímero de matriz. Posteriormente, a composição termoplástica extrudada é passada através de uma fieira para formar uma fibra com uma rede porosa contendo uma pluralidade de nanoporos, em que o percentual médio de volume ocupado pelos nanoporos dentro de um dado volume unitário da fibra é de cerca de 3% a cerca de 15% por cm3.

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

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[005] 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 as fibras da presente invenção; e A Fig. 2 é uma ilustração esquemática de um processo que pode ser usado em uma modalidade da presente invenção para formar fibras.

[006] 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

[007] Serão feitas referências detalhadas a diversas modalidades da invenção, com um ou mais exemplos descritos a seguir. Cada exemplo é fornecido à 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.

[008] De um modo geral, a presente invenção refere-se a um método para fundir uma composição termoplástica durante o processo de formação de fibras, de modo a formar uma rede porosa. Mais particularmente, uma composição termoplástica é inicialmente extrudada para formar uma fase contínua, que inclui um polímero de matriz e um aditivo de nanoinclusão. Depois disso, a composição extrudada é passada através de uma fieira para formar uma fibra. A este respeito, à medida que a composição está sendo passada através da fieira, os presentes inventores descobriram que os domínios de fase em escala nanométrica formados pelo aditivo de nanoinclusão são capazes de interagir de uma maneira única para criar uma rede de poros. A saber, acredita-se que a tensão transmitida dentro do processo de fieira pode iniciar zonas de cisalhamento localizadas intensas 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 da nanoinclusão aditivo e o polímero de matriz. Estas zonas de cisalhamento e/ou de intensidade de tensão causam uma certa descolagem inicial no polímero de matriz adjacente aos domínios. Uma vez formados os poros iniciais, a matriz localizada entre domínios pode deformar- se plasticamente de modo a criar áreas internas estiradas que, localmente, estreitam (ou "gargalam") e endurecem por deformação. 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.

[009] Sem pretender serem limitados pela teoria, os presents inventores acreditam que essa referida rede porosa estável pode ser conseguida devido em parte ao controle seletivo sobre a viscosidade de fusão (ou inversamente ao índice de fluidez) entre o aditivo de nanoinclusão e o polímero de matriz. Mais particularmente, a utilização de um aditivo de nanoinclusão com uma viscosidade de fusão mais elevada (menor índice de lfuidez) do que o polímero de matriz pode ajudar a alcançar um certo grau de instabilidade de fluxo dentro da fieira, o que faz com que os poros se formem. Por exemplo, a razão entre o índice de fluidez do polímero de matriz e o índice de fluidez do aditivo de nanoinclusão pode ser cerca de 2:1 ou mais, em algumas modalidades de cerca de 2,5:1 a cerca de 10: 1 e em algumas modalidades de cerca de 3:1 a cerca de 8:1, conforme determinado na temperatura de processamento. O aditivo de nanoinclusão pode, por exemplo, ter um índice de fluidez (numa base seca) de cerca de 0,1 a cerca de 50 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades de cerca de 0,5 a cerca de 30 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 ASTM D1238-13. O polímero de matriz (por exemplo, poliéster) pode igualmente ter um índice de fluidez (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, uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos cerca de 40°C acima da temperatura de fusão (por exemplo, a 260°C para certos poliésteres), em conformidade com a norma ASTM D1238-13.

[0010] Com referência à Fig. 2, por exemplo, uma modalidade de um método para fundir uma composição na forma de fibras é mostrada em mais detalhe. 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. Qualquer extrusora convencional pode ser empregada, tal como uma extrusora de fuso único, extrusora de fuso duplo, etc. Uma extrusora particularmente adequada é uma extrusora de fuso duplo co-rotativa (por exemplo, extrusora ZSK-30, disponível por Werner & Pfleiderer Corporation, de Ramsey, New Jersey, ou uma extrusora USALAB 16 Thermo Prism™, disponível por 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. Embora a temperatura possa variar dependendo da temperatura de fusão do polímero de matriz, extrusão e extração ocorrem tipicamente a uma temperatura de cerca de 180°C a cerca de 340°C, em algumas modalidades de cerca de 185°C a cerca de 330°C e em algumas modalidades de cerca de 190°C a cerca de 320°C.

[0011] Referindo-se novamente à Fig. 2, a extrusora 12 é aquecida a uma temperatura suficiente para extrudir o 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. Conforme discutido acima, a passagem da composição através da extrusora 12 e da fieira 18 resulta na formação de uma rede porosa. Alternativamente, a fieira pode ser de natureza circular com um único ou vários anéis concêntricos de aberturas. Independentemente disso, para ajudar a facilitar a formação de uma rede porosa, a fieira tipicamente tem uma razão de comprimento sobre diâmetro (L/D) de cerca de 6:1 ou inferior, em algumas modalidades cerca de 4:1 ou menos e em algumas modalidades de cerca de 0,5:1 a cerca de 2,5:1

[0012] O processo 10 pode também empregar um soprador de têmpera 20 posicionado adjacente à cortina de fibras que se estende desde a fieira 18. O ar do ventilador de ar de têmpera 20 extingue as fibras que se estendem desde a fieira 18 e estabiliza a rede porosa previamente formada durante a extração da fusão. O ar de resfriamento pode ser direcionado de um lado da cortina de fibra, como mostrado na Fig. 2, ou de ambos os lados da cortina de fibra. Alternativamente, o ar de têmpera pode ser distribuído uniformemente em uma cortina circular ao redor da borda externa das fibras (em resfriamento de fluxo) ou a partir do centro do feixe de fibras (fora de resfriamento de fluxo). 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 n° 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. Alternativamente, as fibras podem ser mecanicamente extraídas para criar orientação usando um único rolo godet ou séries de rolos godet a uma velocidade de captação maior do que a velocidade de extrusão linear do polímero fundido que sai da fieira.

[0013] Ao empregar uma unidade deex tração de fibra, a taxa de tação pode ser selecionada para ajudar a alcançar o comprimento de fibra desejado. 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) através do qual a fibra é extrudada. Em certas modalidades, a taxa de tração pode ser de cerca de 2:1 a cerca de 5000:1, em algumas modalidades de cerca de 5:1 a cerca de 4000:1 e em algumas modalidades de cerca de 10:1 a cerca de 3000:1 e em algumas modalidades de cerca de 15:1 a cerca de 2000:1.

[0014] 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.

[0015] Através das técnicas acima referidas, pode ser formada uma rede porosa estável de modo que o volume percentual médio ocupado pelos nanoporos dentro de um dado volume unitário da fibra possa ser de cerca de 3% a cerca de 15% por cm3, em algumas modalidades, de cerca de 4% a cerca de 12% e, em algumas modalidades, de cerca de 5% a cerca de 10% por centímetro cúbico do material. Com esse volume de poro, a composição pode ter uma densidade relativamente baixa. As composições de poliolefinas podem, por exemplo, ter uma densidade de cerca de 0,92 gramas por centímetro cúbico (“g/cm3”) ou menos, em algumas modalidades, cerca de 0,90 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades, cerca de 0,88 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,10 g/cm3 a cerca de 0,85 g/cm3e, em algumas modalidades, de cerca de 0,20 g/cm3 a cerca de 0,80 g/cm3. Da mesma forma, as composições de poliéster podem ter uma densidade de cerca de 1,5 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades de cerca de 0,4 a cerca de 1,4 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 1,2 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 no intervalo de cerca de 100 a cerca de 5.000 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 50 a cerca de 2.000 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 1.000 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, constituem cerca de 15% em volume ou mais, em algumas modalidades, cerca de 20% em volume ou mais, em algumas modalidades, de cerca de 30% em volume a 100% em volume, e em algumas modalidades, de cerca de 40% em volume a cerca de 90% em volume do volume total de poros nas fibras. 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.

[0016] 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 de impor limitações teóricas, acredita-se que a presença dessa rede de espaços vazios distribuídos de forma homogênea possa resultar em boas propriedades mecânicas (por exemplo, dissipação de energia sob carga e força de 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.

[0017] Serão descritas agora diversas modalidades da presente invenção com mais detalhes.

Composição Termoplástica Polímero da matriz

[0018] Como indicado acima, a composição termoplástica contém uma fase contínua dentro da qual um aditivo de nanoinclusão é disperso. A fase contínua contém um ou mais polímeros matriciais, os quais constituem, tipicamente, 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. A natureza do(s) polímero(s) da matriz usado(s) para formar a fase contínua não é essencial e qualquer polímero adequado pode ser usado, tal como poliésteres, poliolefinas, polímeros de estireno, poliamidas, etc.

[0019] Em certas modalidades, por exemplo, uma poliolefina pode ser utilizada como um polímero de matriz. As poliolefinas tipicamente têm uma temperatura de fusão de cerca de 100°C a cerca de 220°C, em algumas modalidades de cerca de 120°C a cerca de 200°C, e em algumas modalidades, de cerca de 140°C a cerca de 180°C, tal como determinado utilizando calorimetria de varrimento diferencial (“DSC”) de acordo com ASTM D3417. As poliolefinas adequadas podem, por exemplo, incluir polímeros de etileno (por exemplo, polietileno de baixa densidade (“LDPE”), polietileno de alta densidade (“HDPE”), polietileno linear de baixa densidade (“LLDPE”), etc.), homopolímeros de propileno (por exemplo, sindiotáticos, atáticos, isotáticos, etc.), copolímeros de propileno e assim por diante. Em uma determinada modalidades, o polímero é um polímero de propileno, como o homopolipropileno, ou um copolímero de propileno. O polímero de propileno pode, por exemplo, ser formado a partir de um homopolímero de polipropileno substancialmente isotático ou um copolímero contendo quantidade igual ou inferior a cerca de 10% de outros monômeros, ou seja, ao menos cerca de 90% por peso de propileno. Tais homopolímeros podem ter um ponto de fusão de cerca de 140°C a cerca de 170°C. Naturalmente, outras poliolefinas podem também ser empregues na composição da presente invenção. Em uma modalidade, por exemplo, a poliolefina pode ser um copolímero de etileno ou propileno com outra α-olefina, como por exemplo, C3-C20 α-olefina ou C3-C12 α-olefina. Exemplos específicos de α-olefinas adequadas incluem 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1- penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1- dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. O teor de etileno ou propileno de tais copolímeros pode variar de cerca de 60% em mol a cerca de 99% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 80% em mol a cerca de 98,5% em mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 87% em mol a cerca de 97,5% em mol. O teor de α-olefina pode variar de cerca de 1% em mol a cerca de 40% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 1,5% em mol a cerca de 15% em mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 2,5% em mol a cerca de 13% em mol.

[0020] Em outras modalidades, pode ser utilizado um poliéster como um polímero de matriz. Qualquer um de uma variedade de poliésteres pode ser empregado, de forma geral, 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.

[0021] 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 a 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 160°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 normalmente tem um peso molecular médio numérico (“Mn) variando de cerca de 40.000 a cerca de 180.000 gramas por mol, em algumas modalidades de cerca de 50.000 a cerca de 160.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 80.000 a cerca de 120.000 gramas por mol. 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.

[0022] Alguns tipos de poliésteres puros (por exemplo, ácido polilático) podem absorver água do ambiente, de modo que tenha um teor de umidade de cerca de 500 a 600 partes por milhão (“ppm”), ou ainda maior, com base no peso seco 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 aditivo de nanoinclusão. 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. Aditivo de Nanoinclusão

[0023] Conforme indicado acima, um aditivo de nanoinclusão é também utilizado na composição termoplástica que contém pelo menos um polímero. Sem pretender ser limitado pela teoria, o polímero pode ser selecionado de modo a que seja pelo menos parcialmente incompatível com o polímero de matriz no sentido em que pode ser substancialmente distribuído uniformemente dentro da matriz, mas na forma de domínios discretos. Antes da extração, os domínios discretos podem ter um tamanho em nanoescala, tal como ter uma dimensão transversal média de cerca de 1 a cerca de 2.500 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 5 a cerca de 2.000 nanômetros, em algumas modalidades de cerca de 10 a cerca de 1.500 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 1.000 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 aditivo de nanoinclusão é tipicamente utilizado numa 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 5% em peso, com base no peso do polímero de matriz de fase contínua. A concentração do aditivo de nanoinclusão em toda a composição termoplástica pode ser 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, de cerca de 0,3% em peso a cerca de 6% em peso da composição termoplástica.

[0024] O aditivo de nanoinclusão é parcialmente incompatível com o polímero de matriz no sentido em que pode ser substancialmente distribuído uniformemente dentro da matriz, mas na forma de domínios discretos. Tal incompatibilidade parcial pode ser realizada de várias maneiras. Em certas modalidades, por exemplo, o aditivo de nanoinclusão pode ser um polímero com um componente não polar (por exemplo, polímero de siloxano, polímero olefínico, etc.). Esses polímeros têm tipicamente um peso molecular médio de cerca de 100.000 gramas por mol ou mais, em algumas modalidades cerca de 200.000 gramas por mol ou mais e em algumas modalidades de cerca de 500.000 gramas por mol a cerca de 2.000.000 gramas por mol.

[0025] Em uma modalidade, por exemplo, o aditivo de nanoinclusão pode conter um polímero de siloxano. O polímero de siloxano pode ter uma viscosidade cinemática de cerca de 1 x 105 centistokes ou mais, em algumas modalidades, cerca de 5 x 105 centistokes ou mais, em algumas modalidades, cerca de 1 x 106 centistokes ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 5 x 106 centistokes a cerca de 20 x 106 centistokes. Qualquer de uma variedade de aditivos de nanoinclusão pode geralmente ser empregue na composição termoplástica. Em certas modalidades, por exemplo, o polímero de siloxano pode ser uma resina "MQ", que é um polímero macromolecular contendo R3SiO1/2 e SiO4/2 unidades (as unidades M e Q, respectivamente), em que R é um grupo orgânico funcional ou não funcional. Grupos organofuncionais adequados ("R") podem incluir, por exemplo, alquil (por exemplo, metil, etil, propil, butil, etc.), aril (por exemplo fenil), cicloalquil (por exemplo, ciclopentil), arilenil, alcenil, cicloalcenil (por exemplo, ciclohexenil), alcoxi (por exemplo metoxi), etc., bem como combinações dos mesmos. Tais resinas são geralmente preparadas por ligação química (copolimerização) de moléculas de resina MQ com um peso molecular médio de baixo peso (tal como menos de 100.000 gramas por mol) com ligantes de polissiloxano. Em uma modalidade particular, por exemplo, a resina pode ser formada por copolimerização de uma resina sólida MQ de baixo peso molecular (A) com um ligante de polidiorganossiloxano substancialmente linear (B), tal como descrito na Patente dos EUA n° 6.072.012, para Juen, et al. A resina (A) pode, por exemplo, ter unidades siloxi M e Q com a seguinte fórmula geral: em que, R1 é um grupo hidroxil; R2 é um grupo hidrocarboneto monovalente tendo pelo menos uma ligação carbono-carbono insaturada (isto é vinil) que é capaz de reação de adição com um átomo de hidrogênio ligado a silício; cada R3 é independentemente selecionado do grupo que consiste em grupos alquil, aril e arilalquil; a é um número de 0 a 1 e, em algumas modalidades, de 0 a 0,2; b é um número de 0 a 3 e, em algumas modalidades, de 0 a 1,5; e c é um número maior que ou igual a 0.

[0026] O ligante de polidiorganossiloxano substancialmente linear (B) pode, do mesmo modo, ter a seguinte fórmula geral: em que, cada R4 é um grupo monovalente independentemente selecionado do grupo constituído por grupos alquil, aril e arilalquil; cada R5 é um grupo monovalente independentemente selecionado do grupo constituído por grupos hidrogênio, hidroxil, alcoxi, oximo, alquiloximo e ariloximo, em que pelo menos dois grupos R5 estão tipicamente presentes em cada molécula e ligados a diferentes átomos de silício; p é 0, 1, 2 ou 3; x varia de 0 a 200 e, em algumas modalidades, de 0 a 100; e y varia de 0 a 200 e, em algumas modalidades, de 0 a 100.

[0027] Além do polímero de siloxano, uma ou mais resinas carreadoras também podem ser empregadas no aditivo de nanoinclusão. Quando empregada, a resina carreadora constitui tipicamente de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso, em algumas modalidades de cerca de 30% em peso a cerca de 70% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso do aditivo de nanoinclusão. Da mesma forma, os polímeros de siloxano também constituem tipicamente entre cerca de 20% em peso e 80% em peso, em algumas modalidades entre 30% e 70% em peso, e em algumas modalidades, entre 40% e 60% em peso do aditivo de nanoinclusão.

[0028] Pode ser utilizada qualquer uma dentre uma variedade de resinas carreadoras, tais como poliolefinas (polímero de etileno, polímeros de propileno, etc.), poliésteres (por exemplo, tereftalato de polietileno, elastômeros de poliéster, etc.), poliamidas, etc. Em uma modalidade, por exemplo, a resina carreadora é um polímero de etileno, tal como um copolímero de etileno e uma α-olefina, tal como descrito acima. A densidade do polímero de etileno pode variar dependendo do tipo de polímero utilizado, mas geralmente varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,96 gramas por centímetro cúbico (g/cm3). "Plastômeros" de polietileno, por exemplo, podem ter uma densidade que varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,91 g/cm3. Da mesma forma, “polietileno de baixa densidade linear” (LLDPE) pode ter uma densidade na faixa de cerca de 0,91 a cerca de 0,940 g/cm3; “polietileno de baixa densidade” (LDPE) pode ter uma densidade na faixa de cerca de 0,910 a cerca de 0,940 g/cm3; e “polietileno de alta densidade” (HDPE) pode ter densidade na faixa de cerca de 0,940 a cerca de 0,960 g/cm3, tal como determinado de acordo com a norma ASTM D792-13. Evidentemente, noutras modalidades, a resina carreadora pode conter um polímero de propileno, tal como um homopolímero de propileno, copolímero de propileno/α-olefina, etc., bem como combinações dos mesmos. Em uma determinada modalidades, o polímero é um polímero de propileno, como o homopolipropileno, ou um copolímero de propileno. O polímero de propileno pode, por exemplo, ser formado por um homopolímero de polipropileno substancialmente isotático ou por um copolímero contendo quantidade igual ou menor que cerca de 10% do outro monômero, isto é, pelo menos cerca de 90% em peso do propileno. Tais homopolímeros podem ter um ponto de fusão de cerca de 160°C a cerca de 170°C. Exemplos comercialmente disponíveis de lotes principais de aditivos de nanoinclusão adequados que podem ser empregues incluem, por exemplo, aqueles disponíveis por Dow Corning sob as designações comerciais MB50-001 (resina carreadora de homopolímero de propileno), MB50-313 (resina carreadora de LDPE), MB50-010 (resina carreadora de elastômero de poliéster) e MB50-314 (resina carreadora de HDPE).

[0029] Ainda noutras modalidades, um elastômero de copoliéteréster termoplástico pode também ser empregue como um aditivo de nanoinclusão. Sem pretender ser limitado pela teoria, acredita-se que o elastômero de copoliéteréster é pelo menos parcialmente incompatível com o polímero de matriz no sentido em que pode ser substancialmente distribuído uniformemente na forma de domínios discretos. 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" unidas através de ligações éster recorrentes. As unidades de cadeia longa podem ser representadas pela fórmula: -OGO-C(O)-R-C(O)- e as unidades 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.).

[0030] 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 destes álcoois incluem, por exemplo, glicóis poliméricos com grupos hidroxil terminais e particularmente os 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) glicol derivado 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 baixo peso molecular dióis.

[0031] O termo "ácido dicarboxílico" como aqui utilizado pretende incluir os equivalentes de polimerização por 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, pode também ser empregue uma mistura de ácidos dicarboxílicos, tais como ácido tereftálico e ácido isoftálico. Assim, a letra “R” na fórmula acima também pode representar o resíduo de um ou vários ácidos dicarboxílicos.

[0032] Ainda noutras modalidades, o aditivo de nanoinclusão pode ser uma poliolefina com funcionalidade epóxido. Um exemplo de tal aditivo de nanoinclusão é um poliepóxido que contém, em média, pelo menos dois anéis oxirano por molécula. Sem a intenção de ser limitado pela teoria, acredita-se que estas moléculas de poliepóxido podem sofrer uma reação (por exemplo, extensão de cadeia, ramificação de cadeia lateral, enxerto, formação de copolímero, etc.) com certos componentes da composição para melhorar a força de fusão sem reduzir significativamente a temperatura de transição vítrea. A este respeito, os poliepóxidos com uma funcionalidade epoxi relativamente baixa podem ser particularmente eficazes, o que pode ser quantificado pelo seu “peso equivalente de epoxi”. O peso equivalente em epóxi reflete a quantidade de resina que contém uma molécula de um grupo epóxi, e pode ser calculado dividindo o peso molecular médio em número do modificador pelo número de grupos epóxi na molécula. O poliepóxido da presente invenção normalmente tem um peso molecular médio em número de cerca de 7.500 a cerca 250.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 15.000 a cerca de 150.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 20.000 a cerca de 100.000 gramas por mol, com um índice de polidispersividade que varia de 2,5 a 7. O poliepóxido pode conter menos de 50, em algumas modalidades, de 5 a 45 e, em algumas modalidades, de 15 a 40 grupos epóxi. Por sua vez, o peso equivalente em epóxi pode ser menor que cerca de 15.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 200 a cerca de 10.000 gramas por mol e, em algumas modalidades, de cerca de 500 a cerca de 7.000 gramas por mol.

[0033] O poliepóxido pode ser linear ou ramificado, homopolímero ou copolímero (por exemplo, aleatório, enxerto, bloco, etc.) contendo grupos epóxi terminal, unidades oxirano esqueléticas e/ou grupos epóxi pendentes. Os monômeros empregados para formar esses poliepóxidos podem variar. Em uma modalidade específica, por exemplo, o poliepóxido contém pelo menos um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional. Conforme usado neste documento, o termo “(met)acrílico” inclui monômeros acrílicos e metacrílicos, bem como seus sais ou ésteres, tais como monômeros de acrilato e metacrilato. Por exemplo, os monômeros (met)acrílicos epóxi-funcionais adequados podem incluir, mas não estão limitados a, aqueles contendo grupos 1,2-epóxi, tais como acrilato de glicidil e metacrilato de glicidil. Outros monômeros epóxi-funcionais adequados incluem o alil glicidil éter, etacrilato de glicidil e itoconato de glicidil.

[0034] O poliepóxido normalmente tem um peso molecular relativamente alto, como indicado acima, para que possa não apenas resultar na extensão de cadeia, mas também a atingir a morfologia desejada da mistura. A taxa de fluxo à fusão resultante do polímero está, assim, normalmente dentro de uma faixa de cerca de 10 a cerca de 200 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 40 a cerca de 150 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 60 a cerca de 120 gramas por 10 minutos, determinada numa carga de 2160 gramas e a uma temperatura de 190°C.

[0035] Tipicamente, o poliepóxido inclui também pelo menos um monômero de α-olefina linear ou ramificado, como aqueles que têm de 2 a 20 átomos de carbono e, de preferência, de 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos específicos incluem etileno, propileno, 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3- dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno e propileno. Outro monômero adequado pode incluir um monômero (meta)acrílico que não seja epóxi-funcional. Exemplos desses monômeros (met)acrílicos podem incluir acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de n-propil, acrilato de i-propil, acrilato de n-butil, acrilato de s-butil, acrilato de i-butil, acrilato de t-butil, acrilato de n-amil, acrilato de i-amil, acrilato de isobornil, acrilato de n-hexil, acrilato de 2- etilbutil, acrilato de 2-etilhexil, acrilato de n-octil, acrilato de n-decil, acrilato de metilciclohexil, acrilato de ciclopentil, acrilato de ciclohexil, metacrilato de metil, metacrilato de etil, metacrilato de 2-hidroxietil, metacrilato de n- propil, metacrilato de n-butil, metacrilato de i-propil, metacrilato de i-butil, metacrilato de n-amil, metacrilato de n-hexil, metacrilato de i-amil, metacrilato de s-butil, metacrilato de t-butil, metacrilato de 2-etilbutil, metacrilato de metilciclohexil, metacrilato de cinamil, metacrilato de crotil, metacrilato de ciclohexil, metacrilato de ciclopentil, metacrilato de 2-etoxietil, metacrilato de isobornil, etc., bom como combinações dos mesmos.

[0036] Em uma modalidade particularmente desejável da presente invenção, o poliepóxido é um terpolímero formado por um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional, um componente monomérico de α-olefina, e um componente monomérico (met)acrílico não epóxi-funcional. Por exemplo, o poliepóxido pode ser metacrilato de poli(etileno-co- metilacrilato-co-glicidil), que tem a seguinte estrutura:em que x, y e z são 1 ou maiores.

[0037] O monômero epóxi-funcional pode ser transformado em um polímero usando uma variedade de técnicas conhecidas. Por exemplo, um monômero contendo grupos funcionais polares pode ser enxertado na estrutura principal de um polímero para formar um copolímero de enxerto. Tais técnicas de enxerto são bem conhecidas na técnica e descritas, por exemplo, na Patente dos EUA n° 5.179.164. Em outras modalidades, um monômero contendo grupos epóxi-funcionais pode ser copolimerizado com um monômero para formar um bloco ou copolímero aleatório usando técnicas conhecidas de polimerização de radical livre, tais como reações de alta pressão, sistemas de reação com catalisador Ziegler-Natta, sistemas de reação com catalisador de sítio único (por exemplo, metaloceno), etc.

[0038] A parte relativa do(s) componente(s) monomérico(s) pode ser selecionada para atingir um equilíbrio entre a reatividade de epóxi e a taxa de fluxo à fusão. Mais especificamente, elevados teores de monômeros de epóxi podem resultar em reatividade boa, mas um teor demasiado alto pode reduzir a taxa de fluxo-fusão a um grau tal que o poliepóxido impacta de maneira adversa a força de fusão da mistura de polímero. Assim, na maioria das modalidades, o(s) monômero(s) (met)acrílico(s) epóxi-funcionais constitui(em) cerca de 1% em peso a cerca de 25% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 4% em peso a cerca de 15% em peso do copolímero. O(s) monômero(s) de α-olefina também pode(m) constituir de cerca de 55% em peso a cerca de 95% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 60% em peso a cerca de 90% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 65% em peso a cerca de 85% em peso do copolímero. Quando empregados, outros componentes monoméricos (por exemplo, monômeros (met)acrílicos não epóxi-funcionais) podem constituir de cerca de 5% em peso a cerca de 35% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 8% em peso a cerca de 30% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 25% em peso do copolímero. Um exemplo específico de um poliepóxido adequado que pode ser usado na presente invenção está comercialmente disponível pela Arkema sob o nome de LOTADER® AX8950 ou AX8900. O LOTADER® AX8950, por exemplo, tem uma taxa de fluxo à fusão de 70 a 100 g/10 min e tem um teor de monômero de metacrilato de glicidil de 7% em peso a 11% em peso, um teor de monômero de acrilato de metil de 13% em peso a 17% em peso, e um teor de monômero de etileno de 72% em peso a 80% em peso. Outro poliepóxido adequado está comercialmente disponível pela DuPont sob o nome de ELVALOY® PTW, que é um terpolímero de etileno, acrilato de butil, e metacrilato de glicidil e tem uma taxa de fluxo à fusão de 12 g/10 min.

[0039] Além de controlar o tipo e o teor relativo dos monômeros usados para formar o poliepóxido, a porcentagem em peso geral também pode ser controlada para atingir os benefícios desejados. Por exemplo, se o nível de modificação for muito baixo, o aumento desejado na resistência à fusão e nas propriedades mecânicas pode não ser obtido. Os presentes inventores também descobriram, no entanto, que se o nível de modificação for muito alto, o processamento poderá ficar restrita devido às fortes interações moleculares (por exemplo, reticulação) e formação de rede física pelos grupos epóxi- funcionais. Portanto, o poliepóxido é empregado tipicamente em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,1% em peso a cerca de 8% em peso, em algumas modalidades de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso, e em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso das poliolefinas empregadas na composição. O poliepóxido também pode constituir cerca de 0,05% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 8% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso total da composição.

C. Aditivo de Microinclusão

[0040] Embora não requerida, 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 do polímero de matriz utilizado 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.

[0041] O termo "aditivo de microinclusão" geralmente refere-se a um material capaz de ser disperso na matriz polimérica na forma de domínios discretos com um tamanho em 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 micro-escala e nano-escala são capazes de interagir de uma maneira única quando fundidos. Ou seja, acredita-se que a extração de fusão pode iniciar zonas de cisalhamento localizadas intensivas e/ou zonas de intensidade de tensão (por exemplo, tensões normais) perto dos domínios de fase discreta em micro-escala como resultado das concentrações de tensão que surgem da incompatibilidade dos materiais. Estas zonas de intensidade de cisalhamento e/ou de tensão causam um descolamento inicial no polímero de matriz adjacente aos domínios em microescala. Notavelmente, no entanto, as zonas de intensidade de tensão e/ou cisalhamento localizadas, criadas proximamente aos domínios nanoescalares de fase discreta, podem se sobrepôr às zonas microescalares de modo a causar ainda mais descolagens na matriz polimérica, criando, portanto, um número substancial de nanoporos adjacentes aos domínios nanoescalar e/ou domínios microescalares.

[0042] 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. Normalmente, o polímero de aditivo de microinclusão pode ser, no mais dos casos, incompatível com o polímero matricial. Dessa forma, o aditivo pode ser melhor espalhado como domínios de fase discreta dentro de uma fase contínua do polímero de matriz. Os domínios discretos são capazes de absorver energia que surge de uma força externa, o que aumenta a tenacidade e força geral das fibras resultantes. 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.

[0043] Como observado acima, o aditivo de microinclusão também pode ter um certo índice de fluidez (ou viscosidade) para assegurar que os domínios discretos e os poros resultantes possam ser adequadamente mantidos. Por exemplo, a razão entre o índice de fluidez do aditivo de microinclusão e o índice de fluidez do polímero de matriz 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 para cerca de 5. O aditivo de microinclusão pode, por exemplo, ter um índice de fluidez 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).

[0044] 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 polivinila (por exemplo, poli(etileno vinil acetato), acetato de cloreto de polivinila, etc.); alcoóis 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 polivinila; 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.

[0045] Em certas modalidades, o aditivo de microinclusão também pode servir como resina carreadora para o aditivo de nanoinclusão, como discutido acima. Em tais modalidades, pode ser particularmente adequado empregar uma poliolefina para o aditivo de microinclusão.

D. Outros Componentes

[0046] 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 e/ou enchimentos podem encontrar-se presentes em quantidade não maior 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. 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. Fibras

[0047] Conforme utilizado no presente documento, o termo “fibras” refere-se a extrusados alongados, formados pela passagem de um polímero por meio de um orifício de moldagem, como uma matriz. 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.

[0048] As fibras podem geralmente ter qualquer configuração desejada, incluindo componentes monocomponentes e multicomponentes (por exemplo, configuração de núcleo-camada, configuração lado-a-lado, configuração circular 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 bainha/núcleo, ao passo que um polímero adiiconal 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 polivinila; cloreto de acetato de polivinila; polivinil butiral; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, e assim por diante; poliamidas, por exemplo, náilon; cloreto de polivinila; cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico; e poliuretanos.

[0049] Devido à presença da rede porosa, as fibras resultantes não são geralmente frágeis e, portanto, podem deformar com a aplicação da deformação, em vez de fratura. A este respeito, as fibras são capazes de exibir boas propriedades de alongamento de pico, isto é, a percentagem de alongamento na sua carga de pico. Por exemplo, as fibras podem exibir um pico de alongamento de cerca de 50% ou mais, em algumas modalidades cerca de 100% ou mais e em algumas modalidades de cerca de 80% 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 diâmetros de fibras, 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 possuam a capacidade de se estenderem sob tensão, as fibras também podem ser relativamente fortes. Por exemplo, as fibras podem exibir um pico de tensão de tração de cerca de 20 a cerca de 600 Megapascals ("MPa"), em algumas modalidades de cerca de 25 a cerca de 450 MPa e em algumas modalidades de cerca de 30 a cerca de 350 MPa, conforme determinado de acordo com ASTM D638-14 a 23°C. As fibras também 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.

[0050] Embora não exigido, o material de poliolefina pode ser convertido em uma forma diferente antes de ser empregado em um artigo ou produto final. Por exemplo, as fibras podem ser subsequentemente formadas numa estrutura de manta não tecida depositando aleatoriamente as fibras numa superfície de formação (opcionalmente com o auxílio de vácuo) e depois ligando a manta resultante utilizando 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.

[0051] 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.

[0052] 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 extrusado 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 colheitaderia 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

[0053] Devido às suas propriedades únicas e benéficas, as fibras da presente invenção são bem adequadas para uso em uma variedade de diferentes tipos de artigos, tais como um artigo absorvente, filme de embalagem, filme de barreira, produto médico (por exemplo, bata, campo cirúrgico, máscara, cobertura de cabeça, touca cirúrgica, cobertura de sapato, envoltório de esterilização, manta de aquecimento, almofada térmica, etc.) e assim por diante. Por exemplo, as fibras podem ser incorporadas em um “artigo 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 modalidade, por exemplo, as fibras podem ter a forma de uma manta não tecida e ser utilizadas para formar uma cobertura exterior 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.

[0054] 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, as fibras da presente invenção podem ser utilizadas em qualquer camada ou componente do artigo absorvente, tal como folha superior, folha traseira e/ou elemento absorvente. Quando empregadas em certas camadas ou componentes (por exemplo, folha traseira), pode ser desejável laminar as fibras (por exemplo, na forma de uma manta não tecida) para outra camada (por exemplo, uma película).

[0055] 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.

[0056] Conforme indicado acima, a folha traseira 217 pode conter as fibras 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 as fibras (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. Conforme indicado acima, a camada superior 205 pode incluir as fibras (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 meltdblown 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.

[0057] 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 as fibras 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.

[0058] Caso seja desejável, o elemento absorvente pode conter também uma camada de retardo de transferência posicionada verticalmente abaixo da camada de distribuição. A camada de retardo 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 retardo de transferência pode conter as fibras (por exemplo, manta não tecida) da 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 retardo 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 retardo de transferência pode também ser tratada com uma quantidade selecionada de surfactante para aumentar sua capacidade inicial de absorção de água.

[0059] A camada de retardo 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 retardo de transferência é quase igual ao comprimento do artigo absorvente. A camada de retardo de transferência pode também ser igual em largura à camada de distribuição, mas geralmente é mais larga. Por exemplo, a largura da camada de retardo 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 elementos absorventes. Por exemplo, a gramatura da camada de retardo 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 retardo de transferência pode conter as fibras (por exemplo, manta não tecida) da presente invenção.

[0060] 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 dos EUA n° 6.663.611 para Blaney, et al. Se desejado, a camada de cobertura e/ou a camada de ventilação podem conter as fibras da presente invenção.

[0061] 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 abas podem ser integralmente formadas com a folha posterior 217 ou a partir do material utilizado para proporcionar a superfície superior, que pode incluir as fibras da presente invenção, se assim for desejado. Em configurações alternativas, as abas podem ser fornecidas por elementos ligados e montados na folha traseira 217, na superfície superior, entre a folha traseira 217 e superfície superior, ou em várias outras configurações. Como referido acima, as abas podem conter as fibras da presente invenção, se assim for desejado.

[0062] 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 as fibras da presente invenção.

[0063] O artigo absorvente 201 pode incluir vários materiais elásticos ou esticáveis, como um par elementos elásticos para pernas 206 posicionados nas bordas laterais 232 para aumentar a prevenção de vazamento de exsudatos corporais e apoiar a camada de núcleo absorvente 203. Além disso, um par de elementos elásticos para cintura 208 podem ser posicionados longitudinalmente em oposição às bordas da cintura 215 do artigo absorvente 201. Os elementos elásticos para pernas 206 e os elementos elásticos para a cintura 208 são geralmente adaptados para um ajuste estreito sobre as pernas e a cintura do usuário quando em uso para manter um relacionamento em contato e positivo com o usuário e para efetivamente reduzir ou eliminar o vazamento de exsudatos corporais do artigo absorvente 201. O artigo absorvente 201 pode incluir também uma ou mais fechos 230. Por exemplo, dois fechos flexíveis 130 são ilustrados na Fig. 1 nas bordas laterais opostas da região da cintura para criar uma abertura para a cintura e um par de aberturas para as pernas do usuário. A forma dos fechos 230 geralmente pode variar, mas pode incluir, por exemplo, formas geralmente retangulares, formas quadradas, formas circulares, formas triangulares, formas ovais, formas lineares e assim por diante. Os fechos podem incluir, por exemplo, um material tipo gancho. Em uma determinada modalidade, cada fecho 230 inclui uma peça de material tipo gancho separada, afixada na superfície interior de um suporte flexível. Os elementos elásticos (por exemplo, perna, cintura, etc.) e/ou fechos podem conter as fibras da presente invenção, se desejado.

[0064] 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 elementos elásticos para pernas 206, elementos elásticos para cintura 208 e elementos de fixação 230, também podem ser montados no artigo absorvente 201 usando qualquer mecanismo de fixação.

[0065] 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.

[0066] As fibras podem também ser empregues numa ampla variedade de outros tipos de artigos. Exemplos não limitativos incluem, por exemplo, materiais de isolamento para unidades de refrigeração (por exemplo, refrigeradores, freezers, máquinas de venda automática, etc.); componentes automotivos (por exemplo, bancos dianteiros e traseiros, encostos de cabeça, apoios de braços, painéis de porta, prateleiras traseiras/bandejas de embalagem, volantes e acabamentos internos, painéis de instrumentos, etc.); painéis e seções de edifícios (por exemplo, telhados, cavidades nas paredes, pisos inferiores, etc.); vestuário (por exemplo, casacos, camisas, calças, luvas, aventais, macacões, sapatos, botas, peças para a cabeça, forros de meias, etc.); móveis e roupas de cama (por exemplo, sacos de dormir, edredons, etc.); sistemas de armazenamento/transferência de fluidos (por exemplo, tubos ou tanques para hidrocarbonetos líquidos/gasosos, nitrogênio líquido, oxigênio, hidrogênio ou petróleo bruto); ambientes extremos (por exemplo, subaquático ou espacial); produtos alimentares e bebidas (por exemplo, copos, porta- copos, pratos, etc.); recipientes e garrafas; tecidos industriais; tecidos de isolamento; e assim por diante. As fibras podem também ser usadas numa "peça de vestuário", o que geralmente se destina a incluir qualquer artigo que seja moldado para se encaixar sobre 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.

[0067] A presente invenção pode ser melhor compreendida com referência aos seguintes exemplos.

Métodos de Teste Índice de Fluidez:

[0068] O índice de fluidez ("MFR") é o peso de um polímero (em gramas) forçado através de um orifício de reômetro de extrusão (diâmetro de 0,0825 polegada), quando submetido a uma carga de 2160 gramas em 10 minutos, tipicamente a 190°C, 210°C, ou 230°C ou 260°C. Salvo especificação contrária, o índice de fluidez é medido de acordo com o método de teste ASTM D1238-13 com um Plastômero de Extrusão Tinius Olsen.

Propriedades Térmicas:

[0069] 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’).

[0070] 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 péletes de resina podem ser colocados diretamente no prato de pesagem.

[0071] 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 em pelotas, 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, 200°C ou 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 à 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 até 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.

[0072] 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 Fibra:

[0073] Propriedades elásticas da fibra podem ser determinadas em conformidade com a norma ASTM D638-14 a 23°C. Por exemplo, espécimens individuais de fibra podem ser inicialmente encurtadas (por exemplo, cortadas com tesoura) até 38 mm em comprimento, e posicionadas separadamente sobre um pedaço de veludo negro. 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.

[0074] 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:

[0075] 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 Volume de Poro Percentual:

[0076] 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.

[0077] 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 desionizada 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

[0078] Uma mistura de 93% em peso de tereftalato de polietileno semicristalino (Eastlon PET CFF-A17, de Far Eastern New Century Corporation) e 7% em peso de copolímero de poliéster-poliéter (Hytrel RS 40FS NC010, DuPont). Tanto o poliéster como o copolímero de poliéster- poliéter foram misturados a seco e depois alimentados a uma extrusora de duplo fuso). 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 por meio de uma alimentadora gravimétrica a uma vazão 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 péletes por um peletizador Conair. A velocidade da rosca da extrusora era de 200 rotações por minuto (“rpm”). Os peletes foram secos através de uma secagem dessecante a 140°C durante 12 horas.

EXEMPLO 2

[0079] A mistura de resina do EXEMPLO 1 foi centrifugada num feixe de fibra monocomponente contendo 144 filamentos de grupo em dois feixes de 72 fibras através de uma fieira com um diâmetro de 0,3 mm. A temperatura de extrusão foi de 300°C e o rendimento de 0,96 ghm. O feixe foi extraído a uma velocidade de 2500 mpm, resultando em um denier de feixe de fibra total de 261 g por 9000 metros.

EXEMPLO 3

[0080] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 2, exceto que a velocidade de captação era de 3000 metros por minuto, resultando num denier de 212 g por 9000 metros.

EXEMPLO 4

[0081] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 2, exceto que a velocidade de captação era de 4000 metros por minuto, resultando num denier de 126 g por 9000 metros.

EXEMPLO 5

[0082] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 2, exceto que a velocidade de captação era de 5000 metros por minuto, resultando num denier de 133 g por 9000 metros.

EXEMPLO 6

[0083] As fibras monocomponentes foram formadas a partir de um tereftalato de polietileno semicristalino a 100% em peso (Eastlon PET CFF- A17, de Far Eastern New Century Corporation) num feixe contendo 144 filamentos em dois feixes de 72 fibras através de uma fieira com um diâmetro de 0,3 mm. A temperatura de extrusão foi de 300°C e o rendimento de 0,96 ghm. O feixe foi extraído a uma velocidade de 2500 mpm, resultando em um denier de feixe de fibra total de 267 g por 9000 metros.

EXEMPLO 7

[0084] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 6, exceto que a velocidade de captação era de 3500 metros por minuto, resultando num denier de 192 g por 9000 metros.

EXEMPLO 8

[0085] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 6, exceto que a velocidade de captação era de 4000 metros por minuto, resultando num denier de 172 g por 9000 metros.

EXEMPLO 9

[0086] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 6, exceto que a velocidade de captação era de 4500 metros por minuto, resultando num denier de 152 g por denier.

EXEMPLO 10

[0087] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 6, exceto que a velocidade de captação era de 5000 metros por minuto, resultando num denier de 139 g por 9000 metros.

[0088] EXEMPLO 11

[0089] Uma mistura de 93% em peso de tereftalato de polietileno semicristalino (Eastlon PET CFF-A17, de Far Eastern New Century Corporation) e 7% em peso de polietileno linear de baixa densidade (Aspun 6835A - LLDPE Dow Chemical) foi usada para compreender o núcleo de uma fibra bicomponente com uma bainha de tereftalato de polietileno semicristalino a 100% (Eastlon PET CFF-A17, de Far Eastern New Century Corporation) a uma razão de 70% núcleo e 30% de bainha. O feixe de fibras bicomponente contendo 144 filamentos agrupa-se em dois feixes de 72 fibras através de uma fieira com um diâmetro de 0,3 mm. A temperatura de extrusão foi de 290°C e o rendimento de 0,96 ghm. O feixe foi extraído a uma velocidade de 3000 mpm.

EXEMPLO 12

[0090] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 11, exceto que a velocidade de captação era de 4000 metros por minuto.

EXEMPLO 13

[0091] Um feixe de fibras foi formado como no EXEMPLO 11, exceto que a velocidade de captação era de 5000 metros por minuto.

[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.

Claims

1. Método para formação de uma fibra, o método caracterizado pelo fato de que compreende: extrudar um polímero de matriz e um aditivo de nanoinclusão para formar uma composição termoplástica na qual o aditivo de nanoinclusão é disperso dentro de uma fase contínua do polímero de matriz, em que o aditivo de nanoinclusão contém um elastômero copoliéteréster; e depois disso, passar a composição termoplástica extrudada através de uma fieira para formar uma fibra tendo uma rede porosa contendo uma pluralidade de nanoporos, em que a percentagem do volume ocupado pelos nanoporos dentro de um dado volume unitário da fibra é de 3% a 15% por cm3; em que o polímero de matriz inclui um poliéster.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fieira tem uma razão de comprimento sobre diâmetro de 6:1 ou inferior.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão do índice de fluidez do polímero de matriz sobre o índice de fluidez do aditivo de nanoinclusão é de 2:1 ou mais.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão tem um índice de fluidez de 0,1 a 50 gramas por 10 minutos, determinado a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos 40°C acima da temperatura de fusão do aditivo de nanoinclusão de acordo com ASTM D1238-13.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero de matriz tem um índice de fluidez de 0,5 a 80 gramas por 10 minutos, determinado a uma carga de 2160 gramas e a uma temperatura pelo menos 40°C acima da temperatura de fusão do aditivo de nanoinclusão de acordo com ASTM D1238-13.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extrusão ocorre a uma temperatura de 180°C a 340°C.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda resfriar a fibra após ela ser passada através da fieira.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra é um filamento contínuo.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra tem um diâmetro de 1 a 100 micrômetros.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão constitui de 0,01% em peso a 15% em peso da composição termoplástica.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão contém um polímero de siloxano.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo de nanoinclusão contém um poliepóxido.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os nanoporos têm uma dimensão de seção transversal média de 800 nanômetros ou menos.

14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os nanoporos possuem uma dimensão axial média de 100 a 5000 nanômetros.

15. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poliéster é tereftalato de polietileno.

16. Método 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. Método 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.

18. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a percentual médio de volume ocupado pelos nanoporos dentro de um dado volume unitário da fibra é de 4% a 12% por cm3 do material.

19. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a percentual médio de volume ocupado pelos nanoporos dentro de um dado volume unitário da fibra é de 5% a 10% por cm3 do material.

20. Artigo absorvente, caracterizado pelo fato de que inclui 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 as fibras formadas pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 19.