BRPI0512071B1 - manta de não-tecido com laços - Google Patents

Abstract

manta de não-tecido com laços a presente invenção refere-se a mantas de não-tecido que compreendem ao menos uma região que contém uma pluralidade de laços. ao menos uma porção dos ditos laços têm uma razão entre o comprimento de circunferência do laço e a base do laço maior que cerca de 4:1. os laços podem, também, ter um comprimento de base inferior a 0,5 cm e um comprimento de base inferior á largura máxima dos laços. a presente invenção refere-se também a artigos selecionados a partir do grupo que consiste em artigos de higiene descartáveis e lenços que compreendem uma manta de não-tecido sendo que ao menos uma região da manta de não-tecido contém laços em ao menos cerca de 10 % da área superficial da mesma. o método para a produção de uma manta de não-tecido caracterizado por uma pluralidade de laços é também incluído. o método compreende as etapas de fornecer uma manta de não-tecido, proporcionar meios para dar às fibras da manta de não-tecido o formato de laço e dar às fibras da manta de não-tecido o formato de laço.

Description

"MftNTA DE NÃO-TECIDO COM LAÇOS" CAMPO DA INVENÇÃO A invenção refere-se a mantas de nâo-tecido e a produtos fabricados de mantas de nâo-tecido. Mais especificamente, a invenção refere-se à obtenção de uma manta de.não-tecido texturizada que contém laços. A manta com laços pode ser usada em várias aplicações de produto.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Em muitas aplicações do produto é desejável que as mantas fibrosas tenham textura volumosa e/ou maciez. Por exemplo, os produtos têxteis tecidos conhecidos como tecidos atoalhados têm textura volumosa e maciez, e são freqüentemente usados para a fabricação de toalhas de banho, panos para enxugamento, babadores, peças de vestuário e estofamentos. 0 tecido atoalhado é tecido em teares especiais, como teares do tipo rapier. 0 tecido atoalhado é caracterizado por laçadas de fio em tufos, e os tufos podem ter quantidades e densidade de laçadas variadas. No entanto, o tecido atoalhado é relativamente caro, devido à necessidade de teares relativamente complexos e caros. 0 custo do tecido atoalhado o torna comercialmente impraticável para diversas aplicações, particularmente para artigos destinados a uso limitado, como artigos absorventes descartáveis.

Foram feitas tentativas no sentido de produzir um material não-tecido com a aparência de tecido atoalhado. Por exemplo, as patentes U.S. N° 4.465.726 e U.S. N° 4.379.799, ambas concedidas a Holmes et al., descrevem um material não-tecido semelhante a tecido atoalhado, dotado de aberturas e nervuras, produzido pelo entrelaçamento de fibras por fluidos, em uma esteira de formação especial. Mesmo que as aberturas possam ser evitadas no método apresentado por Holmes et al., é fato bem conhecido que o entrelaçamento por fluídos é um processo relativamente caro para a produção de mantas de não-tecido, particularmente para mantas destinadas ao uso em artigos descartáveis. Além disso, as mantas formadas por entrelaçamento por fluidos são, tipicamente, submetidas a forças do fluido em todas as suas regiões, de modo que a manta inteira é submetida à energia mecânica aplicada pelas forças do fluido. São conhecidos outros métodos que produzem textura volumosa e/ou maciez, Um desses métodos inclui as patentes U.S. 5.518.801 e 5.650.214 e a publicação U.S. 2002—0128617-A1 as quais descrevem métodos para proporcionar comportamento semelhante a elástico e textura macia semelhante a tecido. Outros métodos incluem a tecnologia PGI Apex descrita nas patentes U.S. 5.670.234 e 4.674.591, entre outros.

Apesar das tentativas feitas, existe ainda o desejo de produzir mantas de não-tecido com propriedades similares às de tecido atoalhado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a mantas de não-tecido que compreendem ao menos uma região que contém uma pluralidade de laços. Ao menos uma porção dos ditos laços tem a razão entre comprimento de circunferência de laço e comprimento da base do laço maior que cerca de 4:1. Os laços podem, também, ter um comprimento de base inferior a 0,5 cm e um comprimento de base inferior à largura máxima dos laços. A presente invenção refere-se também a artigos selecionados a partir do grupo que consiste em artigos de higiene descartáveis e lenços que compreendem mantas de não-tecído em que ao menos uma região da manta contenha laços em ao menos cerca de 10 % da área superficial da manta de não-tecído. É também incluído um método para a produção de manta de não-tecído que compreende uma pluralidade de laços. O método compreende as etapas de fornecer uma manta de não-tecido, proporcionar meios de mudar as fibras da manta de não-tecido para o formato de laço e mudar as fibras da manta de não-tecido para o formato de laço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um laço. A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um laço fechado. A Figura 3 é uma vista em seção transversal de um laço mostrando várias medições. A Figura,4 é uma vista em seção transversal de um laço mostrando várias medições. A Figura 5 é uma vista em seção transversal de um laço mostrando a área vazia. A Figura 6 é uma fotomicrografia de um laço. A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma manta com laços. A Figura 8 é uma vista ampliada de uma porção da manta com laços. A Figura 9 é uma vista em seção transversal da seção 3-3 da Figura 8. A Figura 10 é uma fotomicrografia de uma porção da manta com laços. A Figura 11 é uma fotomicrografia de uma porção da manta com laços. A Figura 12 é uma fotomicrografia de uma porção da manta com laços. A Figura 13 é uma vista em perspectiva de um aparelho que pode ser usado para formar a manta com laços.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Deseja-se produzir uma manta de não-tecido semelhante a tecido atoalhado com propriedades similares às de tecido atoalhado em maciez e textura volumosa. Tecido atoalhado é um material tecido comumente usado para fabricar produtos macios absorventes como toalhas. Em razão do custo dos produtos de tecido atoalhado, eles não são práticos para o uso em muitas aplicações, em particular, nas aplicações em produtos descartáveis. Portanto deseja-se produzir uma manta de nâo-tecido que seja semelhante a tecido atoalhado quando vista à distância. Para obter-se essa aparência, é desejável que a manta de nâo-tecido contenha laços.

Uma manta de não-tecido é uma manta genericamente plana e bidimensional tendo duas superfícies. A manta pode ser de camada única ou pode conter mais de uma camada. A manta pode conter mais de uma camada como uma manta de fiação contínua produzida por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblown) de fiação contínua (SMS), onde as camadas são ligadas umas às outras. A manta pode ser um laminado ou um compósito de diferentes materiais. Por exemplo, uma camada de papel pode ser combinada com uma camada produzida por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblown). A manta SMS pode, também, conter diferentes materiais.

As mantas de não-tecido podem ser produzidas através de uma variedade de processos de formação como, por exemplo, extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblowing), fiação contínua, hidro-entrelaçamento, fiação por hidroentrelaçamento, deposição a ar, cardação e outros processos adequados. 0 peso base da manta de não-tecido é, genericamente, de cerca de 1 grama por metro quadrado a mais de 1000 gramas por metro quadrado e na maioria das aplicações inferior a cerca de 300 gramas por metro quadrado, dependendo do uso da manta. 0 peso base é considerado o peso de todas as camadas por unidade de área da manta de não-tecido. A manta de não-tecido compreende uma pluralidade de fibras. A manta compreende, genericamente, fibras orientadas de modo aleatório em relação à direção da máquina (DM) e à direção transversal à máquina (DT) . As fibras podem ser curtas ou longas e contínuas ou podem ser fibras têxteis comuns. As fibras podem ter qualquer diâmetro e deniers adequados. As mantas podem conter uma combinação de tamanhos de fibra como nanofibras e fibras de fiação contínua. Considera-se nanofibras ou microfibras as fibras com diâmetro inferior a 1 mícron. As fibras podem ser de componente único ou componentes múltiplos e podem ser de constituinte único ou constituintes múltiplos. As fibras podem ser cilíndricas ou não-cílíndricas como as fibras formadas ou fibras de canais capilares ou misturas desses tipos de fibra. As fibras podem ser divisíveis ou divididas. A seção transversal principal (diâmetro de uma fibra cilíndrica) é de cerca de 0,01 mícron a cerca de 500 mícrons. Embora as fibras possam ser bicomponentes ou formadas, não é desejável que elas sejam fios ou que tenham uma estrutura de multifilamentos agregados. 0 laço é produzido a partir de uma ou mais fibras. O laço pode ser um conjunto de fibras. Genericamente, as fibras de um laço são alinhadas de maneira a ter a forma de um laço. Exemplos de formatos de laços são mostrado nas Figuras 1 e 2. Na Figura 1, o laço 10 estende-se a partir de ou faz contato com a manta de não-tecido 11 em dois pontos de origem 12 e 13, onde o laço se estende a partir do plano da manta de não-tecido 11. O laço 10 fica acima e se estende a partir da superfície plana da manta 11. Os laços têm, genericamente, o formato de oval modificada. A Figura 1 mostra a forma de uma ferradura e a Figura 2 mostra a forma de uma gota, a qual é um laço fechado. No laço fechado 15, o laço 15 ainda se estende a partir da manta de não-tecido 16, mas pode parecer ter um ponto de origem único 17. O laço tem um comprimento de circunferência, uma altura, uma largura e um comprimento de base. O comprimento de circunferência de laço 20 é mostrado na Figura 4 e é medido a partir do ponto onde o laço 10 se estende do plano da manta 11, o ponto de origem 12, até o ponto onde o laço 10 entra de volta no plano da manta 11, o ponto de origem 13. A circunferência do laço 20 é definida como a trajetória ou perímetro do laço. A circunferência do laço pode ter a forma oval ou pode ter forma irregular. A Figura 4 mostra a altura 21 do laço e é a medição da linha reta mais longa a partir do ponto onde o laço 10 encontra ou se estende do plano da manta 11 até a ponta 14 do laço 10. A altura 21 do laço deve ser medida perpendicularmente ao plano da manta 11. A largura 23 e 24 do laço é mostrada na Figura 3 e é medida como uma linha reta transversal à largura do laço 10. A largura máxima 24 do laço é medida onde o laço 10 é mais largo. A Figura 3 mostra o comprimento da base 22 do laço. O comprimento da base 22 do laço é medido ao longo do plano da manta 11 a partir do ponto onde o laço se estende do plano da manta 11 no ponto de origem 12 até o ponto onde o laço 10 entra de volta no plano da manta 11, no segundo ponto de origem 13. 0 comprimento da base 22 do laço varia dependendo do tamanho e do formato do laço. Genericamente, o comprimento da base do laço será inferior a 0,5 cm, de preferência inferior a 0,3 cm, com mais preferência inferior a 0,2 cm e quase sempre inferior a 0,1 cm. Conforme discutido e ilustrado na Figura 2, no laço fechado o comprimento da base do laço pode ser zero, pois as fibras que se estendem da manta 16 no ponto de origem 17 tocam-se de maneira a criar um laço fechado 15. A manta de nâo-tecido terá também uma espessura ou altura a ela associada antes da texturização. Essa altura da manta de não-tecido 31 é mostrada na Figura 9 e é medida na manta com laços em uma área distante da base do laço. A medição é feita perpendicularmente à superfície plana da manta de não-tecido. Os laços terão uma razão entre a altura 21 do laçe e a altura 31 da manta de não-tecido maior que 1:1. De preferência, essa razão é maior que cerca de 2:1 e, com mais preferência, maior que cerca de 4:1.

Os laços terão uma razão entre o comprimento de circunferência e o comprimento da base maior que 4:1, De preferência, essa razão é maior que cerca de 5:1, com mais preferência, maior que cerca de 8:1 e, com a máxima preferência, maior que cerca de 10:1. Isso significa que o laço tem uma base relativamente estreita e uma porção superior mais larga. A razão entre o comprimento da circunferência do laço e o comprimento da base do laço pode ser infinita nos casos em que o comprimento da base for zero ou não mensurável, pois as fibras que se estendem a partir da manta para formar o laço se tocam. Isso pode ser descrito como um laço fechado. Tipicamente, outras mantas de não-tecido texturízadas que não têm laços, terão formas de "barraca", "lombada", "bolha" ou semicírculo. Essas formas, tipicamente, terão uma razão entre comprimento de circunferência do laço e o comprimento de base do laço em torno de 2:1 ou 3:1, o que não é desejado pela presente invenção As características de uma manta fibrosa com laços podem ser medidas com qualquer sistema óptico de ampliação adequado ou com um microscópio eletrônico de varredura (MEV) que tenha uma capacidade de captura de imagens para medição na faixa de ampliação de 50 a 100X. Um microscópio adequado é um microscópio digital com análise de imagens integrada como o modelo VHX-100 da Keyence Corporation of America em Woodcliff Lake, New Jersey, EUA. Com a ampliação da imagem de uma manta fibrosa com laços na direção colinear ao eixo longitudinal, a image do laço pode ser obtida para medição. Conforme mostrado na Figura 6, o comprimento de circunferência 20 do laço e o comprimento de base 20 do laço podem ser obtidos com o uso de uma escala calibrada de acordo com a ampliação da imagem. Nos casos onde houver um tufo ou um grupo de fibras que estão mais ou menos alinhadas, o comprimento da circunferência 20 do laço é medido como uma média ou ponto médio das fibras do tufo ou grupo de fibras alinhadas. Uma vez que os laços podem compreender uma pluralidade de fibras, devem ser calculados o comprimento médio da circunferência do laço, a altura média do laço, a largura média do laço e o comprimento médio da base do laço.

Para medir o laço, disponha a manta fibrosa com laços de forma que a direção de visualização seja colinear ao eixo longitudinal dos laços. Ajuste a ampliação de forma que um único laço fique plenamente à vista. Se necessário, pode ser obtida uma seção transversal dos laços cortando-se o laço perpendicularmente ao eixo longitudinal com o uso de uma tesoura afiada ou uma lâmina de navalha, tendo cuidado para preservar a geometria geral do laço ao cortá-lo. Meça e anote o comprimento de circunferência 20 do laço a partir do primeiro ponto de origem 12, continuando ao longo da trajetória média das fibras com laços 10 e terminando a medição no segundo ponto de origem 13. Meça e anote o comprimento da base 22 do laço, paralelamente ao plano da manta 11 entre o primeiro ponto de origem 12 e o segundo ponto de origem 13. 0 comprimento da base do laço é medido próximo ao ponto a partir do qual o laço emerge do plano e no ponto mais estreito do laço. 0 comprimento da base do laço é medido paralelamente ao plano da manta e pode estar no plano da manta ou acima deste. Os laços são medidos onde eles não estão sob pressão ou nem sob esforço. Os laços podem ser "penteados" ou empurrados para a posição vertical a fim de se obter as medições precisas dos mesmos. Embora o penteamento ou estiramento vertical dos laços mude a forma dos mesmos podendo alterar as medidas de altura e largura, o comprimento da base e o comprimento da circunferência do laço não mudarão. A altura ou o comprimento da circunferência do laço podem também ser medidos cortando-se os laços na base e, então, medindo-se o comprimento, Os laços devem ter uma base estreita. É preferencial que a largura máxima do laço seja maior que o comprimento da base do laço. De preferência a razão entre a largura máxima do laço e o comprimento da base do laço é maior que cerca de 1,2:1, com mais preferência, maior que cerca de 1,5:1 e ainda com mais preferência, maior que cerca de 2:1 e 3:1. Se o laço tiver uma base muito estreita ou se for um laço fechado, essa razão pode ser maior que 5:1 a 10:1 ou infinita, pois o comprimento da base do laço tende a zero. A razão entre a altura e o comprimento da base do laço é, genericamente, maior que cerca de 2:1 dependendo do formato do laço. Com freqüência, a razão entre a altura e o comprimento da base do laço é maior que cerca de 3:1 e, de preferência, maior que cerca de 5:1. A razão pode ser maior que 10:1 ou infinita, quando o comprimento da base do laço tende a zero. Um laço alto que se estende da manta e mantém essa forma terá, genericamente, uma largura menor e, portanto, uma razão menor entre a largura e a base e uma razão maior entre a altura e a base. Laços mais curtos e baixos que se dobram ou que não se estendem para longe da manta terão uma razão de largura de laço maior e uma razão de altura de laço menor. A área vazia de um laço também pode ser medida. A área vazia é definida como a área contida no laço. A Figura 5 mostra a área vazia 19 como região quadriculada.

Os laços se estendem a partir do plano da manta. Em geral, os laços só entram em contato com a manta na base do dito laço. Ά base do laço é definida como a parte inferior do laço onde ele entra em contato com a manta. Um .laço pode 'dobrar-se' e tocar a manta em outro ponto do laço. 0 grau de 'posição ereta' dos laços depende do material usado para produzir os laços, da altura, do comprimento da circunferência e da largura máxima do laço, do estresse ou alongamento aplicado, da quantidade de laços presente no tufo e de outros factores.

Os laços são orientados de forma que se estendam para fora a partir do plano da manta. Por exemplo, se uraa manta estiver estendida de forma genericamente plana em uma mesa, os laços se estenderão para cima ou na direção do teto. Quando a manta é utilizada em produtos de higiene, os laços podem estar no lado externo do produto. Os laços podem estar no lado voltado para corpo ou no lado não-voltado para o corpo do usuário do produto. A densidade da manta é calculada dívidindo-se o peso base pelo calibre, sendo que o calibre é medido a 27,58 Pa (0,004 psi) . A densidade da manta é, tipicamente, inferior a cerca de 0,05 gramas/cm3. A densidade de uma manta com laços é inferior à densidade de uma manta produzida com o mesmo material e peso base. Genericamente, a densidade da manta com laços é cerca de 20 % menor, de preferência cerca de 25 % menor, com mais preferência cerca de 30 % menor e com mais preferência ainda cerca de 35 % menor que a da mesma manta que não contém laços. 0 número de laços em uma área medida pode ser contado por microscopia eletrônica de varredura. Genericamente, existem ao menos cerca de 10 laços por centímetro quadrado de manta. De preferência, existem ao menos cerca de 100 laços, com mais preferência, mais de 200 laços e, com a máxima preferência, mais ' de 400 laços por centímetro quadrado de manta. Cada fibra é contada como um laço de forma que o número de laços por centímetro quadrado de manta pode ser maior que 1000 laços.

Outra medição para determinar a quantidade de laços na manta é a porcentagem de área superficial da manta que contém laços. Quando a manta está em uma posição genericamente plana ou numa posição plana, a área superficial da manta pode ser medida. Para a manta ser descrita como manta com laços, ao menos uma região da manta deverá ter ao menos cerca de 10 % de sua área superficial com laços. Alternativamente, 10 % dos laços na região da manta que contém laços devem ser laços em que a razão entre o comprimento da circunferência e o comprimento da base seja maior que cerca de 4:1. As áreas da manta que não contêm laços podem ser texturízadas de maneira a não produzir laços. A manta pode conter regiões diferentes ou múltiplas regiões. As regiões diferentes podem ser áreas da manta onde deseja-se uma textura diferente ou que se destina a usos diferentes. A região da manta que contém laços tem ao menos cerca de 10 % de sua área superficial com laços. De preferência, a manta deverá ter ao menos cerca de 25 I, com mais preferência ao menos cerca de 50 % e, com a máxima preferência, ao menos cerca de 75 % de sua área superficial contendo laços. Em muitos casos, 100 % da área superficial de uma região da manta deverá conter laços quando for usada uma vista plana ou de topo.

Dependendo do processo usado para produzir laços, do uso desejado da manta, dos materiais usados e de outras características, alguns laços podem ser laços cortados. Isso pode ser feito intencionalmente para formar laços cortados. Outros cordões de fibra solta, que podem parecer fibras cortadas, podem ser formados sem intencionalmente criar laços cortados.

Os laços da manta de não-tecído podem ser de formato e tamanho similares ou podem ter diferentes tamanhos e formatos.

Por exemplo, alguns laços podem ter uma altura maior e serem considerados laços altos. Esses laços ficam 'em pé' com facilidade. Outros laços podem ser mais curtos e mais largos.

Um tufo compreende mais de um laço. Um grupo de laços pode ou não ser alinhado para formar o tufo. Se os laços não forem alinhados, haverá laços numa variedade de orientações. Se os laços estiverem genericamente alinhados, o tufo terá aparência de um túnel. Podem existir ligações que ocorrem entre a fibras que formam o laço. Essas ligações podem ser resultado da pré-ligação inicial da manta de não-tecido, da ligação de fibras que ocorre durante a formação do laço ou das etapas de pós-processamento que promovem a ligação das fibras de um laço. A manta de não-tecido terá laços estendendo-se a partir do plano ou da superfície da manta. 0 plano é descrito como o estado da manta quando está genericamente plana. Os laços se estendem, genericamente, de modo perpendicular a partir da manta. Dependendo do numero de laços e de quão próximos os laços estão uns dos outros, um laço pode apoiar outro laço ou os laços podem tocar-se. Os laços podem estender-se em ângulo a partir da manta. 0 número de laços em uma área medida pode ser contado.

As mantas de não-tecido podem ter uma variedade de faixas de peso base, dependendo do uso da manta. Para uso como toalha ou bucha de banho, a manta pode ter um peso base maior que 200 gramas por metro quadrado. Para o uso como lenços, o peso base é, genericamente, de cerca de 20 gramas por metro quadrado a cerca de 100 gramas por metro quadrado e, de preferência, de cerca de 40 a cerca de 80 gramas por metro quadrado. Para uso como componente de um artigo de higiene, o peso base pode estar na faixa de 6 gramas por metro quadrado a cerca de 90 gramas por metro quadrado. Tipicamente, o peso base para as mantas de compósito está na faixa de cerca de 5 gramas por metro quadrado a cerca de 300 gramas por metro quadrado, de preferência de cerca de 10 gramas por metro quadrado a cerca de 200 gramas por metro quadrado, com mais preferência, de cerca de 13 gramas por metro quadrado a cerca de 120 gramas por metro quadrado, e, com mais preferência ainda, de cerca de 20 gramas por metro quadrado a cerca de 100 gramas por metro quadrado.

As Figuras 7, 8 e 9 mostram ilustrações adicionais das mantas com laços da presente invenção. Na Figura 7, os laços 10 projetam-se da manta 11. Os laços 10 mostrados nesta ilustração formam tufos alinhados. Um laço representativo 10 da modalidade de manta 11 mostrado na Figura 7 aparece numa vista ampliada na Figura 8. Conforme mostrado, é formada uma pluralidade de laços 10. É mostrada também a área vazia 19. A Figura 10 mostra o laço 10 com o primeiro ponto de origem 12 e o segundo ponto de origem 13 usado para calcular o comprimento da circunferência do laço. Também é mostrada a ponta 14 do laço 10. As Figuras 10 e 11 são vistas em close-up obtidas por microscopia eletrônica de varredura dos laços 10 da manta 11. A área vazia 19 é vista mais claramente na Figura 10 que tem mais laços alinhados 10 em comparação com a Figura 11. A Figura 12 é uma fotomicrografia de uma manta de nâo-tecido semelhante a tecido atoalhado da presente invenção. Os laços 10 podem ser vistos projetando-se da manta 11. A manta de não-tecido inicial ou precursora é processada para formar os laços. A manta inicial pode ser de qualquer material não-tecido que contém fibras. Uma camada de não-tecido pode ser combinada com uma manta de papel, uma manta de película como uma película pré-formada, uma película texturizada, uma película com aberturas e outras películas poliméricas, tecido, tecido de malha, espuma, folha metálica ou qualquer outra camada para formar um compósito de manta de não-tecido, desde que uma ou mais das camadas contenha uma manta fibrosa de não-tecido. A manta de não-tecido pode compreender mais de uma camada. A manta de não-tecido pode receber aberturas antes da formação dos laços, durante a formação dos laços ou após a formação dos laços. Camadas adicionais podem cobrir ou fornecer um acabamento à manta de não-tecido com laços. A manta fibrosa de não-tecido inicial pode compreender fibras não ligadas, fibras entrelaçadas ou fibra nâo-fiada. Ela pode, também, compreender fibras contínuas que podem ser produzidas por métodos de fiação contínua ou fibras cortadas com um comprimento predeterminado que podem estar presente em mantas cardadas. A manta inicial pode ser produzida por extrusão de blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblowing) ou por processo de deposição a ar ou por deposição a úmido. As mantas podem ser ligadas termicamente, hidroentrelaçadas, fiadas por deposição, ligadas quimicamente ou entrelaçadas por outro método. Embora as mantas possam ser termicamente ligadas, pode ser desejável que a manta não seja termicamente ligada. A ausência de qualquer tipo de ligação ou a presença de apenas uma ligação leve da manta pode ajudar a facilitar a formação dos laços. As fibras ou mantas de não-tecido podem ser coloridas ou conter figuras ou impressões antes de serem processadas. A menos que definidos de outro modo, os termos terão seus significados convencionais e comuns conforme usados pelos versados na técnica.

As fibras de manta de não-tecido podem compreender polímeros como polietileno, polipropileno, poliéster, polietileno, poliamidas, acetatos de polivinila e misturas dessas substâncias. 0 termo "polímero", de maneira genérica, inclui, mas não se limita a, homopolímeros, copolímeros como copolímeros de bloco, de enxerto, aleatórios e alternados, terpolímeros, etc. e outras misturas e modificações desses itens. Além disso, a não ser quando especificamente limitado, o termo "polímero" inclui todas as possíveis configurações geométricas do material. As configurações incluem, mas não se limitam a, simetrias isotática, atática, sindiotática e aleatória. As fibras podem compreender celulose, raiom, algodão ou outros materiais naturais, ou misturas de polímeros e materiais naturais. As fibras podem, também, compreender um material superabsorvente como poliacrilato, ou qualquer combinação de materiais adequados. As fibras podem ser absorventes ou incluir materiais gelificantes absorventes {como MGA fibrosos). A fibra pode compreender material termoplástico ou não-termoplástico. A fibra pode ser produzida a partir de materiais poliméricos biodegradáveis, materiais como, mas não se limitando a, ácidos poliidroxicarboxílicos, polibutilenos, ácidos poliláticos, amido termo plastificado, composição de amido, poliésteres alifáticos, copoliésteres e outros polímeros biodegradáveis. Dependendo da produção das fibras e da manta, as fibras da manta podem compreender diferentes composições.

Um material elástico ou extensível pode ser usado para produzir manta de não-tecido contendo laços. Entretanto, o uso de material elástico para a produção de mantas de não-tecido não é necessário, e algumas vezes não é desejável. Em algumas aplicações, pode ser desejável usar-se um material elástico para a produção de manta de nâo-tecido para que a manta possa ser processada de forma que os laços sejam ajuntados em uma estrutura mais compacta. Este método de produzir laços pode exigir dois materiais separados, pois um material é mais elástico que o outro. Os laços podem ser afinados ou as fibras podem ter um diâmetro menor em vários locais ao longo do laço. Isso pode ocorrer com materiais extensíveis.

Pode ser prevista uma variedade de aplicações de produtos que contém mantas de não-tecido em que ao menos uma região da manta de não-tecido compreende laços em ao menos cerca de 10 % da área superficial. Artigos de higiene descartáveis como fraldas, "training pants" (roupa íntima infantil com um forro grosso especial entre as pernas usada na fase de treinamento de uso do vaso sanitário), produtos para incontinência em adultos, absorventes femininos e tampões são alguns do usos potenciais. A manta de não-tecido pode ser utilizada como um ou mais componentes em artigos de higiene. Por exemplo, a manta de não-tecido com laços pode ser a camada superior (camada voltada para o corpo do usuário) em uma fralda ou produto absorvente feminino. A manta de não-tecido com laços pode ser utilizada em qualquer situação onde é desejável o emprego de manta de não-tecido. A manta de não-tecido pode também ser utilizada como lenço. Qualquer utilidade adequada de lenços pode ser prevista, inclusive, os lenços para limpeza de bebê, lenços para cuidados femininos, lenços para cuidado facial e do corpo, limpeza pessoal, lenços para as mãos, lenços de limpeza doméstica, lenços para remoção de pó, lenços de tecido, lenços para uso automotivo ou industrial. Os lenços podem conter laços em ambos os lados ou em apenas um dos lados. Dependendo do uso do lenço, podem ser desejáveis as mantas flexíveis macias ou podem ser usadas as mantas mais rígidas e resistentes para auxiliar na limpeza ou na captação de partículas. A manta de não-tecido com laços pode ser usada para uma ampla variedade de aplicações, inclusive folhas para vários tipos de filtro como filtros de ar, filtros de saco, filtros de líquido, filtros de aspirador, filtros de dreno de água e filtros de proteção bactericida, folhas para vários eletrodomésticos como papel separador de capacitor e material de embalagem de disquetes de computador; várias folhas industriais como pano básico de fita de adesivo pegajoso, material absorvente de óleo e feltro de papel, vários tipos de lenços secos ou pré-umedecidos como aqueles usados para limpeza de superfícies duras, tratamento de pisos e outros usos domésticos, várias folhas de lenços como os lenços para o lar, serviços e tratamento médico, limpadores de cilindros de impressão, lenços para limpeza de máquinas copiadoras, lenços úmidos para bebês e lenços para sistemas ópticos, várias folhas para uso medicinal e sanitário como aventais cirúrgicos, tratamento de ferimentos, panos de cobertura, tampas, máscaras, folhas, toalhas, gaze, pano de base para cataplasma, fraldas, forros de fralda, coberturas de fralda, coberturas de absorvente feminino, absorventes femininos ou camadas de captura dos absorventes femininos ou de fraldas (sob a camada de cobertura}, núcleo de fraldas, forros de absorventes femininos internos, produtos para cabelo como lenços ou toucas, panos de base para emplastro adesivo, toalhas umedecidas, toalhas de papel, lenços de papel, várias folhas para vestimenta como panos de enchimento, almofadas, forros de blusa e roupa intima descartável, várias folhas para material de uso geral como panos de base para couro artificial e couro sintético, superfícies de tampo de mesa, papéis de parede, persianas, embalagens e pacotes para agentes secantes, sacolas, proteções para ternos e fronhas de travesseiro, várias folhas de uso agrícola como coberturas do solo e dispositivos de controle de erosão, panos para resfriamento e proteção contra a luz solar, cortinas de forração, folhas para cobertura em geral, folhas de proteção contra a luz, materiais de embalagem de pesticidas, papel forro de recipientes para a germinação de sementes, várias folhas de proteção como máscara de proteção contra fumaça e pó, aventais de laboratório e roupas de proteção contra pó, várias folhas para o setor de construção e engenharia civil como materiais para proteção de casas durante a construção ("house wrap"), materiais de drenagem, meios de filtragem, materiais de separação, revestimentos, materiais para telhado, panos de base para carpete, materiais para paredes interiores, folhas para isolamento sonoro ou redução de vibração e folhas para cura e várias folhas usadas para o interior de veículos como tapetes para o chão e tapetes para porta-malas, materiais para teto moldado, descansos de cabeça e panos para forro, além de folhas separadoras em baterias alcalinas. Outros usos do substrato nâo-tecido com laços incluem toalhas, toalhas de mão, buchas de banho, roupões, vestimentas e outras aplicações onde são usados tecidos atoalhados e similares. Esses produtos podem ser usados como descartáveis e semíduráveis, o que significa que eles podem ser usados mais de uma vez. As mantas de não-tecido com laços podem ser usadas também como zona de contato ou área de adesão de um produto a outro material. A estrutura com laços auxilia nesta função e pode ter a capacidade de prender ou aderir ao material desejado. A olho nu, os produtos que contêm as mantas com laços da presente invenção podem parecer que contêm um material de tecido atoalhado. As mantas de não-tecido podem aumentar a percepção de que o produto é macio e fofo. As mantas de não-tecido podem aumentar a elevação ou altura da manta de não-tecido, diminuir a densidade da manta, aumentar a maciez, aumentar a área superficial da manta de não-tecido, aumentar a textura, aumentar as propriedades de manuseio de fluidos como penetração, absorção ou retenção e vários outros benefícios. Os laços podem proporcionar levantamento ou resistência extra para manter a manta de não-tecido com maior elevação de textura. Em razão da base estreita do laço, esta elevação ou textura pode ser mais permanente que outros processos de texturização. A base do laço é estreita e pode travar ou manter o laço em uma posição que não permite às fibras ou à manta de não-tecido deslizar de volta para o formato original. A textura permanente pode, também, ajudar no manuseio de fluidos quando um produto estiver sob pressão, como no caso de um bebê com fralda sentado. Se os laços forem alinhados de maneira a formar um tufo, a manta de não-tecido resultante pode auxiliar ainda mais no manuseio de fluidos, pois é formada uma estrutura semelhante a um túnel que permite a entrada lateral de fluidos.

As mantas de não-tecido da presente invenção podem ser criadas através de vários métodos. Os meios para produzir mantas de não-tecido com laços são quaisquer métodos capazes de formar múltiplos laços a partir de uma manta de não-tecido inicial. 0 método de produção de laços não é um processo têxtil, mas um processo para produzir mantas de não-tecido ou de tecido artificial. Os processos são usados para colocar as fibras em posições tais que os laços possa ser formados e não necessariamente mudar o tecido ou não-tecido inteiro. 0 método escolhido dependerá do uso final da manta, do material desejado, do tamanho dos laços e de muitas outras características. Pode ser desejável combinar mais de um processo ou utilizar uma variedade de etapas.

Um método para a produção de uma manta de não-tecido que contém uma pluralidade de laços compreende as etapas de: produzir uma manta de não-tecido, criar meios para dar às fibras da manta de não-tecido a forma de laços e dar às fibras da manta de não-tecido a forma de laços. Os métodos de produção de laços incluem, mas não se limitam a, perfuração por agulhagem, encrespamento, hidro-entrelaçamento, deposição em uma esteira de formação, processamento com cilindros engrenados e combinações desses métodos. Materiais com memória de formato ou materiais elásticos podem, também, ser usados independentemente ou em um dos processos. A perfuração por agulhagem é geralmente usada para entrelaçar mecanicamente as fibras de um ou mais tecidos. Ela pode também ser usada para forçar as fibras de um tecido ou substrato não-tecido em outro, a fim de integrar duas ou mais camadas. A perfuração por agulhagem pode ser modificada e ser usada para formar laços a partir da manta de não-tecido. As agulhas podem precisar ser achatadas ou tornadas cegas para poderem forçar as fibras selecionadas através do plano da manta na direção Z para formar laços. 0 processo genérico de perfuração por agulhagem precisa ser controlado a fim minimizar a sobreposição no processamento da manta. 0 espaçamento das agulhas precisa também ser otimizado dependendo do tamanho das fibras e do tamanho dos laços formados. 0 equipamento e o método de perfuração por agulhagem podem ser modificados para forçar as fibras de uma manta de não-tecido através de uma manta ou etamina com pré-aberturas e aj udar na formação de laços com base estreita. Um processo e equipamento similares para perfuração por agulhagem poderíam também ser desenvolvidos com pinos ou outras estruturas formatadas de metal que substituam as agulhas.

Outro método de formação de estrutura com laços pode ser criado através do uso de métodos de encrespamento ou corrugação. 0 encrespamento, incluindo micro-encrespamento como o processo Micrex ou a corrugação, podería ser usado para criar estruturas de laço ou estruturas de túnel. Pode ser desejável usar-se material elástico, encolhivel ou pré-estendido no processo a fim de auxiliar na criação de laços de base estreita ou de tufos. 0 processo podería ser combinado com um processo de produção de cortes, antes ou após a formação dos laços, o que tornaria possível a entrada lateral de fluidos na estrutura de laços ou de túneis, criando uma característica benéfica para artigos absorventes.

Materiais especiais com memória de formato ou outras características podem ser usadas para formar laços. 0 material poderia ser formado em laços quando exposto a uma mudança de temperatura ou quando colocado em contato com água. Estes materiais especiais poderíam também ser dispostos em camadas sobre uma manta de etamina com aberturas, sobre uma esteira formada ou sobre fitas de material para proporcionar o mecanismo que permitiría a formação do material em tufos.

Outro método potencial de formação de laços inclui o uso de esteiras de formação. As esteiras de formação podem conter um padrão tridimensional para a formação de laços. Podem ser usadas esteiras para a produção de papel resinado. A esteira de formação pode ter cavidades no "formado de laço" nas quais as fibras são depositadas. Alternativamente, a esteira de formação pode ter aberturas que permitiríam que as fibras penetrassem através do plano da esteira de formação e, assim, criassem os laços. As fibras podem ser de fiação contínua ou produzidas por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblown) e, então, depositadas em esteiras de formação. Pode também ser usado um método de deposição a úmido ou deposição a ar para formar as fibras e o substrato de não-tecido em uma esteira de formação. A forma da esteira de formação e os materiais particulares usados são importantes na formação de formatos de laço em comparação à formação de não-tecido texturizado que é mais estreito na base. A esteira de formação pode ser revestida com látex, loção, modificador de energia de superfície, amido, adesivos ou lubrificantes para auxiliar na liberação ou na formação dos laços. Um substrato de etamina ou com aberturas pode, também, ser utilizado na esteira de formação: as fibras são depositadas na etamina e, então, penetram na mesma para formar os laços. Pode ser necessário ou não que a esteira de formação seja conformada a este método. Pode ser utilizado vácuo ou outro tipo de pressão de ar para auxiliar na formação de laços em uma esteira de formação. Se o vácuo for aplicado abaixo da esteira e ele puxar as fibras através do plano, a forma de laço pode ser mais facilmente obtida.

Processos de hidro-entrelaçamento podem também ser utilizados para formar mantas de não-tecido. 0 hidro-entrelaçamento pode ser utilizado sozinho ou em combinação com outro processo. Muitas abordagens de hidro-entrelaçamento conformado como Nub-tex da BBA e Miratec da PGI, utilizam telas conformadas. A tela pode ser projetada de forma que as fibras da manta de não-tecido sejam forçadas para fora do plano e tomem a forma de laços. 0 design específico de tela dependerá do formato desejado do laço. Podem ser usadas telas com aberturas, fitas de material ou outros padrões. A aspersão dos jatos de água pode precisar ser controlada e ajustada para ajudar a controlar a orientação das fibras na formação dos laços. Além disso, pode ser utilizada uma etamina ou uma manta com aberturas para auxiliar na formação de laços à medida que os jatos de água forçam as fibras através da etamina para criar formas de laço com base estreita.

Outro método de formação de manta de não-tecido com laços é o uso de cilindros engrenados. Com referência à Figura 13 é mostrado um aparelho e um método para a criação de laços 10 da presente invenção. 0 aparelho 100 contém um par de cilindros engrenados 102 e 104, cada um girando ao redor de um eixo geométrico A, sendo os eixos A paralelos. O cilindro 102 compreende uma pluralidade de cristas 106 e sulcos 108 correspondentes, que se estendem ininterruptamente ao redor da circunferência do cilindro 102. O cilindro 104 é similar ao cilindro 102, mas em lugar das cristas que se estendem ininterruptamente ao redor de toda a circunferência, o cilindro 104 compreende uma pluralidade de fileiras de cristas estendendo-se circunferencialmente, e que foram modificadas para ser fileiras de dentes 110 circunferencialmente espaçados, que se estendem em uma relação de espaçamento ao redor de ao menos uma porção do cilindro 104. As fileiras de dentes individuais 110 do cilindro 104 são separadas por sulcos 112 correspondentes. Durante o funcionamento, os cilindros 102 e 104 se entrelaçam de modo que as cristas 106 do cilindro 102 se encaixam nos sulcos 112 do cilindro 104, e os dentes 110 do cilindro 104 se encaixam nos sulcos 108 do cilindro 102. Os dentes 110 podem estar em fileiras ou podem estar desalinhados ou espaçados para criar uma variedade de padrões e laços diferentes.

Na Figura 13, o aparelho 100 é mostrado em uma configuração preferencial com um cilindro conformado, por exemplo, o cilindro 104, e um cilindro sulcado não-conformado 102. No entanto, em certas modalidades pode ser preferível usar dois cilindros conformados 104 que tenham padrões iguais ou diferentes, em regiões correspondentes iguais ou diferentes dos respectivos cilindros. Esse aparelho pode produzir mantas com laços protuberantes em ambos os lados. Os cilindros engrenados podem ser usados para produzir mantas a velocidades de linha rápida, por exemplo, maiores que cerca de 450 metros por minuto (cerca de 1500 pés por minuto). O processo descrito que usa cilindros engrenados é similar em muitos aspectos ao processo descrito na patente U. S. N° 5.518.801, aqui incorporada a título de referência, intitulada "Web Materials Exhíbiting Elastic-Like Behavior" e aludida em literaturas subseqüentes de patentes como mantas "SELF", que significa "Structural Elastic-like Film". Entretanto, há diferenças entre o aparelho da presente invenção e o aparelho apresentado na patente '801 acima identificada. Essas diferenças se referem aos laços de base estreita novos nas mantas da presente invenção. Conforme descrito abaixo, os dentes 110 do cilindro 104 têm uma geometria especifica associada às bordas anterior e posterior que permitem aos dentes, por exemplo, dentes 110, essencialmente, "perfurar" a manta inicial 200 ao contrário de, essencialmente, gofrar a manta. A diferença no aparelho 100 da presente invenção produz uma manta fundamentalmente diferente. Por exemplo, uma manta da presente invenção tem laços diferentes dos elementos semelhantes a nervuras "tipo barraca" das mantas SELF da técnica anterior as quais têm bases largas e não se enquadram nas definições de laço. O método de produzir mantas de não-tecido com laços através da utilização de cilindros engrenados pode ser executado com um material elástico. O material elástico podería ser pré-estendido. Alternativamente, a manta inicial podería incluir uma etamina ou uma manta de não-tecido dotada de aberturas para auxiliar a formação de laços com a utilização de cilindros engrenados. Outras modificações ou variações dos cilindros podem, também, ser usadas. O processo pode utilizar um material ou manta elástica pré-estendida de forma que seja produzida uma densidade mais alta de laços ou para formar laços forçando as fibras para fora do plano. Embora possam ser usados materiais elásticos para ajudar na formação de laços, esses materiais elásticos não são obrigatórios e, em muitos casos, não são preferenciais. Portanto, os laços da presente invenção podem ser formados sem o uso de material elástico.

Pode ser utilizada uma manta ou uma etamina com aberturas para ajudar na formação de laços. Podería ser utilizada uma manta pré-estendida, uma manta com aberturas ou uma etamina. Quando a manta ou etamina pré-estendida é liberada, podem ser formados laços com bases estreitas. Podem ser formados laços, também, através da utilização de um material de manta pré-estendida que penetra numa etamina ou manta com aberturas . Quando o material pré-estendido é liberado, ele pode puxar a manta com aberturas ou a etamina juntas para ajudar na formação do formato de laço. Em outros métodos, nem o material da manta nem a manta com aberturas nem a etamina precisam ser pré-estendidas. 0 material da manta com aberturas podería ser uma manta de não-tecido dotada de aberturas produzida de acordo com as patentes U.S. 4.528.097 e 5.916.661.

Após a formação da manta de não-tecido com laços, ela pode passar por processamento adicional. Esse processamento adicional pode ser a aplicação de loções, adesivos ou revestimentos, ou pode-se imprimir na manta de não-tecido. Os laços podem também ser cortados usando-se uma variedade de processos como escova circular de arame ou facas ou lâminas, fendimento ou pela aplicação de ar ou água a alta pressão. Portanto, a manta de não-tecido com laços pode ser uma estrutura intermediária.

Todos os documentos citados na Descrição Detalhada da Invenção estão, em sua parte relevantes, aqui incorporados a título de referência, e a citação de qualquer documento não deve ser interpretada como admissão de que este represente técnica anterior com respeito à presente invenção.

Embora modalidades particulares da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, deve ficar evidente aos versados na técnica que várias outras alterações e modificações podem ser feitas sem que se desvie do caráter e âmbito da invenção. Portanto, pretende-se cobrir nas reivindicações anexas todas essas alterações e modificações que se enquadram no escopo da presente invenção.

PREIVINDICAÇÔES

Claims (9)

1. Manta de não-tecido (11) , compreendendo pelo· menos uma região contendo uma pluralidade de laços (10), os laços sendo geralmente alinhados para formar um tufo em forma de túnel; caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma região da manta de não-tecido compreende laços em pelo menos 10% de uma área superficial da manta de não-tecido e em que pelo menos 10% dos laços tem uma razão entre o comprimento· da circunferência do laço (20) e o comprimento da base do laço· (22) que é maior que 4:1; e a região contendo laços tendo uma densidade de manta com laços, em. que a densidade é inferior à densidade de uma manta produzida com o mesmo material que tem o mesmo peso base, mas não contém laços.

2. Manta de não-tecido (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os laços (10) têm um comprimento de base (22) inferior a 0,5 cm.

3. Manta de não-tecido (11), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os laços têm um comprimento de base (22) inferior à largura máxima (2*3) do laço.

4. Manta de não-tecido (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a razão entre a altura do laço (21) e o comprimento da base do laço (22) é maior que 2:1.

5. Manta de não-tecido (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato· de ter pelo menos 10 laços por centímetro quadrado·.

6. Manta de não-tecido (11), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a razão entre o comprimento da circunferência do laço (20) e o comprimento da base do laço (22) é maior que 10:1.

7. Manta de não-tecido (11) , de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos 10% da área superficial da manta de não-tecido contém laços (10).

8. Artigo selecionado a partir do grupo consistindo em artigos higiênicos descartáveis e lenços compreendendo uma manta de não-tecido, adicionalmente compreendendo pelo menos uma região contendo uma pluralidade de laços (10) que são geralmente alinhados para formar um tufo na forma de túnel, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma região da manta de não-tecido compreende laços em pelo menos 10% de uma área superficial da manta de não-tecido, em que pelo menos 10% dos laços tem uma razão entre o comprimento da circunferência do laço (20) e o comprimento da base do laço (22) que é maior que 4:1; a região contendo laços tendo uma densidade de manta com laços, em que a densidade é inferior à densidade de uma manta produzida com o mesmo material que tem o mesmo peso base, mas não contém laços.

9. Método para a produção de manta de não-tecido, compreendendo pelo menos uma região contendo uma pluralidade de laços, os laços sendo genericamente alinhados para formar um tufo em forma de túnel, pelo menos um dos laços tendo uma razão entre o comprimento da circunferência do laço e o comprimento de base do laço que é maior que 4:1 e a região contendo laços tendo uma densidade de manta com laços, em que a densidade é inferior à densidade de uma manta produzida com o mesmo material que tem o mesmo peso base, mas não contém laços, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. prover uma manta de não-tecido; b. prover meios para mover as fibras da manta de não-tecido para o formato de um laço; ec. mover as fibras da manta de não-tecido para o formato de laço.