BRPI0815505B1

BRPI0815505B1 - método de fabricação de tecido não-tecido e tecido não-tecido ligado por área

Info

Publication number: BRPI0815505B1
Application number: BRPI0815505A
Authority: BR
Inventors: Keith Willis Edward; W Farell Gregory
Original assignee: Fiberweb Inc
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2018-11-13
Also published as: PL3284854T3; EP2183420A1; PL2183420T3; RU2435881C1; US20130122772A1; EP2183420B1; AU2008289195A1; CN101815817B; JP5241841B2; WO2009026092A1; CN101815817A; US20090047856A1; JP5727539B2; HK1251268A1; AU2008289195B2; JP2010537068A; US7994081B2; JP2013174039A; ES2969016T3; EP3284854A1

Description

(54) Título: MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE TECIDO NÃO-TECIDO E TECIDO NÃO-TECIDO LIGADO POR ÁREA (73) Titular: FIBERWEB, INC., Sociedade Norte-Americana. Endereço: 70 Old Hickory Boulevard, Old Hickory TN 37138, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: GREGORY W. FARELL; EDWARD KEITH WILLIS.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 13/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 13/11/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE

FABRICAÇÃO DE TECIDO NÃO-TECIDO E TECIDO NÃO-TECIDO LIGADO POR ÁREA.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se em geral a tecidos não-tecidos e, mais particularmente, a tecidos não-tecidos formados de polímeros que sofrem cristalização induzida por estresse.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Tecidos não-tecidos formados de fibras que são termicamente ligadas umas às outras têm sido produzidos por muitos anos. Duas técnicas de ligação térmica comuns incluem ligação por área e ligação por ponto. Em ligação por área, as ligações são produzidas por todo o tecido não-tecido em locais onde as fibras do tecido não-tecido entram em contato umas com as outras. Isto pode ser conseguido de várias maneiras, tal como passando ar aquecido, vapor ou outro gás por uma trama de fibras não-ligadas para fazer com que as fibras derretam e fundam umas às outras em pontos de contato. Ligação por área pode ser também conseguida passando uma trama de fibras por uma calandra composta de dois rolos de aço inoxidável lisos aquecidos para fazer com que as fibras amoleçam e fundam. Em ligação por ponto, a trama de fibras é passada por um nip de calandra aquecida compreendida de dois rolos de nip, onde pelo menos um dos rolos tem uma superfície com um padrão de protrusões. Tipicamente, um dos rolos aquecidos é um rolo padronizado e o rolo de cooperação tem uma superfície lisa. Conforme a trama se move através do rolo da calandra, as fibras individuais são termicamente ligadas em locais ou sítios de ligação diferentes onde as fibras contatam as protrusões do rolo padronizado e as fibras ficam não-ligadas nos locais entre esses sítios de ligação por ponto.

Ligação por ponto pode ser usada eficazmente para ligar tecidos não-tecidos formados de fibras termoplásticas tendo a mesma composição de polímero e temperatura de fusão similar. No entanto, ligação por área não é geralmente útil para tecidos não-tecidos deste tipo uma vez que os tecidos tipicamente requerem a presença de um componente de ligação que amolece e

Petição 870180019755, de 12/03/2018, pág. 10/25 derrete em uma temperatura menor do que aquela das fibras a fim de produzir as ligações.

Um exemplo de um tecido não-tecido ligado por área comercialmente disponível conhecido é vendido sob a marca registrada Reemay® pela Fiberweb Inc. de Old Hickory, TN. Este tecido de filamentos contínuos termossoldados é produzido geralmente de acordo com os ensinamentos das Patentes U.S. N^2S 3.384.944 e 3.989.788 onde os filamentos de uma composição de polímero de ponto de fusão maior e uma composição de polímero de ponto de fusão menor são intermisturados uns com os outros e depositados sobre uma correia móvel para formar uma trama. A trama de filamentos é direcionada através de um dispositivo de ligação de ar quente, onde os filamentos da composição de ponto de fusão menor amolecem e fundem para formar ligações em toda a trama, resultando em um tecido nãotecido com propriedades físicas desejáveis. Os filamentos compostos da composição de polímero de ponto de fusão maior não fundem durante a ligação e proveem resistência ao tecido. Por exemplo, no tecido Reemay®, a composição de fusão maior é um homopolímero de poliéster e a composição de ligação de fusão menor é um copolímero de poliéster.

A necessidade de usar duas composições de polímero separadas aumenta as necessidades de manuseamento e processamento do processo de fabricação e torna difícil recircular ou reutilizar retalho ou material de refugo devido à presença de duas composições de polímero diferentes. Adicionalmente, a temperatura de fusão da composição de fusão menor representa uma limitação às condições de temperatura sob as quais o tecido não-tecido pode ser usado.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a tecido não-tecido produzido a partir de um sistema de polímero único. Em particular, a presente invenção usa um sistema de resina de polímero semicristalino que sofre cristalização induzida por estresse no processo de fiação da fibra. De acordo com a presente invenção, a resina de polímero semicristalino produz predominantemente fibras amorfas para ligação no tecido não-tecido e fibras semicristali3 nas para resistência do tecido. Um tecido não-tecido ligado por área é provido, onde uma pluralidade de fibras semicristalinas é termicamente ligada umas às outras e são formadas substancialmente da mesma composição de polímero.

Viscosidade intrínseca do polímero (IV), rendimento de polímero, velocidade de fiação, temperaturas de fusão, temperaturas de esfriamento e taxas de fluxo estão dentre as variáveis de processo que impactam o estresse de linha de fiação e que podem ser utilizadas para prover o nível desejado de cristalinidade nas fibras de um tecido não-tecido. Um polímero cristalizável no estado não-cristalizado ou amorfo pode formar efetivamente ligações térmicas em temperaturas relativamente baixas, mas após cristalização é mais difícil ligar termicamente. A presente invenção faz uso dessas variáveis de processo para produzir ambas a fibra semicristalina para resistência de tecido e a fibra amorfa para ligação térmica. Após ligação térmica, ambas as fibras estão presentes no tecido em estado semicristalino ou substancialmente cristalino.

Em um aspecto, a presente invenção provê um método de fabricação de um tecido não-tecido onde um polímero cristalizável é extrudado por fusão para produzir uma pluralidade de fibras e o polímero é submetido a condições de processamento de maneira que um primeiro componente do polímero é produzido, o qual é pelo menos parcialmente cristalino e um segundo componente do polímero é produzido, o qual é substancialmente amorfo. O primeiro componente do polímero está em um estado semicristalino e compreende o componente da matriz do tecido. O segundo componente do polímero não sofre qualquer cristalização substancial e como resultado permanece em um estado substancialmente amorfo. O segundo componente de polímero tem um ponto de amolecimento que é menor do que aquele do primeiro componente de polímero e então o segundo componente de polímero serve como o componente de ligação para o tecido.

As fibras são depositadas em uma superfície de coleta para formar uma trama contendo ambos o primeiro componente do polímero parcialmente cristalino e o segundo componente do polímero amorfo. As fibras são então termicamente ligadas umas às outras para formar uma trama de não-tecido ligada onde o segundo componente do polímero amorfo amolece e funde para formar ligações com o primeiro componente do polímero. Durante o processo de ligação, calor faz com que o de ligação fique pegajoso e funda com si mesmo e o componente da matriz de fibras adjacentes em pontos de contato. Ligação também realiza cristalização do segundo componente do polímero de maneira que no tecido não-tecido ligado resultante, ambos os componentes do polímero são pelo menos parcialmente cristalinos.

Em uma modalidade, filamentos contínuos da mesma composição de polímero são extrudados por fusão e processados sob condições para produzir primeiro e segundo componentes do polímero tendo níveis de cristalinidade diferentes. Por exemplo, durante a extrusão, um primeiro componente do polímero é exposto a condições de fiação que resultam em cristalização induzida por estresse no primeiro componente do polímero, enquanto o segundo componente do polímero é submetido a estresse que é insuficiente para induzir cristalização substancial. A quantidade de estresse ao qual os componentes do polímero são expostos pode ser manipulada usando várias variáveis de processo para dar o nível desejado de cristalinidade nas fibras. Tais variáveis de processo incluem viscosidade intrínseca do polímero (IV), rendimento de polímero, velocidade de fiação, temperaturas de fusão, temperaturas de esfriamento, taxas de fluxo, taxa de extração e similares.

Em uma modalidade, a presente invenção provê uma trama de não-tecido fiada que é composta de filamentos da matriz e de ligação separados compreendendo homopolímero de polietileno de tereftalato (PET). Os filamentos da matriz têm uma viscosidade intrínseca (IV) maior do que os filamentos de ligação e são extrudados por fusão sob condições que resultam nos filamentos da matriz tendo mais cristalinidade do que os filamentos de ligação. Em algumas modalidades, os filamentos de ligação podem ter uma temperatura de amolecimento que está cerca de 10°C abaixo da temperatura de amolecimento dos filamentos da matriz. Os filamentos são então ligados por área para ligar os filamentos uns aos outros em pontos de conta to. Após a ligação térmica, ambos os filamentos da matriz e de ligação estão em um estado semicristalino e geralmente exibem um pico de fusão único conforme evidenciado por um traço de DSC. Em uma modalidade, os filamentos da matriz são formados com homopolímero de PET tendo uma viscosidade intrínseca de cerca de 0,65 dl/g ou mais, tal como 0,68 dl/g, e os filamentos de ligação são formados com homopolímero de PET tendo uma viscosidade intrínseca de cerca de 0,62 dl/g ou menos, tal como 0,61 dl/g.

Em uma modalidade adicional, a presente invenção refere-se a um tecido não-tecido composto de filamentos bicomponentes que são filamentos multilobais de revestimento/núcleo ou extremidade. O revestimento ou extremidades compreendem o componente de ligação dos filamentos, enquanto o núcleo compreende o componente da matriz. Em uma modalidade, os filamentos bicomponentes compreendem homopolímero de PET tendo componentes de viscosidade intrínseca (IV) baixa e alta que correspondem aos componentes de ligação e da matriz. Os filamentos bicomponentes são fiados em velocidades onde o componente de polímero com IV maior é cristalizado através de cristalização induzida por estresse para servir como o componente da matriz e o componente de polímero de IV menor permanece em um estado substancialmente amorfo para servir como o componente de ligação. Em uma modalidade particular, os filamentos bicomponentes contêm entre 5 e 20% em peso do componente com IV menor e entre 80 e 95% em peso do componente com IV maior.

Em outro aspecto, PET reciclado pode servir como a resina de ligação. A IV do PET reciclado é ajustada para cerca de 0,62 ou menos a fim de ser usado como as fibras de ligação. Um aditivo pode ser usado para quebrar a cadeia de PET no material de polímero reciclado para reduzir a IV do polímero reciclado. Nesta modalidade, as fibras podem compreender fibras da matriz e de ligação ou multicomponentes separadas.

Tramas não-tecidas de acordo com a invenção podem ser preparadas a partir de uma variedade de composições de polímero amorfas que são capazes de sofrer cristalização induzida por estresse, tais como náilons e poliésteres incluindo polietileno de tereftalato (PET), ácido poliláctico (PLA), politrimeti6 leno de tereftalato (PTT) e polibutileno de tereftalato (PBT).

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DO(S) DESENHO(S)

Tendo então descrito a invenção em termos gerais, referência será feita agora aos desenhos acompanhantes, que não são necessariamente desenhados em escala, e onde:

a figura 1 é uma vista em perspectiva de um tecido não-tecido fiado compreendendo filamentos contínuos que são pelo menos parcialmente cristalinos e filamentos contínuos que são de natureza amorfa;

a figura 2 é uma ilustração esquemática de um aparelho para produção de tecidos não-tecidos de acordo com uma modalidade da presente invenção;

a figura 3 ilustra uma seção transversal de filamento bicomponente tendo um primeiro componente que é pelo menos parcialmente cristalino e o segundo componente que é de natureza amorfa e onde os primeiro e segundo componentes estão presentes em porções distintas da seção transversal do filamento;

a figura 4 ilustra um filamento bicomponente multilobal tendo os primeiro e segundo componentes presentes em porções distintas da seção transversal do filamento;

a figura 5 ilustra um filamento bicomponente trilobal tendo os primeiro e segundo componentes presentes em porções distintas da seção transversal do filamento;

a figura 6 é uma vista lateral em seção transversal de um tecido não-tecido compósito tendo uma construção fiada/sopro em fusão/fiada que está de acordo com uma modalidade da presente invenção;

a figura 7 é uma fotomicrografia SEM de um tecido não-tecido da técnica anterior tendo filamentos de ligação de copolimero e filamentos da matriz de homopolímero;

a figura 8 é uma fotomicrografia SEM lateral de seção transversal do tecido não-tecido da figura 7;

a figura 9 é uma fotomicrografia SEM de um tecido não-tecido que está de acordo com a invenção onde o tecido inclui filamentos da matriz e de ligação contínuos que são ligados uns aos outros;

a figura 10 é uma fotomicrografia SEM lateral de seção transversal do tecido não-tecido da figura 9;

a figura 11 é um traço de calorimetria de varredura diferencial (DSC) do tecido não-tecido da técnica anterior da figura 7 onde podem ser vistas temperaturas de fusão distintas para o copolímero de PET dos filamentos de ligação e o homopolímero de PET dos filamentos da matriz;

a figura 12 é um traço de calorimetria de varredura diferencial (DSC) do tecido não-tecido da invenção da figura 9 onde o traço de DSC mostra uma temperatura de fusão única para os filamentos de ligação e de matriz;

a figura 13 é um traço de calorimetria de varredura diferencial (DSC) de um tecido não-tecido da técnica anterior tendo filamentos bicomponentes contínuos onde um copolímero de PET forma o componente de ligação e um homopolímero de PET foram o componente de matriz, e onde o traço de DSC inclui temperaturas de fusão distintas para os componentes de ligação e de homopolímero;

a figura 14 é um traço de calorimetria de varredura diferencial (DSC) de um tecido não-tecido que está de acordo com a invenção e compreendendo filamentos bicomponentes contínuos onde um componente de ligação de PET compreende o revestimento e um componente de matriz de PET compreende o núcleo, e onde o traço de DSC mostra uma temperatura de fusão única para os componentes de ligação e de matriz;

a figura 15A é uma fotomicrografia de um tecido não-tecido composto de homofilamentos da matriz e de ligação que foram termicamente ligados uns aos outros e onde o tecido foi tingido com um corante para revelar os níveis diferentes de orientação nos filamentos de matriz e de ligação; e a figura 15B é a fotomicrografia da figura 15A em escala cinza onde um tecido não-tecido composto de homofilamentos de matriz e de ligação que foram termicamente ligados uns aos outros, e onde o tecido foi tingido com um corante para revelar níveis diferentes de orientação nos filamentos da matriz e de ligação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção será agora descrita mais integralmente daqui em diante com referência aos desenhos acompanhantes, onde algumas, mas não todas as modalidades da invenção, são mostradas. Na verdade, essas invenções podem ser concretizadas em muitas formas diferentes e não devem ser consideradas como limitadas às modalidades mostradas aqui; pelo contrário, essas modalidades são providas de modo que o relatório vai satisfazer necessidades legais aplicáveis. Números iguais referem-se a elementos iguais.

A presente invenção refere-se a tecido não-tecido que é formado através de extrusão por fusão de um polímero termoplástico amorfo cristalizável para produzir uma pluralidade de fibras. As fibras são depositadas em uma superfície de coleta para formar uma trama, e as fibras são ligadas umas às outras para formar um tecido não-tecido coerente forte. O polímero termoplástico amorfo cristalizável usado para produção das fibras é capaz de sofrer cristalização induzida por estresse. Durante o processamento, um primeiro componente da composição de polímero é submetido a condições de processo que resultam em cristalização induzida por estresse de modo que o primeiro componente do polímero está em um estado semicristalino. Um segundo componente do polímero é processado sob condições que são insuficientes para induzir cristalização e então o segundo componente do polímero permanece substancialmente amorfo. Devido à sua natureza amorfa, o segundo componente do polímero tem uma temperatura de amolecimento abaixo daquela do primeiro componente de polímero semicristalino e é então capaz de formar ligações térmicas em temperaturas abaixo da temperatura de amolecimento do primeiro componente do polímero. Então, o segundo componente do polímero amorfo pode ser utilizado como um componente de ligação do tecido não-tecido enquanto o primeiro componente de polímero semicristalino pode servir como um componente de matriz do tecido não-tecido provendo as propriedades físicas de resistência necessárias do tecido tal como resistência à tensão e rasgo.

Por amorfo quer dizer que o grau de cristalinidade no segundo componente do polímero é menos do que aquele que é desejado para o primeiro componente do polímero, e é suficientemente baixo de maneira que o segundo polímero tem uma temperatura de amolecimento abaixo da temperatura de amolecimento do primeiro componente do polímero. O termo temperatura de amolecimento refere-se em geral à temperatura ou faixa de temperatura na qual o componente do polímero amolece e se torna pegajoso. A temperatura de amolecimento dos primeiro e segundo componentes de polímero pode ser prontamente determinada através de métodos de teste-padrão na indústria, por exemplo, ASTM D1525-98 Standard Test Method for Vicat Softening Temperature of Plastics e ISO 306:1994 Plastic-Thermoplastic materiais - determination of Vicat softening temperature. A temperatura de amolecimento do segundo componente de polímero está desejavelmente pelo menos 5°C abaixo daquela do primeiro componente do polímero, com uma diferença na temperatura de amolecimento entre 5 e 30°C sendo preferida, e com uma diferença entre 8 a 20°C sendo típica. Em uma modalidade particular, a temperatura de amolecimento do segundo componente do polímero está cerca de 10°C abaixo daquela do primeiro componente do polímero. A diferença na temperatura de amolecimento permite que o segundo componente do polímero seja tornado pegajoso e forme ligações térmicas em temperaturas abaixo da temperatura na qual o primeiro componente do polímero começaria a amolecer e se tornar pegajoso.

Durante uma etapa de ligação, a trama de fibras não-ligadas é aquecida para o ponto que o componente de ligação amorfo amolece e funde com ele mesmo e com o componente da matriz de fibras adjacentes em pontos de contato para formar um tecido não-tecido coerente forte. Durante a ligação, o componente de ligação também sofre tipicamente cristalização térmica de modo que no tecido não-tecido ligado resultante ambos os componentes da matriz e de ligação são pelo menos parcialmente cristalinos. Tipicamente, as condições de ligação permitem uma cristalização substancialmente completa de ambas as fibras de matriz e as fibras de ligação. Como resultado, uma curva de calorimetria de varredura diferencial (DSC) do tecido ligado revela apenas um pico único correspondendo ao calor latente de fusão das regiões cristalinas nas fibras de matriz e de ligação. Isto está em contraste distinto com o que é observado em tecidos ligados por área convencionais que se apoiam em uma composição de ligação de temperatura de fusão menor para ligação.

O tecido não-tecido da presente invenção é então distinguível dos tecidos não-tecidos ligados por área produzidos através de processos conhecidos da técnica anterior pelo fato de que o não-tecido da invenção é ligado por área, todavia consiste em apenas um sistema de polímero do qual ambas as fibras de resistência ou matriz e as fibras de ligação do tecido nãotecido são formados. Uma vantagem do uso de um sistema de polímero único para formar ambos os componentes de ligação e de matriz é um aperfeiçoamento em ambos o custo e a eficiência. Em contraste com alguns tecidos não-tecidos da técnica anterior, não há necessidade em usar uma resina de ligação adicional tendo uma química de polímero diferente da resina da matriz. Em geral, resinas de ligação convencionais podem requerer a presença de equipamento de extrusão adicional, linhas de transferência e similares. Como resultado, os custos associados com tais não-tecidos podem ser maiores. Na presença invenção, utilização de um sistema de polímero único pode ajudar a reduzir esses custos e ineficiências. No caso de fibras bicomponentes, o uso de um sistema de polímero único pode também resultar no componente de ligação sendo distribuído mais uniformemente em toda a trama por que os componentes da matriz e de ligação são distribuídos ao longo da mesma fibra.

Embora ambas as fibras de matriz e de ligação sejam pelo menos parcialmente cristalinas no tecido ligado final, elas têm morfologia e orientação molecular diferentes. As fibras da matriz foram cristalizadas sob estresse, enquanto as fibras de ligação foram termicamente cristalizadas sem estresse. Tingimento das fibras com corantes comuns permite que uma pessoa observe os dois tipos distintos de fibras. Absorção de corante é muito sensível à orientação molecular, cristalinidade e morfologia. Os dois tipos de fibra exibem absorções de corante diferentes. As fibras de ligação têm níveis menores de orientação molecular diferencial e absorvem corante mais pron tamente do que as fibras da matriz. Uma maneira adequada de observar as diferenças nos dois tipos de fibras é pegar um tecido não-tecido produzido de acordo com a presente invenção que foi ligado e impresso por calor para cristalizar integralmente ambas as fibras de ligação e de matriz e reduzir a 5 reticulação do tecido não-tecido e tingir o tecido não-tecido usando corantes adequados para a composição de polímero particular. Por exemplo, fibras de PET podem ser adequadamente tingidas usando corantes tal como Terasil Blue GLF (Ciba Specialty Chemicals) em água fervente. Inspeção do tecido resultante a olho nu ou através de microscopia vai mostrar as fibras de liga10 ção tingidas mais escuras do que as fibras de matriz, como pode ser visto nas figuras 15A e 15B.

Composições de polímero que podem ser usadas de acordo com a invenção incluem geralmente polímeros que são capazes de sofrer cristalização induzida por estresse e são relativamente amorfos quando fun15 didos. Composições de polímero adequadas podem incluir poliésteres e poliamidas tais como náilons. Poliésteres exemplares podem incluir polietileno de tereftalato (PET), politrimetileno de tereftalato (PTT), polibutileno de tereftalato (PBT) e ácido poliláctico (PLA) e copolímeros e combinações dos mesmos.

A presente invenção pode ser usada para preparar uma variedade de tecidos não-tecidos diferentes incluindo tecidos não-tecidos fiados, tecidos fiados por sopro em fusão (melt blown), combinações dos mesmos e similares. A presente invenção pode ser também usada para formar uma variedade de fibras diferentes incluindo fibras curtas, filamentos contínuos e 25 fibras multicomponentes. A menos que de outro modo declarado, o termo fibra é usado para se referir genericamente a ambas as fibras curtas de comprimento diferente e filamentos contínuos.

Conforme acima discutido, as fibras compreendendo os primeiro e segundo componentes de polímero podem ser produzidas através de ex30 trusão por fusão de uma composição de polímero fundido relativamente amorfo sob condições de processo que induzem orientação, e então cristalização em um dos componentes, enquanto o segundo componente perma12 nece principalmente amorfo. Métodos de indução e controle do grau de cristalização incluem parâmetros tais como velocidade de fiação, temperaturas de fiação e extração, condições de esfriamento, razões de extração, viscosidade intrínseca da corrente fundida, rendimento do polímero, temperaturas de fusão, taxas de fluxo e combinações dos mesmos.

Por exemplo, durante o processo de extrusão, um primeiro grupo de filamentos contínuos pode ser extrudado e atenuado sob um primeiro conjunto de condições que resultam em cristalização induzida por estresse e a mesma composição de polímero pode ser usada para produzir um segundo grupo de filamentos contínuos que são extrudados e atenuados sob um segundo conjunto de condições que não resultam em cristalização induzida por estresse e induzem cristalização mínima ou nenhuma nos filamentos. As condições de diferenciação podem incluir uma ou mais das variáveis que seguem: rendimento de polímero, taxa de ar de esfriamento, razão de extração (para filamentos mecanicamente extraídos), pressão do ar (para filamentos pneumaticamente atenuados). Submissão da corrente de fusão do polímero a estresse dá orientação ao polímero amorfo, e então causa cristalinidade induzida por estresse nos filamentos. Em geral, composições de polímero tal como poliéster permanecem em um estado relativamente amorfo quando fiado em velocidades baixas. Em taxas de extrusão maiores, a quantidade de estresse no polímero aumenta, o que resulta em aumentos na cristalinidade do polímero. Por exemplo, fiação em velocidade relativamente alta causa estresse alto nas fibras fundidas que resulta em orientação e cristalização das moléculas de polímero. A velocidade de fiação usada é geralmente dependente das propriedades desejadas do tecido resultante, propriedades do polímero, tal como viscosidade intrínseca e energia gerada em formação de cristais, e outras condições de processamento tais como a temperatura do polímero fundido usado, taxa de fluxo capilar, temperaturas de fusão e ar de esfriamento e condições de extração. Em uma modalidade, as fibras são fiadas em velocidades de fiação moderadas a altas a fim de induzir o nível desejado de cristalinidade. Deste modo, a quantidade desejada de cristalinidade nas fibras é um parâmetro importante na determinação das condições de processo sob as quais cristalização é induzida no primeiro componente do polímero.

Adicionalmente, as fibras podem ser fiadas em velocidades menores e então mecanicamente extraídas em razões de extração que submetem as fibras fundidas a níveis de estresse necessários para induzir orientação e cristalização. As condições necessárias para induzir cristalização podem também variar com as propriedades físicas do próprio polímero, tal como a viscosidade intrínseca do fundido do polímero. Por exemplo, um polímero tendo uma viscosidade intrínseca maior vai sofrer mais estresse em uma velocidade de fiação ou taxa de extração do que um polímero tendo uma viscosidade intrínseca menor que é processado sob condições similares.

Em uma modalidade preferida, os primeiro e segundo componentes do polímero podem ser formados através da seleção de duas composições de polímero que são iguais, isto é, o mesmo polímero, mas diferentes em viscosidade intrínseca e em peso molecular com relação uma à outra. Em uma dada taxa de extrusão, a composição de polímero tendo a viscosidade intrínseca maior vai sofrer mais estresse do que aquele sofrido pela composição de polímero tendo uma viscosidade intrínseca menor. Como resultado, a composição de polímero para os primeiro e segundo componentes de polímero pode ser selecionada com base em viscosidade intrínseca. Diferenças em viscosidade intrínseca entre os primeiro e segundo componentes de polímero podem ser conseguidas de várias maneiras. Por exemplo, muitos fabricantes de resina oferecem graus diferentes do mesmo polímero, e dois graus diferentes do mesmo polímero podem ser selecionados, os quais diferem na viscosidade intrínseca. Diferenças na viscosidade intrínseca podem ser também conseguidas através da adição de um ou mais aditivos que altera a viscosidade intrínseca ou peso molecular do polímero. Exemplos de tais aditivos incluem etileno glicol, propileno glicol, estearato de magnésio e água.

Em uma modalidade, os primeiro e segundo componentes do polímero são formados de duas composições de polímero separadas com14 preendendo polietileno de tereftalato onde as composições de polímero têm uma diferença em viscosidade intrínseca que é pelo menos 0,15. Em uma modalidade particular, o componente da matriz é formado com homopolímero de PET tendo uma viscosidade intrínseca de 0,68 dl/g ou mais, e o componente de ligação é formado com homopolímero de PET tendo uma viscosidade intrínseca de 0,61 dl/g ou menos.

Em uma modalidade particularmente útil, a presente invenção provê um tecido não-tecido fiado formado de filamentos contínuos compreendendo o primeiro componente de polímero (isto é, componente da matriz ou fibras da matriz) e filamentos contínuos compreendendo o segundo componente polimérico (isto é, componente de ligação ou fibras de ligação) que são termicamente ligados uns aos outros para produzir uma trama forte e coerente. Com relação a isso, a figura 1 ilustra uma modalidade da invenção onde um tecido não-tecido fiado ligado por área 10 é formado de filamentos contínuos 14 compreendendo o primeiro componente do polímero e filamentos contínuos 16 do segundo componente do polímero que são ligados uns aos outros. Nesta modalidade, os filamentos 14, 16 são produzidos através de extrusão por fusão do polímero através de um ou mais fieiras para formar primeiro e segundo grupos de filamentos contínuos. Os primeiro e segundo grupos de filamentos são então submetidos a condições de processamento onde o primeiro grupo de filamentos contínuos é submetido a estresse que induz cristalização e o segundo grupo de filamento continuo é submetido a estresse que é insuficiente para induzir cristalização. Como resultado, o polímero do qual os filamentos 14 são formados é pelo menos parcialmente cristalizado, e o polímero dos filamentos 16 permanece em estado substancialmente amorfo.

Aplicação de calor suficiente a uma trama compreendendo filamentos 14, 16 tendo os primeiro e segundo componentes do polímero faz com que os filamentos 16 amoleçam e fundam com os filamentos 14 em pontos de contato de modo que os filamentos se liguem uns aos outros para formar uma trama forte e coerente.

A figura 1 também inclui uma seção ampliada 12 do tecido e mostra filamentos individuais 14,16 ligados uns aos outros. Conforme mostrado, o tecido não-tecido 10 compreende homofilamentos 14 que são pelo menos parcialmente cristalinos (isto é, primeiro componente do polímero) e homofilamentos 16, que são principalmente de natureza amorfa (isto é, segundo componente do polímero). Ligações térmicas 18 entre os filamentos 14, 16 acontecem nos pontos onde os filamentos amorfos intersectam uns com os outros e com filamentos pelo menos cristalinos. Embora a figura 1 mostre filamentos 14, 16 como sendo distintos, deve ser reconhecido que quando da ligação térmica os primeiros e segundo componentes dos filamentos 14, 16, respectivamente, estão tipicamente ambos em um estado parcialmente cristalino.

Em uma modalidade, o tecido não-tecido fiado mostrado na figura 1 compreende de a partir de cerca de 65% a 95%, e mais preferivelmente entre 80 e 90%, dos filamentos formados do primeiro componente do polímero e de a partir de cerca de 5 a 35%, e mais preferivelmente entre 5 e 20%, dos filamentos compreendidos do segundo componente do polímero.

A figura 2 ilustra esquematicamente uma disposição de aparelho para produção de um tecido não-tecido fiado de acordo com uma modalidade da presente invenção. O aparelho inclui primeiro e segundo feixes 22 de fiação sucessivamente dispostos montados acima de uma correia transportadora sem-fim 24. Embora o aparelho ilustrado tenha dois feixes de fiação, será compreendido que outras configurações de aparelho com apenas um feixe de fiação ou com três ou mais feixes de fiação poderíam ser empregadas. Cada feixe se estende transversalmente na direção transversal da máquina, e os respectivos feixes são sucessivamente dispostos na direção da máquina. Cada feixe é fornecido com polímero cristalizável fundido de um ou mais extrusores (não-mostrado). Fieiras com orifícios configuradas para produção de filamentos contínuos são montadas para cada um dos feixes de fiação 22. Em uma modalidade ilustrativa, dois graus separados da mesma composição de polímero são usados, com o polímero diferindo apenas em sua viscosidade intrínseca. O polímero de grau IV maior é alimentado a um ou mais dos feixes de fiação para formação de filamentos da matriz e o po16 límero de grau IV menor é alimentado a um segundo feixe de fiação para formação de filamentos de ligação.

Os filamentos recém-extrudados são esfriados e solidificados através de contato com um fluxo de ar frio, e os filamentos são então atenuados e extraídos, ou mecanicamente ou por rolos de extração, ou pneumaticamente através por dispositivos atenuadores 26. O estresse da' linha de fiação produzido nos filamentos pelos rolos de extração ou dispositivos atenuadores 26 causa cristalização induzida por estresse no polímero de grau IV maior que forma os filamentos da matriz , enquanto o polímero de grau IV menor que forma os filamentos de ligação sofre pouca ou nenhuma cristalização induzida por estresse e permanece substancialmente amorfo.

Os filamentos são então depositados aleatoriamente na correia 24 de avanço para formar uma trama. Os filamentos são então termicamente ligados para dar a coerência e a resistência da trama. Ligação por área é uma técnica particularmente útil para ligação da trama. Ligação por área envolve tipicamente passagem da trama por uma calandra aquecida composta de dois rolos de aço lisos ou passagem de vapor, ar ou outro gás aquecido através da trama para fazer com que os filamentos compreendendo o segundo componente do polímero fiquem pegajosos e fundam uns aos outros.

Na modalidade ilustrada, a trama de filamentos não-ligados é mostrada como sendo direcionada através de um consolidador a vapor 32, um exemplo do qual é geralmente mostrado em Estes e outros, Patente U.S. N^s 3.989.788. A trama é contatada com vapor saturado, que serve para amolecer as fibras de ligação. A trama é então transferida para um dispositivo de ligação de ar quente 34. As temperaturas usadas na operação de ligação são consideravelmente maiores do que aquelas usadas no consolidador, a temperatura selecionada sendo dependendo da temperatura de adesão das fibras de ligação e das propriedades desejadas no produto (por exemplo, resistência, estabilidade dimensional ou rigidez). Para fibras compreendendo polietileno de tereftalato, a trama consolidada é tipicamente exposta a ar a 140 até 250°C, preferivelmente 215 até 250°C durante a ligação. Durante as etapas de consolidação e ligação, as fibras de ligação amolecem e a derem, produzindo ligações por fusão onde os filamentos cruzam uns com os outros. O tecido não-tecido resultante é um não-tecido ligado por área, com os sítios de ligação uniformemente distribuídos por toda área e espessura do tecido. Os sítios ligados proveem as propriedades de folha desejadas tais como resistência a rasgamento e resistência à tensão. A trama ligada passa sobre o rolo de saída para um dispositivo de enrolamento 36.

Em geral, ligação por área da trama não-tecida resulta em ambos o primeiro componente do polímero e o segundo componente do polímero estando em um estado pelo menos cristalino, de modo que o polímero semicristalino tem um grau de cristalinidade que é pelo menos 70% de sua cristalinidade máxima que pode ser atingida. Em uma modalidade, ligação por área resulta nos primeiro e segundo componentes do polímero tendo um grau de cristalinidade que é pelo menos 90% de sua cristalinidade máxima que pode ser atingida, tal como pelo menos 99% de sua cristalinidade máxima que pode ser atingida. Outras técnicas de ligação por área que podem ser usadas incluem ligação ultrassônica, ligação RF e similar.

Em ainda outro aspecto da invenção, um tecido não-tecido fiado pode ser formado a partir de filamentos bicomponentes contínuos onde os primeiro e segundo componentes do polímero estão presentes em porções distintas da seção transversal dos filamentos. O termo filamentos bicomponentes refere-se a filamentos onde o primeiro e o segundo componentes estão presentes em porções distintas da seção transversal do filamento e se estendem substancialmente continuamente ao longo do comprimento dos filamentos. Em uma modalidade, a seção transversal das fibras bicomponentes inclui uma região distinta compreendendo o primeiro componente do polímero que foi submetido a condições que induzem cristalização e uma segunda região distinta onde o segundo componente do polímero permanece principalmente em um estado amorfo. A configuração de seção transversal de tal filamento bicomponente pode ser, por exemplo, uma disposição de revestimento/núcleo onde um polímero é circundando por outro, uma disposição lado a lado ou uma configuração multilobal.

Na presente modalidade, os primeiro e segundo componentes podem ser produzidos através da provisão das duas correntes de um polímero amorfo fundido onde o polímero do qual o segundo componente de polímero é formado tem uma viscosidade intrínseca menor do que o polímero do primeiro componente de polímero. Durante a extrusão, as correntes são combinadas para formar uma fibra multicomponente. As correntes derretidas combinadas são então submetidas a estresse que induz cristalização no polímero de viscosidade intrínseca maior e é insuficiente para induzir cristalização no polímero de viscosidade intrínseca menor para então produzir os primeiro e segundo componentes do polímero, respectivamente.

As figuras 3 a 5 ilustram modalidades da invenção onde o primeiro componente do polímero 40 (componente da matriz) compreende uma porção da seção transversal da fibra e o segundo componente do polímero 42 (componente de ligação ) compreende outra porção da seção transversal da fibra. Fibras bicomponentes de acordo com a invenção podem ser preparadas usando o aparelho e o método descritos acima em conexão com a figura 2 onde as fieiras são projetadas para produzir um filamento bicomponente da configuração de seção transversal desejada. Fieiras adequadas estão comercialmente disponíveis de várias fontes. Um tipo de fieira para formação de filamentos bicomponentes é descrito em Hills Patente U.S. N²5.562.930. As fieiras podem ser configuradas para formar filamentos bicomponentes em todos os orifícios da fieira ou, alternativamente, dependendo das características do produto particular desejadas, as fieiras podem ser configuradas para produzir um pouco de filamento multilobal bicomponente e alguns filamentos multilobais formados totalmente de um dos primeiro e segundo componentes do polímero. Métodos de produção de filamentos bicomponentes são discutidos em mais detalhes na Publicação de Patente U.S. N² 2003/0119403, cujos conteúdos são aqui incorporados a título de referência.

A figura 3 ilustra um filamento bicomponente onde os primeiro e segundo componentes do polímero são dispostos em uma configuração lado-a-lado. As figuras 4 e 5 ilustram filamentos bicomponentes onde os filamentos bicomponentes têm uma seção transversal modificada definindo Io bos múltiplos. Nessas modalidades, é importante que o componente de ligação esteja presente em pelo menos uma porção da superfície do filamento e, desejavelmente, o componente de ligação deve estar localizado em pelo menos um dos lobos da seção transversal de filamento multilobal. Mais preferivelmente, o componente de ligação está localizado na extremidade de um ou mais dos lobos. Em uma modalidade, o componente de ligação compreende de a partir de cerca de 2 a cerca de 25 por cento em peso do filamento e, preferivelmente, de a partir de cerca de 5 e 15 por cento em peso do filamento.

A figura 4 ilustra uma seção transversal de filamento multilobal sólida onde o filamento tem quatro lobos. O componente de matriz 40 (primeiro componente do polímero) ocupa a porção central da seção transversal do filamento e o componente de ligação 42 ocupa a porção da extremidade de cada lobo. Em uma modalidade alternativa, o componente de ligação pode ocupar a porção da extremidade de apenas um lobo único, ou as extremidades de dois ou três dos lobos. A figura 5 ilustra uma seção transversal de filamento trilobal sólido onde o componente de ligação 42 ocupa a porção de extremidade de cada lobo. Em uma forma alternativa, o componente de ligação 42 pode ocupar apenas um ou dois dos três lobos.

Em ainda outro aspecto, a presente invenção provê tecidos nãotecidos onde um do primeiro ou segundo componente compreende fibras de sopro em fusão e o outro componente de polímero compreende filamentos contínuos fiados. O termo fibras de sopro em fusão significa fibras formadas através da extrusão de um material termoplástico fundido através de uma pluralidade de capilares de molde, finos, geralmente circulares, como fios ou filamentos fundidos em correntes de gás aquecido em alta velocidade convergentes (por exemplo, ar) que quebram os filamentos em fibras curtas. Em algumas modalidades, o gás em alta velocidade pode ser usado para atenuar os filamentos para reduzir seu diâmetro, o que pode resultar em fibras tendo um diâmetro de microfibra. Em seguida, as fibras sopro em fusão são carregadas pela corrente de gás em alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta para formar uma trama de fibras de sopro em fusão aleatoriamente dispersas.

A figura 6 ilustra um tecido não-tecido compósito 50 tendo uma construção fiada/sopro em fusão/fiada incluindo uma camada interna 52 de fibras de sopro em fusão que é posta entre um par de camadas externas fiadas 54. Em uma modalidade, camadas externas 54 são formadas de filamentos contínuos que são pelo menos parcialmente cristalinos e servem como fibras de matriz no tecido não-tecido, e a camada interna 52 é formada de fibras de sopro em fusão que são principalmente de natureza amorfa. As fibras de sopro em fusão têm uma temperatura de adesão menor do que os filamentos contínuos e servem como fibras de ligação que fluíram e fundiram as fibras e filamentos uns aos outros para formar um tecido forte e coerente.

Com referência novamente à FIGURA 2, em uma modalidade alternativa da presente invenção, os filamentos podem ser produzidos a partir da mesma composição de polímero idêntica, mas podem ser submetidos a condições de processamento que são um grupo de filamentos que sofre cristalização induzida por estresse e outro grupo de filamentos que permanece substancialmente amorfo. Por exemplo, um ou mais dos feixes de fiação podem dar filamentos que sofrem cristalização induzida por estresse como um resultado do rendimento de polímero e/ou razão de extração ou ajustes de atenuador. Filamentos de outro feixe de fiação podem ser submetidos a condições, por exemplo, rendimento de polímero e/ou razão de extração ou atenuação, que resultam nos filamentos tendo pouca ou nenhuma cristalização induzida por estresse.

A maneira principal e mais preferida para obter as temperaturas de cristalinidade e amolecimento diferentes nos filamentos é através de leve alteração da viscosidade intrínseca do polímero dos dois componentes do polímero. Isto pode ser conseguido, por exemplo, através da seleção de dois graus diferentes da mesma composição de polímero, que diferem apenas na viscosidade intrínseca do polímero. É também possível diminuir a viscosidade intrínseca da composição de polímero de modo que ela pode ser usada como o componente de formação de ligação com IV menor. Por exemplo, aditivos podem ser usados para quebrar algumas das cadeias de polímero para diminuir a IV e/ou polímero reciclado pode ser usado como parte ou todo o componente com IV menor. Por exemplo, PET reciclado pode ser usado como o componente de polímero de formação de ligação de IV menor. A IV do PET reciclado pode ser ajustada para 0,62 dl/g ou menos a fim de permitir que ele seja usado como o componente de ligação. É também possível atingir cristalinidade diferente nos dois componentes de polímero através do uso de aditivos que alteram o estresse da linha de fiação. Diferenças na cristalinidade podem ser obtidas através da incorporação de quantidades menores de aditivos ou polímeros que vai diminuir o estresse da linha de fiação, então retardando a cristalização. Por exemplo, um PTT de IV muito baixa pode ser adicionado ao PET em quantidades pequenas para diminuir o estresse da linha de fiação e retardar a cristalização. Alternativamente, etileno glicol, ácidos graxos ou outros aditivos compatíveis podem ser adicionados ao PET para lubrificar ou plastificar a resina conforme ela é extrudada e então reduzir o estresse da linha de fiação.

Deve ser reconhecido que os primeiro e/ou segundo componentes podem também incluir aditivos do tipo que é convencionalmente empregado em fibras de polímero fiadas por fusão (meltspun), tais como corantes, pigmentos, plastificantes, abrilhantadores ópticos, cargas, etc.

Tecidos não-tecidos de acordo com a invenção podem ser usados em uma ampla variedade de aplicações diferentes, tais como artigos de vestuário, folhas para secagem, toalhas e similares. Em algumas modalidades, tecidos não-tecidos de acordo com a invenção podem ser usados em aplicações de temperatura maior porque um componente de ligação de ponto de fusão menor não é necessário para ligar as fibras umas às outras. As temperaturas de uso superior prolongadas são desejadas em filtragem de fluido em alta temperatura e em plásticos reforçados por tecido.

Os exemplos que seguem são providos para ilustrar várias modalidades da invenção e não devem ser considerados como limitantes da invenção de modo algum.

Exemplo 1 (Comparativo): Fibras de Matriz de Homopolímero e de Ligação de Copolimero Separadas

Um não-tecido ligado por área foi produzido usando filamentos de homopolímero de PET e copolímeros de PET modificado por ácido isoftálico (IPA) separados. O spinpack consistia em 120 orifícios trilobais para homopolímero e 12 orifícios redondos para copolimero. Ambos o copolimero e o homopolímero foram secos a 140°C por 5 horas antes da extrusão. O rendimento do polímero foi 1,8 grama/orifício/minuto para ambos o homopolímero e o copolimero. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saíram da fieira e as fibras extraídas para menos de 4 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo:

Homopolímero: homopolímero de PET DuPont 1941 (IV de 0,67 dl/g, ponto de fusão 260°C);

Copolimero: copolimero de PET modificado com IPA DuPont 3946R (IV de 0,65 dl/g, ponto de fusão 250°C);

Rendimento do homopolímero: 1,8 grama/orifício/minuto;

Rendimento do copolimero: 1,8 grama/orifício/minuto;

% de Copolimero: 9%;

Velocidade de fiação: 3.000 fios/minuto;

Denier da fibra: 4 dpf.

Condições do extrusor de homopolímero:

Zona 1: 293°C

Zona 2: 296°C

Zona 3: 299°C

Zona 4: 302°C

Temperatura de bloqueio: 304°C.

Condições do extrusor de copolimero:

Zona 1: 265°C

Zona 2: 288°C

Zona 3: 293°C

Temperatura de bloqueio: 304°C

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio móvel se movendo em uma velocidade de 18,9 m/min (62 pés/minuto) e tratados com vapores a 115°C para manter a trama unida, de maneira que ela poderia ser transferida para o dispositivo de ligação. A trama foi então submetida à ligação a 220°C em um dispositivo para ligação a ar para produzir um nãotecido ligado por área. O peso base da trama não-tecido era 0,8 osy.

Exemplo 2 (Invenção): Filamentos da Matriz de Homopolímero e de Ligação de Homopolímero Separados

Um não-tecido ligado por área que está de acordo com a presente invenção foi formado a partir de primeiro e segundo componentes de polímero que foram produzidos usando filamentos de homopolímero de PET separados tendo IVs de polímero diferentes. O spinpack consistia em 120 orifícios trilobais para o homopolímero de IV maior (fibras de resistência) e 12 orifícios redondos para o homopolímero com IV menor (fibras de ligação). Ambos os homopolímeros foram secos a 140°C por 5 horas antes da extrusão. O rendimento de polímero foi 1,8 grama/orifício/minuto para ambas as resinas de PET. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saíram da fieira e as fibras extraídas para menos de 4 dpf usando rolos godet.

As condições são sumarizadas abaixo:

Filamentos de homopolímero (primeiro componente do polímero): homopolímero de PET DuPont 1941 (IV de 0,67 dl/g, ponto de fusão 260°C);

Homopolímero (segundo componente do polímero): homopolímero de PET Eastman F61HC (IV de 0,61 dl/g, temperatura de fusão de 260°C);

Rendimento do primeiro componente do polímero: 1,8 grama/orifício/minuto;

Rendimento do segundo componente do polímero: 1,8 grama/orifício/minuto;

Segundo componente do polímero: 9%;

Velocidade de fiação: 3.000 fio/minuto;

Denier da fibra: 4 dpf.

Condições do extrusor do componente do primeiro polímero:

Zona 1: 293°C

Zona 2: 296°C

Zona 3: 299°C

Zona 4: 302°C

Temperatura de bloqueio: 304°C.

Condições do extrusor do segundo copolímero:

Zona 1: 296°C

Zona 2: 299°C

Zona 3: 302°C

Temperatura de bloqueio: 304°C

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio móvel se movendo em uma velocidade de 18,9 m/min (62 pés/minuto) e tratados com vapores a 115°C para manter a trama unida, de maneira que ela podería ser transferida para o dispositivo de ligação. Os filamentos foram então ligados uns aos outros a 220°C para produzir um não-tecido ligado por área. O peso base da trama não-tecida era 0,8 osy. A Tabela 1 abaixo comparada as propriedades de..tecidos não-tecidos preparados nos Exemplo 1 e 2. As tramas não-tecidas foram testadas de acordo com o método geral para têxteis ASTM D-1117.

Tabela 1: Propriedades Físicas dos Exemplos 1 e 2

Propriedade	Exemplo 1 (Comparativo)	Exemplo 2 (Invenção)	MÉTODO DE TESTE
MD Resistência à Tração kg (Ibs)	7,62(16,8)	6,44 (14,2)	D-5034
MD Along. tração (%)	40,8	60,3	D-5034
MD Mod. de tração N.m (Ib/in)	89,26 (7,9)	81,35 (7,2)	D-5034
XD Resistência à Tração kg (Ibs)	5,4(11,9)	5,08 (11,2)	D-5034
XD Along. tração (%)	44	67	D-5034
XD Mod. tração N.m (Ib/in)	70,05 (6,2)	55,36 (4,9)	D-5034
MD Ruptura da Tira kg (Ibs)	3,27 (7,2)	2,63 (5,8)	D-5035
MD Alongamento da Tira (%)	40	29	D-5035
MD Mod. Tira N.m (Ib/in)	54,23 (4,8)	54,23 (4,8)	D-5035

XD Ruptura da Tira kg (Ibs)	1,22 (2,7)	1,32 (2,9)	D-5035
Propriedade	Exemplo 1 (Comparativo)	Exemplo 2 (Invenção)	MÉTODO DE TESTE
XD Along. da tira (%)	32	20	D-5035
XD Mod. tira N.m (Ib/in)	22,6 (2,0)	30,51 (2,7)	D-5035
MD Rasgo Trap. kg (Ibs)	2,31 (5,1)	4,26 (9,4)	D-5733
XD Rasgo Trap. kg (Ibs)	2,49 (5,5)	4,22 (9,3)	D-5733
170°C MD Reticulação (%)	2,8	0,7	D-2259
170°C XD Reticulação (%)	-0,7	-0,2	D-2259
Perm. de AR (cfm)	770	710	D-737
Espessura (mils)	7,5	7,5	D-5729
Peso Base (osy)	0,81	0,82	D-2259

A partir da Tabela 1, pode ser visto que muitas das propriedades do Exemplo 1 (comparativo) e do Exemplo 2 (da invenção) são similares. A tensão da tira era um pouco maior para o Exemplo 1, no entanto, os rasgos trapezoidais do Exemplo 2 foram quase duas vezes aqueles do Exemplo 1.

As figuras 7 e 8 são fotomicrografias SEM do tecido não-tecido do Exemplo 1. Como pode ser visto nas figuras 7 e 8, os filamentos de copolímero do tecido fundiram e fluíram juntos com os filamentos da matriz de temperatura de fusão mais alta para então se ligarem aos filamentos da matriz juntos. Como resultado, em algumas áreas do tecido os filamentos de 10 ligação de copolímero tinham amolecido e fluíram para o ponto que eles não têm mais qualquer estrutura discernível ou formato tipo filamento. Os únicos filamentos que podem ser prontamente vistos são os filamentos do homopolímero de temperatura de fusão mais alta. As figuras 9 e 10 são fotomicrografias SEM do tecido não-tecido do Exemplo 2 (da invenção). Em contraste 15 com o tecido não-tecido do Exemplo 1, ambos os filamentos de ligação e os filamentos da matriz são claramente visíveis nas figuras 9 e 10. Em particular, os filamentos de ligação têm uma estrutura de filamento discernível que permanece intacta. As fotomicrografias também revelam que os filamentos de ligação tiveram um pouco de deformação em torno dos filamentos da ma triz para ligar os filamentos de ligação aos filamentos da matriz em pontos de contato sem fusão ou perda de estrutura de filamento de ligação. Em uma modalidade, o tecido não-tecido da invenção é caracterizado por uma falta de regiões onde os filamentos de ligação fundiram e fluíram juntos e em torno do filamento da matriz. Na modalidade das figuras 9 e 10, o tecido é ainda caracterizado por ter uma pluralidade de filamentos contínuos interconectados onde alguns dos filamentos (filamentos de ligação) fundiram a outros filamentos em pontos de contato e onde alguns dos filamentos (filamento da matriz) não fundiram uns aos outros em pontos de contato, tal como quando dois filamentos da matriz contatam um o outro. Ainda, os filamentos de ligação não parecem formar gotículas, que são geralmente formadas em conexão com o Exemplo 1. Tais gotículas podem ser deslocadas durante manuseamento subsequente, o que pode levar à contaminação de partícula.

A figura 11 é um traço de calorimetria de varredura diferencial (DSC) do tecido não-tecido do Exemplo 1. O traço de DSC mostra claramente dois pontos de inflexão distintos representando duas temperaturas de fusão diferentes para tecido não-tecido do Exemplo 1 (por exemplo, cerca de 214°C e cerca de 260°C). As duas temperaturas de fusão são devido aos filamentos de ligação de temperatura de fusão menor e aos filamentos da matriz de temperatura de fusão maior. Por exemplo, o copolímero compreendendo os filamentos de ligação funde em torno de 215°C enquanto os filamentos da matriz (homopolímero) fundem em torno de 260°C. Em contraste, o traço de DSC do tecido não-tecido do Exemplo 2 exibe apenas uma temperatura de fusão única a 260°C, o que é um resultado dos filamentos de ligação e dos filamentos da matriz sendo formados substancialmente da mesma composição de polímero, tal como PET. Ainda, uma vez que não é necessário incluir um copolímero tendo uma temperatura de fusão menor, como no Exemplo 1, tecidos não-tecidos de acordo com a invenção podem ser usados em temperaturas mais altas. Especificamente, o tecido nãotecido do Exemplo 2 pode ser usado em temperaturas que são aproximadamente 40°C mais altas do que o tecido não-tecido do Exemplo 1. DSC foi medida de acordo com ASTM E-794 usando um Universal V2.4F TA Instru27 ment.

Corantes são geralmente usados para investigar a morfologia da fibra. O grau de cristalinidade, o tamanho do cristalito e o nível de orientação molecular amorfa influenciam a absorção de corante. Em geral, as amostras que são menos cristalinas e têm uma fase amorfa menos orientada aceitam corante mais prontamente. Os dois filamentos diferentes usados para produzir o Exemplo N² 2 podem ser diferenciados pela absorção de corante. Em geral, os filamentos tendo uma cor mais escura têm menos orientação amorfa, enquanto filamentos coloridos mais claros indicam um grau de orientação maior, que é indicativo de filamentos da matriz. Com referências às figuras 15A e 15B, pode ser visto que o tingimento resulta nos filamentos da matriz tendo uma cor relativamente mais clara em comparação com os filamentos de ligação. Conforme previamente discutido, os filamentos tendo níveis ou orientação maiores (isto é, filamentos da matriz) não absorvem o corante tão prontamente quanto os filamentos de ligação e como resultado são relativamente mais claros na cor. As figuras 15A e 15B são fotomicrografias do Exemplo 2 tiradas com um microscópio óptico Bausch e Lomb equipado com uma câmera óptica. A ampliação da fotomicrografia é 200 X. O tecido das figuras 15A e 15B compreende uma pluralidade homofilamentos compreendendo PET que são formados dos filamentos da matriz que são pelo menos parcialmente cristalinos e filamentos de ligação estavam em um estado substancialmente amorfo durante ligação térmica.

Exemplo 3 (Comparativo): Fibras Bicomponentes Trilobais de Copolímero /Homopolímero de Revestimento/Núcleo

No Exemplo 3, um não-tecido ligado por área foi produzido em uma configuração de fibra bicomponente. O homopolímero de PET foi usado no núcleo enquanto o copolímero de PET modificado com IPA estava no revestimento. O spinpack consistia em 200 orifícios trilobais. Ambos o copolímero e o homopolímero foram secos a 140°C por 5 horas antes da extrusão. O rendimento do polímero foi 1,2 grama/orifício/minuto para o núcleo do homopolímero e 0,14 grama/orifício/minuto para o revestimento do copolímero de modo que a fibra resultante era compreendida de 10% de revestimento e 90% de núcleo. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saindo da fieira e as fibras extraídas para menos de 3 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo:

Núcleo: homopolimero de PET DuPont 1941 (IV de 0,67 dl/g, ponto de fusão de 260°C);

Revestimento: copolímero de PET modificado com IPA DuPont 3946R (IV de 0,65 dl/g, ponto de fusão 215°C);

Rendimento do polímero de núcleo: 1,2 grama/orifício/minuto;

Rendimento do polímero de revestimento: 0,14 grama/orifício/ minuto;

% de Revestimento: 10%;

Velocidade de fiação: 3.000 fio/minuto;

Denier da fibra: 3 dpf.

Condições do extrusor de núcleo (homopolimero):

Zona 1: 293°C

Zona 2: 296°C

Zona 3: 299°C

Zona 4: 302°C

Temperatura de bloqueio: 304°C.

Condições do extrusor de revestimento (copolímero):

Zona 1:265°C

Zona 2: 288°C

Zona 3: 293°C

Temperatura de bloqueio: 304°C

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio móvel se movendo em uma velocidade de 6,71m/min (22 pés/minuto) e tratados com vapor aquecido a 115°C para manter a trama unida, de modo que ela poderia ser transferida para o dispositivo de ligação a 220°C para produzir um não-tecido ligado por área. O peso base da trama não-tecida era 2,8 osy.

Exemplo 4 (Invenção): Fibras Bicomponentes Trilobais de Copolímero /Homopolimero de Revestimento/Núcleo

Um não-tecido ligado por área foi produzido em uma configura ção de fibra bicomponente. Um homopolímero de PET de IV maior foi usado no núcleo enquanto o homopolímero de PET de IV menor estava no revestimento. O spinpack consistia em 200 orifícios trilobais. Ambos os homopolímeros foram secos a 140°C por 5 horas antes da extrusão. O rendimento de homopolímero foi 1,2 grama/orifício/minuto para o polímero de núcleo e 0,14 grama/orifício/minuto para o polímero de revestimento de maneira que a fibra resultante era compreendida de 10% de revestimento e 90% de núcleo. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saindo da fieira e as fibras extraídas para menos de 3 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo:

Núcleo: homopolímero de PET DuPont 1941 (IV de 0,67 dl/g, ponto de fusão de 260°C);

Revestimento: copolimero de PET Eastman F61HC (IV de 0,61 dl/g, ponto de fusão 215°C);

Rendimento do polímero de núcleo: 1,2 grama/orifício/minuto;

Rendimento do polímero de revestimento: 0,14 grama/orifício/ minuto;

%de Revestimento: 10%;

Velocidade de fiação: 3.000 fio/minuto; Denier da fibra: 3 dpf.

Condições do extrusor de núcleo (homopolímero):

Zona 1: 293°C

Zona 2: 296°C

Zona 3: 299°C

Zona 4: 302°C

Temperatura de bloqueio: 304°C.

Condições do extrusor de revestimento (copolimero):

Zona 1: 296°C

Zona 2: 299°C

Zona 3: 302°C

Temperatura de bloqueio: 304°C

Tabela 2: Propriedades Físicas dos Exemplos 3 e 4

Propriedade	Exemplo 3 (Comparativo)	Exemplo 4 (Invenção)	MÉTODO DE TESTE
Perm. de Ar (cfm)	83	151	D-737
Peso base (osy)	2,8	2,7	D-3776
Espessura (mils)	17	15	D-5729
Tens, tração - MD	161	154	D-5034
Tens, tração - XD	93	86	D-5034
Alongamento - MD	56	68	D-5034
Alongamento - XD	57	63	D-5034

A Tabela 2 mostra que os não-tecidos produzidos nos Exemplos e 4 têm propriedades físicas similares. A figura 13, que é um traço de DSC do Exemplo 3 (comparativo), mostra duas temperaturas de fusão distintas para o tecido não-tecido do Exemplo 3. No Exemplo 3, os filamentos de ligação fundem em torno de 215°C enquanto os filamentos da matriz fundem em torno de 260°C. A figura 14 é um traço de DSC do tecido não-tecido do Exemplo 4 (invenção). O traço de DSC do Exemplo 4 mostra apenas um ponto de fusão único a 260°C. Como nos Exemplos 1 e 2, o tecido não-tecido da invenção do Exemplo 4 pode ser também usado em temperaturas mais altas do que o tecido do Exemplo 3.

Nos exemplos que seguem, várias velocidades de fiação e viscosidades intrínsecas foram exploradas para preparação de ambos os filamentos de ligação e de matriz compreendendo PET. Os filamentos foram preparados através de extrusão dos filamentos em um spinpack, esfriamento das fibras, extração dos filamentos usando rolos godet e disposição das fibras em uma correia de coleta. As amostras de fibra foram então coletadas para teste. O tipo de fibra foi determinado alimentando feixes de fibras através de um laminador de laboratório a 130°C. As fibras de ligação se fundiram a 130°C, enquanto as fibras de matriz não se ligaram nesta temperatura.

Os filamentos na Tabela 3 foram preparados a partir das composições de polímero que seguem:

Amostras 1 - 6: homopolímero de PET DuPont 1941 (IV 0,67 dl/g, temperatura de fusão 260°C);

Amostras 7-12: homopolímero de PET Eastman F61HC (IV

0,61 dl/g, temperatura de fusão 260°C);

Amostras 13 - 18: homopolímero de PET Eastman F53HC (IV 0,53 dl/g, temperatura de fusão 260°C).

O grau relativo de cristalinidade de um polímero que sofre cristalização induzida por estresse pode ser estimado experimentalmente usando técnicas de DSC. Neste exemplo, os graus de cristalinidade foram estimados usando um TA Intruments Modelo 2920 DSC para cada uma das amostras e este valor é mostrado na Tabela 3. Para determinar o calor de cristalização de um espécime do polímero em seu estado amorfo, amostras do polímero de PET foram aquecidas para uma temperatura de pelo menos 20°C acima do ponto de fusão e então a amostra foi removida e esfriada rapidamente usando um spray de congelamento criogênico (Chemtronics Freeze-lt). A amostra foi então deixada equilibrar para temperatura ambiente antes de aquecimento a 10°C /minuto. A amostra é suposta ser 100% amorfa e a partir da área da curva de DSC, o calor de cristalização do PET amorfo foi determinado ser 31,9 joules/grama.

Em seguida, os graus de cristalinidade das fibras fiadas foram estimados aquecendo as fibras a 10°C /minuto e medindo o calor de cristalização a partir da área da curva de DSC. A porcentagem de cristalinidade máxima que pode ser atingida (grau de cristalinidade) é calculada pela fórmula [1 - (calor de cristalização para fibra/calor de cristalização para amorfo)] x 100%.

Tabela 3: Dados de calor de fusão e cristalinidade para fibras de PET de viscosidade intrínseca variável e preparadas sob velocidades de fiação variáveis.

% de cristalinidade máxima

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*% de cristalinidade máxima calculada através de:

Supondo Delta H_cri_Stde resina de PET totalmente amorfa seja 31,9 J/g

Delta Hcrist/31,9 J/g x 100% = % de PET não-cristalizado % de Cristalinidade Máxima = 100% - % de PET não-cristalizado;

T_c é a temperatura na qual o polímero cristaliza.

Em geral, os dados na Tabela 3 indicam que os filamentos tendo um grau de cristalinidade de cerca de 35% ou mais exibem propriedades indicativas de filamentos da matriz, enquanto filamentos com um grau de cristalinidade abaixo deste valor tipicamente exibiram propriedades de filamentos de ligação. Um dos propósitos desses exemplos é ilustrar como variações na velocidade de fiação influenciam o estresse da linha de fiação e, por sua vez, o grau de cristalização dos filamentos. Esses exemplos eram para filamentos que não foram submetidos a condições de ligação. Pode ser também visto a partir dos dados na Tabela 3 que conforme a velocidade de fiação para cada polímero aumenta, a temperatura para o início de cristalização diminui.

Deve ser compreendido que quando tecido não-tecido é subsequentemente aquecido para fazer com que os filamentos de ligação amoleçam e fundam, cristalização adicional vai acontecer, ambos nos filamentos da matriz e nos filamentos de ligação. Como resultado, no tecido ligado final, o polímero terá um grau muito maior de cristalização. No produto final, o grau de cristalinidade será pelo menos 50%, mais desejavelmente pelo menos 60%, mais desejavelmente ainda pelo menos 80% da cristalinidade máxima que pode ser atingida do polímero. Na verdade, o grau de cristalinidade pode ser 95% ou mais da cristalinidade que pode ser atingida máxima do polímero.

Os dados da Tabela 3 também sugerem que filamentos tendo um calor de fusão acima de cerca de 20 Joules/grama eram tipicamente úteis como fibras de ligação e calores de fusão de menos do que 20 Joules/grama eram tipicamente fibras de matriz.

Nas Amostras 19-32, as características de ligação/matriz de filamentos compreendendo PLA e PTT foram exploradas. Os resultados são sumarizados na Tabela 4 abaixo. Os filamentos na Tabela 3 foram preparados a partir das composições de polímero que seguem:

Amostras 19-24: ácido poliláctico (PLA) Nature Works 6202D

Amostras 25 - 32: politrimetileno de tereftalato (PTT) Shell Cor5 terra 509201

Tabela 4: Dados de calor de fusão e cristalinidade para fibras de PLA e PTT

Amostra	Composição do Polímero	Velocidade de Fiação (f/min)	T_c (°C)	Delta Hcrist 0/g)	Tipo de Fibra
19	PLA	1.800	94,6	21,3	De ligação
20	PLA	2.200	90,8	19,4	De ligação
21	PLA	2.600	86,9	22,3	De ligação
22	PLA	3.00	81,5	22,1	Resistência
23	PLA	3.400	74,9	18,8	Resistência
24	PLA	3.800	72,2	17,0	Resistência
25	PTT	800	66,6	25,0	De ligação
26	PTT	1.000	67,0	25,1	De ligação
27	PTT	1.800	60,9	25,5	Resistência
28	PTT	2.200	58,1	21,6	Resistência
29	PTT	2.600	57,3	20,5	Resistência
30	PTT	3.000	54,3	20,6	Resistência
31	PTT	3.400	54,8	17,3	Resistência
32	PTT	3.800	52,2	15,5	Resistência

Os filamentos compreendendo PLA e tendo temperaturas de cristalização maiores do que cerca de 82°C geralmente exibiram propriedades indicativas de fibras de ligação. Para PTT, parecia que pontos de crista10 lização maiores do que 61 °C eram indicativos de fibras de ligação.

Exemplo 5 (Comparativo): Fibras de Matriz de Homopolímero e de Ligação de Copolímero Separadas

Um não-tecido ligado por área foi produzido usando filamentos de homopolímero de PET e de copolímero de PET modificado por ácido isof15 tálico (IPA) separados. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saindo da fieira e as fibras extraídas para menos de 4 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo:

Homopolímero: homopolímero de PET DuPont 1941 (IV 0,67 dl/g, ponto de fusão 260°C);

Copolimero: copolimero de PET modificado por IPA DuPont 3946R (IV 0,65 dl/g, ponto de fusão 215°C);

% de Copolimero: 9%;

Velocidade de fiação: 2.500 fio/minuto;

Denier da fibra: 4 dpf.

Condições do extrusor de homopolímero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 270°C

Zona 4: 270°C

Zona 5: 270°C

Zona 6: 270°C

Temperatura de bloqueio: 270°C .

Condições do extrusor do copolimero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 265°C

Zona 4: 265°C

Zona 5: 265 C

Zona 6: 265°C

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio em movimento e tratados com vapor para manter a trama unida, de modo que ela poderia ser transferida para o dispositivo de ligação. A trama foi então submetida à ligação a 230°C em um dispositivo de ligação a ar para produzir um nãotecido ligado por área. O peso base da trama não-tecida era 0,55 osy.

Exemplo 6 (Invenção): Filamentos da matriz de Homopolímero e de Ligação de Homopolímero Separadas

Um não-tecido ligado por área que está de acordo com a pre sente invenção foi formado a partir dos primeiro e segundo componentes de polímero que foram produzidos usando filamentos de homopolímero de PET separados tendo IVs de polímero diferentes. Ambos os homopolímeros foram secos a 140°C por 5 horas antes da extrusão. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saindo da fieira e as fibras extraídas para menos de 4 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo.

Filamentos de homopolímero (primeiro componente do polímero): homopolímero de PET DuPont 1941 (IV 0,67 dl/g, temperatura de fusão 260°C);

Homopolímero (segundo componente do polímero): homopolímero de PET DuPont 3948 (IV 0,59 dl/g, temperatura de fusão 260°C);

Segundo componente do polímero: 9%;

Velocidade de fiação: 2.500 fios/minuto;

Denier da fibra: 4 dpf.

Condições do extrusor do homopolímero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 270°C

Zona 4: 270°C

Zona 5: 270°C

Zona 6: 270°C

Temperatura de bloqueio: 270°C .

Condições do extrusor do segundo componente do polímero: Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 270°C

Zona 4: 270°C

Zona 5: 270°C

Zona 6: 270°C

Temperatura de bloqueio: 270°C .

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio móvel e tratados com vapor para manter a trama unida, de modo que ela poderia ser transferida para o dispositivo de ligação. Os filamentos foram então ligados uns aos outros a 230°C para produzir um não-tecido ligado por área. O peso base da trama não-tecida era 0,55 osy. A Tabela 5 abaixo mostra que propriedades comparativas foram obtidas nos Exemplos 5 e 6. As tramas não-tecidas foram testadas de acordo com o método geral para têxteis ASTM D-1117.

Tabela 5: Propriedades físicas dos Exemplos 5 e 6

Propriedade	Exemplo 5 (Comparativo)	Exemplo 6 (Invenção)	MÉTODO DE TESTE
MD Resistência à Tração kg (Ibs)	4,99(11,0)	4,76(10,5)	D-5034
MD Along. tração (%)	54,4	56,0	D-5034
XD Resistência à Tração kg (Ibs)	3,31 (7,3)	7,3	D-5034
XD Along. tração (%)	48,9	47,0	D-5034
MD Ruptura da Tira kg (Ibs)	1,45 (3,2)	1,54 (3,4)	D-5035
XD Ruptura da Tira kg (Ibs)	1,95 (4,3)	2,27 (5,0)	D-5035
170°C MD Reticulação (%)	2,7	2,5	D-2259
170°C XD Reticulação (%)	-1,9	-1,5	D-2259
Perm. Ar (cfm)	1470	1467	D-737
Espessura (mils)	6,9	6,7	D-5729
Peso Base (osy)	0,55	0,55	D-2259

Exemplo 7 (Comparativo): Fibras de Matriz de Homopolímero de Ligação de Copolímero Separadas

Um nãp-tecido ligado por área foi produzido usando filamentos de homopolímero de PET e copolímeros de PET modificados por ácido isoftálico (IPA) separados. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saindo da fieira e as fibras extraídas para menos de 4 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo.

Homopolímero: homopolímero de PET DuPont 1941 (IV dl/g 15 0,67, ponto de fusão 260°C);

Copolímero: copolímero de PET modificado com IPA DuPont 3946R (IV dl/g 0,65, ponto de fusão 215°C);

% de Copolímero: 8,5%;

Velocidade de fiação: 2.750 fio/minuto;

Denier da fibra: 4 dpf.

Condições do extrusor de homopolímero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 270°C

Zona 4: 275°C

Zona 5: 275°C

Zona 6: 275°C

Temperatura de bloqueio: 275°C .

Condições do extrusor do copolímero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 265°C

Zona 4: 265°C

Zona 5: 265°C

Temperatura de bloqueio: 265°C .

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio móvel e tratados com vapor para manter a trama unida, de modo que ela poderia ser transferida para o dispositivo de ligação. A trama foi então submetida à ligação a 230°C em um dispositivo de ligação a ar para produzir um não-tecido ligado por área. O peso base da trama não-tecida era 0,56 osy.

Exemplo 8 (Invenção): Filamentos da matriz de Homopolímero e de Ligação de Homopolímero Separados

Um não-tecido ligado por área que está de acordo com a presente invenção foi formado a partir dos primeiro e segundo componentes de polímero que foram produzidos usando filamentos de homopolímero de PET separados tendo IVs de polímero diferentes. Ambos os homopolímeros foram secos a 140°C por 5 horas antes da extrusão. As fibras fiadas por fusão foram esfriadas quando saindo da fieira e as fibras extraídas para menos de 4 dpf usando rolos godet. As condições são sumarizadas abaixo:

Filamentos de homopolímero (primeiro componente do políme39 ro): homopolímero de PET DuPont 1941 (IV 0,67 dl/g, temperatura de fusão

260°C);

Segundo componente do polímero: 8,5%;

Velocidade de fiação: 2.750 fio/minuto;

Denier da fibra: 4 dpf.

Condições do extrusor do homopolímero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 270°C

Zona 4: 270°C

Zona 5: 270°C

Zona 6: 270°C

Temperatura de bloqueio: 270°C .

Condições do extrusor do segundo componente do polímero:

Zona 1: 250°C

Zona 2: 260°C

Zona 3: 270°C

Zona 4: 270°C

Zona 5: 270°C

Zona 6: 270°C

Temperatura de bloqueio: 270°C .

Os filamentos extraídos foram dispersos em um fio móvel e tratados com vapor para manter a trama junta, de modo que ela podería ser transferida para o dispositivo de ligação. Os filamentos foram então ligados uns aos outros a 230°C para produzir um não-tecido ligado por área. O peso base do não-tecido era 0,56 osy. A Tabela 6 abaixo compara as propriedades dos tecidos não-tecidos preparados nos Exemplos 7 e 8. As tramas nãotecidas foram testadas de acordo com o método geral para têxteis ASTM D1117.

Tabela 6: Propriedades Físicas dos Exemplos 7 e 8

Propriedade	Exemplo 7 (Comparativo)	Exemplo 8 (Invenção)	MÉTODO DE TESTE
MD Resistência à Tração kg (Ibs)	5,44(12,0)	5,49(12,1)	D-5034
MD Along. tração (%)	38,7	38,9	D-5034
XD Resistência à Tração kg (Ibs)	1,81 (4,0)	1,91 (4,2)	D-5034
XD Along. tração (%)	48,3	48,7	D-5034
MD Ruptura da Tira kg (Ibs)	0,81 (1,8)	1 (2,2)	D-5035
XD Ruptura da Tira kg (Ibs)	2,09 (4,6)	2,63 (5,8)	D-5035
170°C MD Reticulação (%)	0,7	0,4	D-2259
170°C XD Reticulação (%)	0	-0,3	D-2259
Perm. Ar (cfm)	1395	1357	D-737
Espessura (mils)	6,1	6,1	D-5729
Peso Base (osy)	0,56	0,56	D-2259

A partir da Tabela 6, pode ser visto que muitas das propriedades para o Exemplo 1 (comparativo) e Exemplo 2 (invenção) são similares.

Muitas modificações e outras modalidades da invenção mostra5 das aqui ocorrerão a um versado na técnica à qual a invenção pertence tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições acima e desenhos associados. Deste modo, deve ser compreendido que a invenção não deve ser limitada às modalidades específicas reveladas e que modificações e outras modalidades pretendem ser incluídas no escopo das reivindi10 cações apensas. Embora termos entendido que a invenção não é para ser limitada pelas modalidades específicas descritas e que modificações e outras modalidades são entendidas para serem incluídas dentro do escopo das reivindicações opensas. Embora sejam empregados termos específicos aqui, eles são usados em um sentido descrito e genérico apenas e não para 15 propósito de limitação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricação de um tecido não-tecido, compreendendo as etapas de:

extrusão por fusão de um polímero amorfo cristalizável de um sistema de polímero único para produzir uma pluralidade de fibras;

submissão do polímero a condições de processamento que produzem um primeiro componente de polímero que é pelo menos parcialmente cristalino e um segundo componente de polímero que é predominantemente amorfo;

deposição das fibras sobre uma superfície de coleta para formar uma trama contendo ambos o dito primeiro componente de polímero e o dito segundo componente de polímero;

ligação das fibras umas às outras para formar uma trama nãotecida ligada onde o segundo componente de polímero amolece e funde para formar ligações com o primeiro componente de polímero;

o dito método sendo caracterizado pela realização de cristalização do segundo componente de polímero de modo que no tecido não-tecido resultante ambos os ditos componentes de polímero são pelo menos parcialmente cristalinos, em que as condições de processamento são selecionadas do grupo consistindo em:

a) submeter as fibras do primeiro componente do polímero a estresse que induz cristalização, e submeter as fibras do segundo componente de polímero a estresse insuficiente para induzir cristalização, em que as etapas de submeter os primeiro e segundo componentes de polímero a estresse para induzir ou não induzir cristalização compreende extrusão das fibras em taxas de extrusão diferentes;

b) submeter as fibras do primeiro componente de polímero a estresse que induz cristalização, e submeter as fibras do segundo componente de polímero a estresse insuficiente para induzir cristalização, em que as etapas de submeter os primeiro e segundo componentes de polímero a estresse para induzir ou não induzir cristalização compreende provisão de uma redução na viscosidade intrínseca do polímero no segundo componente

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 4/15 de polímero com relação à viscosidade intrínseca do polímero no primeiro componente de polímero.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de extrusão por fusão compreende extrusão por fusão de polímero através de uma ou mais fieiras que formam primeiro e segundo grupos de filamentos contínuos, e a dita etapa de submissão do polímero a condições de processamento que produzem primeiro e segundo componentes de polímero compreendendo submeter o primeiro grupo de filamentos contínuos a estresse que induz cristalização e submissão do segundo grupo de filamentos contínuos a estresse insuficiente para induzir cristalização.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as etapas de submeter os primeiro e segundo grupos de filamentos a estresse para induzir ou não induzir cristalização compreende extrusão dos filamentos em taxas de extrusão diferentes.
4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de extrusão por fusão de um polímero cristalizável de um sistema de polímero único compreende extrusão do dito polímero cristalizável de um sistema de polímero único a partir de um primeiro extrusor e um segundo extrusor, e em que a dita etapa de submeter o polímero a condições de processamento que produzem primeiro e segundo componentes de polímero compreende provisão de uma redução na viscosidade intrínseca do polímero no segundo extrusor com relação à viscosidade intrínseca do polímero no primeiro extrusor.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a viscosidade intrínseca do polímero no segundo extrusor é diminuída através da adição de um composto de diminuição da viscosidade ao polímero no segundo extrusor.
6. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a viscosidade intrínseca do polímero no segundo extrusor é diminuída através da adição de polímero reciclado ao segundo extrusor.
7. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de extrusão por fusão de um polímero amorfo cristalizável

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 5/15 para produzir uma pluralidade de fibras compreende extrusão por fusão do polímero através de uma ou mais fieiras configuradas para formar filamentos bicomponentes com os primeiro e segundo componentes de polímero presentes em porções distintas da seção transversal do filamento.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as fieiras são configuradas para formar filamentos multilobais contínuos com o segundo componente de polímero presente em pelo menos alguns dos lobos dos filamentos.
9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o segundo componente de polímero está presente em uma quantidade variando de 2% a 25% em peso dos filamentos bicomponentes.
10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo componente de polímero está presente em uma quantidade variando de 2% a 35% em peso.
11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero cristalizável é selecionado do grupo consistindo em polietileno tereftalato, politrimetileno tereftalato, polibutileno tereftalato e ácido poliláctico e copolímeros e combinações dos mesmos.
12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo componente de polímero antes da ligação tem uma temperatura de amolecimento que é pelo menos 5° C menos do que uma temperatura de amolecimento do primeiro componente de polímero.
13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de ligação das fibras compreende aquecimento das fibras para uma temperatura na qual o segundo componente do polímero amolece e fica pegajoso enquanto o primeiro componente do polímero permanece sólido, manutenção das fibras na forma de uma trama enquanto o segundo componente de polímero amolecido adere a porções de outras fibras em pontos de cruzamento de fibra e esfriamento das fibras para solidificar o segundo componente de polímero e formar uma trama não-tecido ligada.
14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero amorfo cristalizável é extrudado por fusão através de

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 6/15 uma ou mais fieiras que formam os primeiro e segundo grupos de filamentos contínuos, e em que o método compreende ainda:

submeter os primeiro e segundo grupos de filamentos contínuos a condições de processamento que oferecem estresse ao primeiro grupo de filamentos produzindo cristalização induzida por estresse de modo que os filamentos são pelo menos parcialmente cristalizados e oferecem estresse ao segundo grupo de filamentos contínuos insuficiente para produzir cristalização induzida por estresse de modo que os filamentos permanecem predominantemente amorfos;

deposição dos primeiro e segundo grupos de filamentos contínuos sobre uma superfície de coleta para formar uma trama contendo ambos os ditos primeiros filamentos parcialmente cristalinos como filamentos da matriz e os ditos segundos filamentos amorfos como filamentos de ligação;

aquecimento da trama de modo que filamentos de ligação amolecem e fundem para formar ligações uns com os outros e com os filamentos da matriz enquanto mantendo sua forma filamentar contínua; e realização da cristalização do filamento de ligação durante a etapa de aquecimento de modo que no tecido não-tecido resultante ambos os ditos filamentos da matriz e os ditos filamentos de ligação são pelo menos parcialmente cristalinos, e em que os filamentos de ligação exibem um grau baixo de orientação molecular em comparação com os filamentos da matriz .
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o polímero amorfo cristalizável compreendendo polietileno tereftalato.
16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de submeter os primeiro e segundo grupos de filamentos a condições de processamento que oferecem estresse compreende provisão de uma viscosidade intrínseca diferente nos polímeros dos primeiro e segundo grupos de filamento.
17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as etapas de submeter os primeiro e segundo grupos de filamentos a condições de processamento que oferecem estresse

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 7/15 compreendem extrusão dos filamentos em taxas de extrusão diferentes.
18. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de extrusão por fusão de um polímero amorfo cristalizável através de uma ou mais fieiras configuradas para formar filamentos bicomponentes tendo os primeiro e segundo componentes de polímero presentes em porções distintas da seção transversal do filamento, em que a viscosidade intrínseca do polímero no segundo componente é reduzida com relação à viscosidade intrínseca do polímero no primeiro componente;

atenuação dos filamentos para causar cristalização induzida por estresse no primeiro componente de polímero dos filamentos mas sem produção de cristalização induzida por estresse no segundo componente de polímero de maneira que o segundo componente de polímero permanece predominantemente amorfo;

deposição dos filamentos bicomponentes sobre uma superfície de coleta para formar uma trama em que o primeiro componente de polímero dos filamentos é parcialmente cristalino e serve como o componente de matriz dos filamentos e o segundo componente de polímero do filamento é amorfo e serve como o componente de ligação dos filamentos;

aquecimento da trama de modo que o componente de ligação dos filamentos amolece e funde para formar ligações com filamentos em contato enquanto os filamentos mantêm sua forma filamentar contínua; e realização da cristalização do componente de ligação dos filamentos durante a etapa de aquecimento de modo que no tecido não-tecido resultante ambos o componente da matriz e o componente de ligação dos filamentos bicomponentes são pelo menos parcialmente cristalinos.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que inclui provisão dos primeiro e segundo componentes de polímero de viscosidade intrínseca diferente de duas fontes separadas.
20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que inclui provisão dos primeiro e segundo componentes de polímero a partir da mesma fonte e diminuição da viscosidade intrínseca do segundo

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 8/15 componente de polímero através da introdução de um aditivo de diminuição de viscosidade.
21. Tecido não-tecido ligado por área, caracterizado pelo fato de que compreende fibras de matriz e de ligação formadas a partir de um sistema de polímero único de um polímero termoplástico semicristalino de uma fusão de homopolímero de polietileno tereftalato ligadas umas às outras em todo o tecido para formar um tecido não-tecido coerente, em que as fibras de matriz têm uma primeira viscosidade intrínseca e as fibras de ligação têm uma segunda viscosidade intrínseca que é menor do que a primeira viscosidade intrínseca, e em que o tecido não-tecido tem uma multiplicidade de ligações por fusão localizadas por todo o tecido não-tecido, as ligações por fusão consistindo em áreas nas quais os filamentos de ligação amoleceram e fundiram termicamente a fibras adjacentes em pontos de contato, e em que ambas as fibras de ligação e de matriz retiveram sua forma fibrosa em todo o tecido, e em que ambas as fibras de matriz e ligação estão em um estado semicristalino e exibem um pico de fusão único conforme evidenciado através de um traço de DSC.
22. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que as fibras de matriz são cristalizadas sob estresse e fibras de ligação são termicamente cristalizadas sem estresse e em que as fibras são ligadas por fusão apenas pelas fibras de ligação.
23. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que as fibras da matriz e as fibras de ligação exibem absorções de corante diferentes.
24. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o polímero semicristalino das fibras tem um grau de cristalinidade de pelo menos 50%.
25. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o polímero tem um grau de cristalinidade de pelo menos 80%.
26. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que as fibras do tecido não-tecido compreendem

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 9/15 filamentos contínuos interconectados em que alguns dos filamentos fundiram a filamentos adjacentes em pontos de contato e em que alguns dos filamentos não fundiram a filamentos adjacentes em pontos de contato.
27. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que as fibras de matriz e de ligação compreendem filamentos contínuos que têm uma seção transversal multilobal.
28. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o tecido inclui uma multiplicidade de ligações por fusão térmica em todo o tecido, as ligações por fusão consistindo em áreas em que filamentos de contato amoleceram e fundiram termicamente uns aos outros, e em que as ligações por fusão estão presentes apenas nos lobos dos filamentos multilobais.
29. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que os filamentos contínuos de tecido não-tecido incluem filamentos da matriz cristalizados sob estresse e filamentos de ligação termicamente cristalizados sem estresse, e em que as ditas ligações por fusão são formadas apenas pelos filamentos de ligação.
30. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o polímero semicristalino dos filamentos tem um grau de cristalinidade de pelo menos 95%.
31. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o tecido é um tecido fiado.
32. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que os filamentos de matriz são formados com homopolímero de polietileno tereftalato tendo uma viscosidade intrínseca de 0,65 dl/g ou mais e os filamentos de ligação são formados com homopolímero de polietileno tereftalato tendo uma viscosidade intrínseca de 0,62 dl/g ou menos.
33. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que os filamentos de matriz e os filamentos de ligação exibem absorções de corante diferentes.
34. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 31,

Petição 870180067558, de 03/08/2018, pág. 10/15 caracterizado pelo fato de que o polímero semicristalino dos filamentos da matriz e de ligação têm um grau de cristalização de pelo menos 95%.
35. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o tecido é um tecido fiado, em que as fibras de

5 matriz e de ligação compreendem filamentos bicomponentes contínuos.
36. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o componente da matriz é formado com homopolímero de polietileno tereftalato tendo uma viscosidade intrínseca de 0,65 dl/g ou maior e o componente de ligação é formado com homopolímero

10 de polietileno tereftalato tendo uma viscosidade intrínseca de 0,62 dl/g ou menos.
37. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que os filamentos bicomponentes têm uma configuração transversal de revestimento-núcleo com o componente da matriz

15 ocupando o núcleo e o componente de ligação ocupando o revestimento circundante.
38. Tecido não-tecido de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o polímero semicristalino dos componentes da matriz e de ligação tem um grau de cristalinidade de pelo menos 95%.

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FIG7 (Técnica anterior)

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Fie 8 (Técnica anterior)

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