ES2206585T3 - Compuestos para la impresion de latex a temperatura ambiente. - Google Patents

Abstract

SE PROPONE AQUI UNA COMPOSICION PARA IMPRESION QUE INCLUYE UNA MEZCLA ACUOSA CON UN POLIMERO DE LATEX CURABLE A TEMPERATURA AMBIENTE, UN PIGMENTO, Y UN PROMOTOR DE CURADO, QUE UNA VEZ IMPRESA SOBRE UN SUSTRATO Y SECA, RESULTA EN UNA IMPRESION QUE MANTIENE UNA FIJACION DEL COLOR POR ENCIMA DE 3 CUANDO SE EXPONE A LIQUIDOS CON UN PH ENTRE APROXIMADAMENTE 2 Y APROXIMADAMENTE 13. LA MEZCLA PUEDE CONTENER TAMBIEN UN MODIFICADOR DE LA VISCOSIDAD. LA MEZCLA PUEDE SER APLICADA A UNA TELA COMO MEZCLA ACUOSA CON UN PH PRE-CURADO AJUSTADO A POR ENCIMA DE 8 UTILIZANDO UN ALCALI FUGAZ Y CURADA ENTONCES A TEMPERATURA AMBIENTE. TAMBIEN SE PROPONE UN SUSTRATO IMPRESO QUE PUEDE SER UNA TELA DE PULPA HIDROENMAÑADA Y FIBRAS SPUNBOND, TELAS SPUNBOUND, TELAS METLBLOWN, TELAS TEJIDAS Y LAMINADOS DE TELAS SPUNBOUND Y MELTBLOWN QUE TIENE SOBRE EL EL RESIDUO SECO DE LA MEZCLA ACUOSA DESCRITA ANTERIORMENTE Y QUE RETIENE UNA FIJACION DEL COLOR POR ENCIMA DE 3 CUANDO SE EXPONE A LIQUIDOS CON UN PH ENTRE APROXIMADAMENTE 2 Y APROXIMADAMENTE 13.

Description

Compuestos para la impresión de látex a temperatura ambiente.

Las telas o géneros son utilizados, de manera general, para una amplia variedad de aplicaciones desde paños y pañales hasta fundas para automóviles. Estas aplicaciones requieren materiales que disponen de diversas propiedades y atributos. Algunas aplicaciones requieren telas que tengan una gran capacidad de humectación, por ejemplo, recubrimientos para pañales y productos higiénicos femeninos, y que son blandos, o que son absorbentes como los paños y toallas, mientras otras telas requieren resistencia, por ejemplo, telas de protección como fundas para coches y barcos, y todavía otras telas requieren propiedades de repelencia y barrera como telas orientadas a la medicina para, por ejemplo, envoltorios de esterilización y batas para quirófano. A pesar de que un gran número de aplicaciones para telas pueden parecer no relacionadas y diversas, una característica común para muchas telas es el deseo de que se puedan imprimir de alguna manera. Esta impresión puede ser para la finalidad de notificaciones, identificación de producto, decoración, borrado de manchas, etc. Desafortunadamente, debido a que las condiciones bajo las cuales se utilizan muchas telas, no se han desarrollado sistemas de impresión con éxito de manera completa, de manera más particular, sistemas de impresión que deben llevarse a cabo a temperatura ambiente. En el caso de paños, por ejemplo, paños para aplicaciones para el servicio de alimentación, se ha observado que los productos químicos utilizados para limpiar eliminan la impresión de los paños impresos previamente.

En este caso se describe un compuesto para impresión que es fácil de aplicar, se cura a temperatura ambiente, y que puede permanecer sobre la tela cuando queda expuesta a los productos químicos de limpieza más comunes y bajo la mayoría de condiciones de utilización. Es un objetivo de esta invención dar a conocer un substrato que es impreso con el compuesto para impresión. De acuerdo con una realización, el substrato es un paño para el servicio de alimentación impreso que puede conservar su color bajo las condiciones de utilización normales.

Características

El objeto de la presente invención es dar a conocer un substrato impreso como se define en las reivindicaciones independientes 1 y 8. Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones preferentes de la misma.

El compuesto de la impresión descrita en este caso comprende una mezcla acuosa que tiene un polímero de látex que puede curarse a temperatura ambiente, un pigmento, un promotor de curado y que cuando se imprime sobre un substrato y se seca, da como resultado una impresión que conserva una resistencia del color al desprendimiento por encima de 3 cuando se expone a líquidos con un pH entre alrededor de 2 y alrededor de 13. La mezcla puede contener asimismo un modificador de viscosidad. La mezcla es aplicada a una tela como una mezcla acuosa con un pH de precurado ajustado por encima de 8 utilizando un álcali volátil y a continuación curado a temperatura ambiente, o ligeramente por encima.

El substrato impreso puede ser una tela de pulpa hidroentrelazada y fibras extrusionadas, telas de fibras finas extrusionadas, telas de soplado en fusión, telas tejidas y laminados de telas de fibras finas extrusionadas y de soplado en fusión y que disponen en aquel punto residuos secos de la mezcla acuosa descrita anteriormente y que conserva una resistencia del color al desprendimiento por encima de 3 cuando se expone a líquidos con un pH entre alrededor de 2 y alrededor de 13.

Definiciones

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "elemento laminar o tela no tejida" significa un elemento laminar que tiene una estructura de fibras individuales o hilos que están entrelazados, pero no de una manera identificable como en los géneros de punto. Las telas no tejidas o elementos laminares han sido constituidos a partir de muchos procesos tales como, por ejemplo, procesos de soplado en fusión, procesos por extrusión, y procesos de unión de elementos laminares por cardado. El peso base de las telas no tejidas está expresado normalmente en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrado (gr/m^{2}), y los diámetros útiles de la fibra se expresan normalmente en micras. (Se advierte que para convertir de osy a gr/m^{2}, se ha de multiplicar osy por 33,91). Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "microfibras" significa fibras de pequeño diámetro que tienen un diámetro promedio no mayor de alrededor de 75 micras, por ejemplo, que tienen un diámetro promedio desde alrededor de 0,5 micras hasta alrededor de 50 micras, o de manera más particular, las microfibras pueden tener un diámetro promedio desde alrededor de 2 micras hasta alrededor de 40 micras. Otra expresión frecuentemente utilizada del diámetro de fibras es el denier, que se define como gramos por 9000 metros de una fibra. Por ejemplo, el diámetro de una fibra de polipropileno dado en micras puede ser convertido a deniers elevando al cuadrado, y multiplicando el resultado por 0,00629, de esta manera, una fibra de polipropileno de 15 micras tiene un denier de alrededor de 1,42 (15^{2} x 0,00629 = 1,415).

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "fibras extrusionadas" se refiere a fibras de diámetro pequeño que están constituidas por la extrusión de material termoplástico fundido como filamentos a partir de una serie de capilares finos, normalmente circulares, de una hilera de toberas para hilar de manera que el diámetro de los filamentos extrusionados es, a continuación, rápidamente reducido como, por ejemplo, en la patente U.S.A. Nº 4.340.563 de Appel y otros, y la patente U.S.A. Nº 3.692.618 de Dorschner y otros, la patente U.S.A. Nº 3.802.817 de Matsuki y otros, las patentes U.S.A. Nº 3.338.992 y Nº 3.341.394 de Kinney, la patente U.S.A. Nº 3.502.763 de Hartman, la patente U.S.A. Nº 3.502.538 de Levy, y la patente U.S.A. Nº 3.542.615 de Dobo y otros. Las fibras extrusionadas son generalmente no adherentes cuando son depositadas sobre una superficie de recogida. Las fibras extrusionadas son generalmente continuas y a menudo tienen diámetros mayores de 7 micras, de manera más particular, entre alrededor de 10 y 20 micras.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "fibras de soplado en fusión" significa fibras constituidas mediante la extrusión de un material termoplástico fundido por medio de una serie de capilares delgados, normalmente circulares, como hilos fundidos o filamentos dentro de unos flujos de gas convergentes a alta velocidad (por ejemplo aire) que atenúan los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que debe ser el diámetro de la microfibra. Posteriormente, las fibras de soplado en fusión son soportadas por el flujo de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie de recogida para constituir un elemento laminar de fibras de soplado en fusión dispuestas de manera aleatoria. Un proceso de este tipo es dado a conocer, por ejemplo, en la patente U.S.A. Nº 3.849.241. Las fibras de soplado en fusión son microfibras que pueden ser continuas o discontinuas, son generalmente menores de 10 micras de diámetro, y son generalmente adherentes cuando se depositan sobre una superficie de recogida.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "polímero" incluye generalmente, pero no constituye ningún límite, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros en bloque, por injerto, aleatorios y alternados, terpolímeros, etc. y mezclas y modificaciones de los mismos. Adicionalmente, a menos que por el contrario se limite específicamente, el término "polímero" debe incluir todas las configuraciones geométricas posibles del material. Estas configuraciones incluyen, sin estar limitadas a ellas, simetrías isotácticas, sindiotácticas y aleatorias.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término fibra "monocomponente" se refiere a una fibra constituida a partir de uno o más dispositivos de extrusión utilizando solamente un polímero. Esto no significa excluir fibras constituidas a partir de un polímero al cual se han añadido pequeñas cantidades de aditivos para coloración, propiedades antiestáticas, lubricación, hidrofilicidad, etc. Estos aditivos, por ejemplo, dióxido de titanio para coloración, están presentes generalmente en una cantidad menor de un 5 por ciento en peso y más normalmente alrededor de un 2 por ciento en peso.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "fibras conjugadas" se refiere a fibras que han sido constituidas a partir de, por lo menos, dos polímeros extrusionados a partir de dos dispositivos de extrusión separados pero conformados entre sí para constituir una fibra. Las fibras conjugadas son también referidas, algunas veces, como fibras multicomponentes o bicomponentes. Los polímeros son normalmente diferentes entre sí aunque las fibras conjugadas pueden ser monocomponentes. Los polímeros están dispuestos en distintas zonas posicionadas de manera substancialmente constante según la sección transversal de las fibras conjugadas, y se extienden de manera continua según la longitud de las fibras conjugadas. La configuración de una fibra conjugada de este tipo puede ser, por ejemplo, una disposición funda/núcleo en la que un polímero está rodeado por otro, o puede ser una disposición de lado a lado o una disposición de "islas en el mar". Las fibras conjugadas han sido dadas a conocer en la patente U.S.A. 5.108.820 de Kaneko y otros, la patente U.S.A. 5.336.552 de Strack y otros, y la patente U.S.A. 5.382.400 de Pike y otros. Para dos componentes de fibras, los polímeros pueden estar presentes en relaciones de 75/25, 50/50, 25/75 o cualquier otra relación deseada.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "fibras biconstituyentes" se refiere a fibras que han sido constituidas a partir de, por lo menos, dos polímeros extrusionados a partir del mismo dispositivo de extrusión como una mezcla. El término "mezcla" se define a continuación. Las fibras biconstituyentes no tienen los varios componentes polímeros dispuestos en zonas distintas dispuestas de manera relativamente constante según la zona de sección transversal de la fibra, y los diferentes polímeros no están normalmente de forma continua según la totalidad de la longitud de la fibra, en vez de ello constituye normalmente fibritas o protofibritas que empiezan y acaban de manera aleatoria. Las fibras biconstituyentes son referidas también algunas veces como fibras multiconstituyentes. Fibras de este tipo general son descritas en, por ejemplo, la patente U.S.A. 5.108.827 de Gessner. Fibras conjugadas y biconstituyentes también son descritas en el libro de texto Mezclas y Compuestos de Polímeros de John A. Manson y Leslie H. Sperling, copyright 1976 por Plenum Press, una división de Plenum Publishing Corporation de Nueva York, IBSN 0-306-30831-2, en las páginas 273 hasta 277.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "mezcla" significa una mezcla de dos o más polímeros mientras que el término "aleación" significa una subclase de mezclas en las que los componentes no se pueden mezclar pero han sido compatibilizados. "Miscibilidad" y "No miscibilidad" son definidas como mezclas que tienen unos valores negativos y positivos, respectivamente, para la energía libre de mezcla. Adicionalmente, la "compatibilización" es definida como el proceso de modificación de las propiedades interfaciales de una mezcla de polímero inmiscible para realizar una aleación.

Tal como se utiliza en la presente descripción, la unión por aire o "TAB" significa un proceso de unión de un elemento laminar de fibras conjugadas no tejidas que es bobinada por lo menos parcialmente alrededor de un rodillo perforado o a lo largo de un horno que está encerrado dentro de una campana o protección. Aire, que está suficientemente caliente para fundir uno de los polímeros con los que están realizadas las fibras del elemento laminar, es forzado desde la campana de hogar, a través del elemento laminar y dentro del rodillo perforado. La velocidad del aire está entre 30 y 150 m/min (100 y 500 pies por minuto), y el período de tiempo puede ser de hasta 6 segundos. La fusión y la resolidificación del polímero proporcionan la unión. La unión por aire tiene una variabilidad limitada y está considerada como proceso de unión de segunda fase. Ya que TAB requiere la fusión de, por lo menos, un componente para conseguir la unión, está generalmente limitada para conjugar elementos laminares aunque puede ser utilizado también con fibras adhesivas o elementos laminares.

Tal como se utiliza en la presente descripción, "la unión por puntos calientes" implica el paso de una tela o elemento laminar de fibras que han de ser unidas entre un rodillo de calandria en caliente y un rodillo de yunque. El rodillo de calandria está normalmente, pero no siempre, diseñado de alguna manera en la que la totalidad de la tela no queda unida según su superficie total. Como resultado, se han desarrollado varios patrones para rodillos de calandria por razones funcionales, así como estéticas. Un ejemplo de un patrón dispone de puntos y es el patrón Hansen Pennings o "H&P", con alrededor de un 30% de zona de unión con alrededor de 1290 uniones/cm^{2} (alrededor de 200 uniones/pulgada cuadrada) como se da a conocer en la patente U.S.A. 3.855.046 de Hansen y Pennings. El dibujo H&P dispone de zonas de unión en forma de puntos cuadrados o embuticiones en las que cada embutición tiene una dimensión lateral de 0,038 pulgadas (0,965 mm), una separación de 0,070 pulgadas (1,778 mm) entre embuticiones, y una profundidad de unión de 0,023 pulgadas (0,584 mm). El patrón resultante tiene una zona de unión del 29,5% aproximadamente. Otro patrón de unión por puntos típico es el Hansen y Pennings expandido o patrón de unión "EHP", que produce una zona de unión del 15% con una embutición cuadrada que tiene una dimensión lateral de 0,037 pulgadas (0,94 mm), una separación entre embuticiones de 0,097 pulgadas (2,464 mm) y una profundidad de 0,039 pulgadas (0,991 mm). Otro patrón de unión por puntos típico designado como "714" dispone de zonas de unión por embutición cuadrada en las que cada embutición tiene una dimensión lateral de 0,023 pulgadas, una separación de 0,062 pulgadas (1,575 mm) entre embuticiones, y una profundidad de unión de 0,033 pulgadas (0,838 mm). El patrón resultante tiene una zona de unión de alrededor del 15%. Todavía otro patrón común es el patrón C-Star que dispone de una zona de unión de alrededor del 16,9%. El patrón C-Star dispone de una barra en dirección transversal o diseño de "pana" interrumpido por estrellas fugaces. Otros patrones comunes incluyen un patrón de diamante con diamantes en disposición repetida y ligeramente desplazados y un patrón de tramas de hilo que se parece según sugiere su nombre, por ejemplo, como una pantalla de ventana. Normalmente, el porcentaje de las zonas de unión varía desde alrededor del 10% hasta alrededor del 30% del área del elemento laminar tipo tela. Como es bien conocido en la técnica, la unión sobre la marcha mantiene juntas las capas laminadas y asimismo confiere integridad a cada capa individual mediante la unión de filamentos y/o fibras entre cada capa.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "dirección de la máquina" o MD significa la longitud de una tela en la dirección en la que es producida, es decir, la dirección del desplazamiento de un hilo constituyente sobre el que se constituyen normalmente telas de fibras finas extrusionadas o por sopladas en fusión. El término "dirección transversal de la máquina" o CD significa la anchura de la tela, es decir, una dirección generalmente perpendicular a la MD.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "prenda" significa cualquier tipo de ropa no médica que pueda ser utilizada. Esto incluye ropa de trabajo industrial y capas, prendas íntimas, pantalones, camisetas, chaquetas, guantes, calcetines y similares.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "producto para el control de infección" significa artículos orientados a aspectos médicos o curativos tales como batas y vestidos quirúrgicos, máscaras faciales, cubiertas para la cabeza como gorros hinchados, gorros y cubiertas quirúrgicas, prendas para los pies como cubiertas para zapatos, cubiertas para botas y zapatillas, vestidos aireados, vendas, batas para esterilización, paños médicos, prendas como chaquetas de laboratorio, capas, delantales y chaquetas, ropa de cama para pacientes, sábanas para camillas y cunas, y similares.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "producto para el cuidado personal" significa toallitas para bebés, pañales, pantalones de aprendizaje, calzoncillos absorbentes, productos para la incontinencia de adultos, y productos para la higiene femenina.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "tela para uso al aire libre" significa una tela que se utiliza básicamente al aire libre, aunque no de manera exclusiva. Telas para uso al aire libre incluyen telas utilizadas en cubiertas protectoras, telas para acampada y remolques, cubiertas de lona, toldos, tela de paracaídas, tiendas, telas para agricultura, y ropa para el aire libre tal como cubiertas para la cabeza, ropa de trabajo industrial y cubiertas, pantalones, camisetas, chaquetas, guantes, calcetines, cubiertas para zapatos, y similares.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "cubierta de protección" significa una cubierta para vehículos tales como coches, camiones, barcas, aeroplanos, motocicletas, bicicletas, coches de golf, etc., cubiertas para equipos que se guardan normalmente al aire libre como hornos, equipos para corrales y jardines (segadoras, cultivadores mecánicos, etc.) y accesorios para el césped, así como cubiertas para suelos, ropa para la mesa y cubiertas para zonas de picnic.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "tela marinera" significa una tela que se puede utilizar en un servicio que se realiza básicamente en barcos o cualquier elemento en proximidad con el agua, tal como cortinas para barcos, cubiertas para barcas, materiales para asientos de barcos y materiales para cubiertas de asientos, material para bimini superiores, cubiertas para diferentes equipamientos para barcos, por ejemplo, cubiertas para manivelas, cubiertas para velas, cubiertas para motores y cubiertas para la rueda del timón, velas, y otras aplicaciones marinas.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "paño para el servicio de alimentación" significa un paño que se utiliza básicamente en la industria para el servicio de alimentación, es decir, restaurantes, cafeterías, bares, servicio de abastecimiento de alimentos, etc. pero que pueden ser utilizados asimismo en la casa. Los paños para el servicio de alimentación están hechos a base de telas tejidas y/o no tejidas. Estos paños se utilizan normalmente para limpiar los vertidos de alimentos en la parte superior de los mostradores, sillas, etc., y en la limpieza de grasa, aceite, etc., de las salpicaduras o vertidos en la cocina o áreas de servicio, con una variedad de soluciones de limpieza. Las soluciones de limpieza normalmente utilizadas en la limpieza de áreas de servicio pueden variar ampliamente en pH desde ácido elevado a alcalino elevado, y asimismo pueden ser soluciones disolventes.

Métodos de prueba

Resistencia del color al desprendimiento: la resistencia del color al desprendimiento se mide por la colocación de una pieza del material que se ha de probar, de 5 pulgadas por 7 pulgadas (127 mm por 178 mm), en un dispositivo medidor del desprendimiento modelo cm-1 de la firma Atlas Electric Device Company en 4114 Ravenswood Ave., Chicago, IL 60613. El dispositivo medidor del desprendimiento golpea o frota un paño de algodón hacia delante y atrás a través de la muestra, un número predeterminado de veces (en las pruebas de este caso el número fue 30) con una magnitud fija de fuerza. El color transferido desde la muestra hacia el algodón es comparado a continuación con una escala en la que 5 indica que no hay color en el algodón y 1 indica una gran cantidad de color en el algodón. Un número mayor indica una muestra relativamente más resistente al desprendimiento del color. La escala de comparación está disponible de la American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC), PO Box 12215, Research Triangle Park, NC 27709. Esta prueba es similar al Método de Prueba 8 de la AATCC excepto en que el procedimiento de prueba de la AATCC utiliza solamente 10 ciclos a través del algodón y utiliza un tamaño de muestra diferente. Los inventores creen que su método de 30 ciclos es más riguroso que el método de 10 ciclos de la AATCC.

Descripción detallada de la invención

La industria para el servicio de alimentación representa una inmensa empresa que sirve millones de comidas diariamente. Estos millones de comidas requieren una variación de grados de preparación que van desde tan solo abrir un recipiente hasta la preparación de un banquete de muchos cubiertos. Una característica compartida por todos los millones de comidas preparadas de manera diferente que se sirven cada día, sin embargo, es la necesidad de disponer de manera eventual de los sobrantes y la limpieza de la zona de preparación de alimentos, los utensilios, potes y cazuelas utilizadas en la preparación, y la limpieza de la zona de comida.

En el pasado, esta limpieza ha sido realizada utilizando telas tejidas tales como toallas, que pueden ser lavadas y reutilizadas un número de veces. El lavado de la ropa es, por supuesto, un gasto añadido que, asimismo, necesita la recogida y almacenamiento de las toallas sucias y el almacenamiento de las toallas limpias devueltas, y asimismo crea la posibilidad del robo de las toallas. El almacenamiento de materiales de este tipo atrae a insectos no deseados y roedores hambrientos, y asimismo obstruye una parte de la situación real de la empresa en una actividad de producción sin ingresos.

Los paños de un solo uso son asimismo utilizados en la industria para el servicio de alimentación, y tiene el beneficio de requerir menos espacio para almacenamiento y reducir la actual magnitud del desperdicio de alimentos que provoca molestias. La falta de la necesidad de lavar los paños de un solo uso y las ventajas que acompañan a su utilización citadas anteriormente han llevado a su penetración exitosa en la industria para el servicio de alimentación en gran escala. Se ha deseado producir un paño con un logotipo, por ejemplo, el nombre del restaurante, o uno que ha sido impreso que puede ocultar las manchas de comida sobre el paño. Experimentos anteriores con este tipo de impresión no han sido exitosos debido al ambiente relativamente riguroso en que se utilizan los paños.

Los paños en la industria para el servicio alimentario son utilizados habitualmente con limpiadores severos tales como blanqueantes (por ejemplo, hipoclorito sódico), jabones basados en ácido o mezclas comerciales tales como el limpiador "multipropósito" Formula 409® de The Clorox Company's, que contiene agua, detergentes, y el antigrasa 2-butoxietanol (un alcohol). Soluciones de limpieza también contienen habitualmente compuestos químicos sanitarios. Se ha observado que tales compuestos químicos son bastante efectivos en la eliminación de la impresión de los substratos impresos.

Los inventores han observado que un compuesto acuoso que contiene por lo menos un polímero de látex que se cura a temperatura ambiente, un reticulante o promotor de curado, y un pigmento, cuando se aplica a un substrato y sometido a secado, proporciona un compuesto de impresión que permanece, de manera sorprendente, resistente al desprendimiento del color incluso después de ser expuesta a muchos compuestos químicos de limpieza comunes. Este compuesto puede ser aplicado virtualmente a cualquier substrato, aunque de manera particular a telas tejidas como toallas, y telas no tejidas, y puede proporcionar un objeto impreso duradero. Un compuesto de este tipo puede ser aplicado con éxito por cualquier método conocido en la técnica, pero de manera particular por una impresión flexográfica y fotograbado.

Las cantidades de los ingredientes del compuesto de impresión están basadas en una cantidad de polímero de látex de 100 partes de peso en seco, para el pigmento, desde 0,5 a 33 partes de peso en seco, y para el promotor de curado, desde 1 a 10 partes de peso en seco. De manera más particular, la gama deseada para los ingredientes basada en 100 partes de polímero de látex, es de 1 a 5 partes por peso en seco para el pigmento, y desde 4 a 6 partes por peso en seco para el promotor de curado. Se puede utilizar más pigmento y promotor de curado, pero con efectos pequeños y a un coste aumentado. La viscosidad final del compuesto puede ser ajustada con agua y/o un modificador de viscosidad para proporcionar la viscosidad adecuada para el método deseado de impresión. Una vez aplicado a un substrato y sometido a secado, el residuo seco remanente de la mezcla acuosa proporciona la impresión resistente al desprendimiento del color.

Fueron preparadas unas muestras para probar la eficacia de la presente invención con cantidades diferentes de pigmento, reticulante y látex tal como se muestra en la tabla 1.

La tela sobre la que el compuesto fue impreso en las muestras tenía la forma de rodillos anchos de 43 pulgadas (1105 mm) que fueron cortados en muestras de 5 pulgadas por 7 pulgadas (127 mm por 178 mm) para realizar la prueba y que disponían de una preimpresión nivelada en seco o un peso base libre de humedad de 96 gr/m^{2} para los ejemplos en azul y 64 gr/m^{2} para todos los demás. La tela tenía un contenido en pulpa de alrededor de un 80 por ciento en peso, y el balance de la tela fueron fibras extrusionadas hechas a base de polipropileno. La tela utilizada en las pruebas es descrita en la patente U.S.A. 5.284.703 (la patente '703) de Everhart y otros, asignada al mismo cesionario que esta invención, una realización de la cual es conocida comercialmente como material Hydroknit®. La patente '703 describe un material que es una tela compuesta no tejida con un alto contenido en pulpa. La tela compuesta contiene más de alrededor de un 70 por ciento en peso de fibras de pulpa que se encuentran entrelazadas de manera hidráulica en un substrato de filamentos continuos. Los filamentos continuos pueden ser fibras extrusionadas.

No existen limitaciones en el peso básico o en componentes de la tela utilizada en la práctica de esta invención; por lo tanto, otras telas pueden ser utilizadas en la práctica de esta invención tal como elementos laminares unidos por cardado, telas tejidas, telas de fibras finas extrusionadas o telas de soplado en fusión, y las telas pueden estar asimismo realizadas a partir de fibras conjugadas o biconstituyentes. Telas de este tipo pueden ser una realización de una sola capa o como un componente de una lámina de múltiples capas que puede estar constituida por un número de diferentes técnicas de laminación que incluyen, pero no están limitadas a la utilización de adhesivos, punzón de agujas, unión por punto térmico, unión por aire pasante y cualquier otro método conocido en la técnica. El peso básico puede estar, por ejemplo, en el rango de alrededor de 49 hasta alrededor de 103 gr/m^{2}, o de manera más particular desde alrededor de 64 hasta alrededor de 96 gr/m^{2} en una preimpresión básica nivelada en seco.

Los laminados de múltiples capas pueden, por ejemplo, ser una realización en la que algunas de las capas son extrusionadas y algunas de soplado en fusión tal como un laminado extrusionado / de soplado en fusión / extrusionado (SMS) como se da a conocer en la patente U.S.A. Nº 4.041.203 de Brock y otros y la patente U.S.A. 5.169.706 de Collier y otros, o una construcción SFS (extrusionado / película / extrusionado). Un laminado SMS puede estar realizado por la deposición de manera secuencial sobre una correa constituyente que se desplaza, en primer lugar, de una capa de tela extrusionada, a continuación una capa de tela de soplado en fusión y, por último, otra capa extrusionada, y a continuación uniendo el laminado de la manera descrita anteriormente. De manera alternativa, las capas de tela pueden estar hechas de manera individual, recogidas en rodillos, y combinadas en una fase de unión separada. La tela de esta invención puede asimismo estar laminada con fibras de vidrio, fibras corrientes, papel y otros materiales laminares. Se pueden utilizar, por supuesto, capas múltiples de soplado en fusión, extrusionados, película u otras capas.

También es posible utilizar polímeros termoplásticos elastómeros en la producción de telas o elementos laminares no tejidos. Los polímeros termoplásticos elastómeros pueden ser aquellos realizados a base de copolímeros en bloque estirénico, poliuretanos, poliamidas, copoliésteres, acetatos de vinil etileno (EVA) y similares. Generalmente, cualquier fibra elastómera adecuada o película que constituye resinas o mezclas que contienen la misma pueden ser utilizadas para constituir los elementos laminares no tejidos de fibras elastómeras. Ejemplos comerciales de dichos copolímeros elastómeros son, por ejemplo, aquellos conocidos como materiales KRATON® que están disponibles en Shell Chemical Company en Houston, Texas. Copolímeros en bloque KRATON® están disponibles en varias formulaciones diferentes, un número de las cuales están identificadas en la patente U.S.A. 4.663.220, incorporada en la presente descripción como referencia.

Otros materiales elastómeros indicados a título de ejemplo, que pueden ser utilizados para constituir una capa elastómera, incluyen materiales elastómeros de poliuretano tales como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca registrada ESTANE® de B.F.Goodrich & Co., materiales elastómeros de poliamida tales como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca registrada PEBAX® de Rilsan Company, y materiales elastómeros de poliéster tales como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca registrada HYTREL® de E.I. DuPont de Nemours & Company.

El método de impresión puede ser cualquiera que sea conocido en la materia como efectivo. El método preferente es la impresión flexográfica. En los equipos de impresión por fotograbado, flexográfico y pantalla, el compuesto de impresión es transferida a una superficie de transferencia para la impresión que contiene los patrones impresos, y a continuación el compuesto de impresión es transferido directamente al substrato a partir de la superficie de transferencia. En la impresión flexográfica, es fácil cambiar los gráficos, y las placas de impresión son menos caras que algunas de otros equipos.

La impresión por fotograbado rotativo utiliza un rodillo de impresión que está grabado, por lo tanto aumenta considerablemente la vida del patrón de impresión. Debido al grabado del rodillo, es asimismo posible conseguir una mayor definición con respecto al patrón impreso o a gráficos conferidos al substrato. Adicionalmente, los equipos de fotograbado rotativo pueden generalmente llevar a cabo velocidades mayores que la mayoría de otros equipos y son adecuados para utilizar con compuestos de impresión basados en agua, basados en disolventes, fusionados por calor, y basados en adhesivos.

En comparación, un equipo de impresión por pantalla es relativamente caro y solo se puede utilizar un color por pantalla. La impresión por pantalla se utiliza básicamente para compuestos de impresión basados en agua y basados en fusión por calor, y se debe observar que el equipo no puede ser tan rápido como, por ejemplo, los equipos para impresión flexográfica.

Los equipos de impresión por chorros de tinta requieren generalmente compuestos de impresión que tienen una viscosidad muy baja, a menudo en el rango de 0,001 - 0,01 Pa-s (1 a 10 centipoise) para conseguir un proceso y aplicación apropiados, y por lo tanto puede no ser utilizable con el compuesto de impresión de esta invención. Algunos compuestos de impresión basados en agua pueden ser llevados a este rango y, adicionalmente, compuestos de impresión basados en agua pueden ser utilizados en combinación con los equipos de impresión por chorros de tinta. Una ventaja adicional de los equipos de impresión por chorros de tinta es la velocidad relativamente alta a la que pueden funcionar. Si la viscosidad o el tamaño de las partículas del compuesto de impresión de esta invención es tal que la impresión por chorros de tinta no puede ser utilizada, la impresión por pulverización es una alternativa aceptable. La impresión por pulverización utiliza generalmente toberas con orificios más grandes que la impresión por chorros de tinta.

En las muestras, un promotor de curado fue añadido a una base de látex para permitir el curado del compuesto a temperatura ambiente, bien por debajo de la que puede fusionar el polímero de un elemento laminar no tejido que incluye una poliolefina como el polipropileno. El proceso de curado es disparado por la pérdida de un álcali volátil que fue asimismo parte de la formulación. De manera alternativa, se pueden utilizar polímeros de látex con agentes de curado internos.

Un modificador de viscosidad o agua adicional pueden ser asimismo parte de la formulación si la viscosidad no está en el rango adecuado para la impresión después de la adición de todos los ingredientes.

Un sistema de polímero de látex aceptable para utilizar en esta invención debe ser reticulado a temperatura ambiente o a temperaturas ligeramente elevadas y debe ser estable a condiciones de tiempo ambiente y ser flexible cuando se cura. Ejemplos incluyen polímeros de acetatos vinil etileno, cloruros de vinil etileno, butadino-estireno, acrilatos, y copolímeros de acrilato-estireno. Polímeros de látex de este tipo generalmente tienen un Tg en el rango de -15 a +20ºC. Un compuesto de polímero de látex de este tipo adecuada es conocida como HYCAR® 26084 de B.F. Goodrich Company de Cleveland, OH. Otros látex adecuados incluyen HYCAR® 2671, 26445, 26322 y 26469 de B.F. Goodrich, RHOPLEX® B-15, HA-8 y NW-1715 de Rohm & Haas, DUR-O-SET® E-646 de National Starch & Chemical Co. de Bridgewater, NJ y BUTOFAN® 4261 y STYRONAL® 4574 de BASF de Chattanooga, TN.

Un pigmento aceptable para utilizar en esta invención debe ser compatible con el látex y el reticulante utilizado. Un pigmento especificado como tal se refiere a composiciones que tienen cuerpos de color especiales, no líquidos como en un colorante. Los inventores creen que los colorantes son inaceptables en la práctica de esta invención ya que se cree que no son tan resistentes al desprendimiento del color como los pigmentos. Pigmentos disponibles comercialmente para utilizar en esta invención incluyen aquellos fabricados por Sandoz Chemical Company de Charlotte, NC, bajo la marca registrada GRAPHTOL®. Pigmentos especiales incluyen GRAPHTOL® 1175-2 (rojo), GRAPHTOL® 6825-2 (azul), GRAPHTOL® 5869-2 (verde), y GRAPHTOL® 4534-2 (amarillo), y éstos fueron utilizados en los ejemplos de las tablas 1 y 2. Combinaciones de estos pigmentos pueden ser utilizados para proporcionar otros colores diferentes.

Adicionalmente, o quizás en lugar de algún pigmento, un agente de carga tal como arcilla puede ser utilizado como un alargador. La arcilla parece tener un efecto de reducir la resistencia del color del compuesto y no proporciona por supuesto el color de un pigmento, pero representa una medida de ahorro del coste ya que es menos caro que los pigmentos. Una arcilla que puede ser utilizada es, por ejemplo, Ultrawhite 90, disponible de la firma Englehard Corp., 101 Wood Ave, Iselin, NJ 08830.

Un promotor de curado aceptable para utilizar en esta invención debe provocar o resultar en la reticulación del polímero de látex en el compuesto. Promotores de curado aceptables permiten que el compuesto basado en látex se cure a temperatura ambiente o ligeramente superior, de manera que el elemento laminar no tejido no necesita ser calentado a una temperatura a la que puede empezar a fusionarse para curar el látex. El promotor de curado preferente llega a ser activo a un pH que es neutro o ácido, por lo tanto el compuesto puede ser mantenido a un pH por encima de 8 durante la mezcla y aplicación. El pH de precurado se mantiene por encima de 8 mediante la utilización de un álcali volátil tal como, por ejemplo, amoníaco. Los álcali volátiles permanecen en solución hasta que son rechazados por el proceso de secado a temperatura ambiente o, de manera alternativa, calentándolos en una pequeña magnitud para aumentar la velocidad de evaporación. En cualquier caso, la temperatura de curado debe ser una temperatura inferior a la temperatura de fusión de la tela. La pérdida del álcali provoca una caída del pH del compuesto, que dispara la acción del promotor de curado.

Agentes de curado adecuados son, por ejemplo, XAMA®-2 y XAMA®-7 y son de la firma B.F. Goodrich Company de Cleveland, OH. Otro promotor de curado aceptable es Chemitite PZ-33 de la firma Nippon Shokubai Co. de Osaka, Japón. Estos materiales son oligómeros de aziridina con, por lo menos, dos grupos funcionales de aziridina.

Un modificador de viscosidad, aunque generalmente no es necesario en la práctica de esta invención, puede ser utilizado, por ejemplo, si la viscosidad del compuesto de impresión no es adecuada para el método de impresión deseado. Un modificador de viscosidad opcional para aumentar la viscosidad para utilizar en esta invención debe tener propiedades de espesamiento con características de flujo Newtoniano. Un modificador de viscosidad aceptable de este tipo es conocido como ACRYSOL® RM-8 y es disponible de la firma Rohm & Haas Company de Filadelfia PA. Si es deseable reducir la viscosidad del compuesto de impresión de esta invención, simplemente se puede añadir agua a la mezcla. La capacidad de añadir agua es una indicación de la facilidad de uso y la flexibilidad de esta invención, mientras el control de viscosidad en los sistemas basados en disolventes es considerablemente más complicado.

Los ingredientes utilizados por los inventores en los ejemplos están disponibles comercialmente en soluciones acuosas que tienen una magnitud porcentaje del total de sólidos como se indica en la tabla 1 en la columna denominada "T.S.", requiriendo por lo tanto poca o nada de agua adicional. No obstante, las magnitudes listadas en la tabla 1 para cada muestra son listadas como partes de peso en seco de cada ingrediente. Por lo tanto, por ejemplo, el primer ejemplo rojo que tiene 300 partes de látex significa 300 partes en seco de látex, y con un 50 por ciento del total de sólidos puede significar 600 partes de látex en húmedo.

El compuesto acuoso fue preparado añadiendo la magnitud de látex indicada como una mezcla acuosa con un álcali volátil, en este caso, amoníaco, hasta un pH de alrededor de 9. La magnitud indicada de pigmento fue a continuación añadida, y el pH recalculado y ajustado si es necesario. Finalmente, el promotor de curado fue añadido, y la viscosidad fue comprobada y ajustada con un modificador de viscosidad si es necesario, hasta una viscosidad final de precurado tal como se muestra.

La viscosidad de cada compuesto fue probada utilizando una vasija Shell número 4. La viscosidad es medida en segundos requeridos por la vasija para vaciar por medio del goteo del líquido a través de un agujero número 4 en condiciones ambientales. La tabla 1 muestra la viscosidad en segundos.

(Tabla pasa a página siguiente)

1

Los compuestos de la tabla 1 fueron impresos sobre ambos lados de un material Hydroknit® utilizando la técnica de impresión flexográfica y sometido a un secado a temperatura ambiente. El patrón utilizado en la impresión fue aplicado alrededor de 3,5 gr/m^{2} de compuesto a cada lado con alrededor del 20 por ciento de cobertura de impresión. Patrones diferentes podrían por supuesto causar diferentes coberturas y añadidos en el peso básico, y podrían ser escogidos de acuerdo con la utilización final de la tela, el patrón deseado y otros factores basados en cada caso específico.

Las muestras fueron preparadas cortando una pieza de tela impresa a una media apropiada. Las muestras fueron a continuación inmersas en soluciones y se mantuvieron en la solución durante 5 minutos. Cada muestra fue a continuación retirada de la solución y colocada en el dispositivo medidor del desprendimiento mientras todavía está húmedo, y comprobada de acuerdo con la secuencia de prueba. Las soluciones en las que los telas impresas fueron medidas para la resistencia del color se muestran en la parte izquierda de la tabla 2 e incluyen una muestra seca, es decir, no solución, un jabón basado en ácido típico que tiene un pH de alrededor de 4, una solución de vinagre con una acidez del 5% y un pH de 1,9, Formula 406 de Clorox a una concentración al 100 por ciento que tiene un pH de alrededor de 13, un blanqueante de hipoclorito sódico al 5,25% que tiene un pH de alrededor de 12, y un alcohol para frotamiento al 70 por ciento (isopropanol).

(Tabla pasa a página siguiente)

2

\newpage

De este modo, se puede apreciar a partir de la tabla descrita anteriormente que los substratos impresos de esta invención retendrán su coloración muy bien dentro de una gama amplia de pH y después de someterse a disolventes y blanqueantes. Se debe observar que la exposición a un blanqueante de hipoclorito sódico tiene un efecto más fuerte en la mayoría de artículos que el mero pH pueda indicar, puesto que es asimismo un agente oxidante fuerte. Por lo tanto, la resistencia al blanqueante es un atributo importante puesto que indica una resistencia al pH y a agentes oxidantes. Los inventores creen que el compuesto de impresión utilizado en esta invención permanecerá esencialmente inalterable dentro de una gama de pH desde alrededor de 2 hasta alrededor de 13, y después de la exposición a alcoholes y blanqueante de hipoclorito sódico, es decir, la resistencia del color al desprendimiento permanecerá por encima de tres cuando se compruebe de acuerdo con el método utilizado en la presente descripción.

Asimismo, los inventores han observado de manera sorprendente que los materiales impresos con este compuesto pueden disponer de una capacidad de lavado limitada conferida a una tela que previamente era demasiado débil para soportar un proceso de este tipo. Los inventores creen, aunque no desean estar ligados a esta creencia, que el compuesto de impresión curado actúa para mantener unido el substrato y proporcionándole una mayor integridad. Por esto, creen que se requerirá por lo menos una cobertura de impresión del 12% para este efecto de capacidad de lavado. Los inventores han limpiado un material Hydroknit® típico en una lavadora y una secadora domésticas utilizando en ambas la cantidad de blanqueante de hipoclorito sódico normalmente recomendada y después de tres lavados, aclarados y secados de este tipo, casi no se han encontrado trazas de roturas en la tela. Materiales similares no impresos empiezan a romperse justo después de un lavado de este tipo. Basándose en esta prueba, los inventores creen que una pulpa de Hydroknit® y una tela extrusionada impresa con, por lo menos, una cobertura de impresión del 12%, puede soportar por lo menos 5 lavados según condiciones de lavado normales antes de que lleguen a ser inutilizables.

Si bien los paños para el servicio de alimentación han sido el foco de esta invención hasta ahora, la invención es adecuada para imprimir virtualmente sobre cualquier substrato al que se pueda adherir un compuesto de látex. Además, las aplicaciones que se encuentran fuera de los paños para el servicio de alimentación incluyen una impresión sobre artículos para el cuidado personal tales como pañales y artículos para la incontinencia, productos para el control de infecciones tales como vestidos y paños quirúrgicos y batas de esterilización, materiales para el aire libre tales como cubiertas protectoras, telas para aplicaciones marinas y artículos de limpieza húmedos para el cuidado personal u otras necesidades de distribución de líquidos. Aquellos expertos en la materia reconocerán que se pueden practicar numerosas variaciones, modificaciones y cambios de la invención sin desviarse del ámbito de la invención, tal como se expresa en las siguientes reivindicaciones.

Claims (17)

1. Substrato impreso constituido por medio del proceso que comprende la formación de un compuesto de impresión que comprende:

una mezcla acuosa que tiene un pH de precurado ajustado a alrededor de 8 utilizando un álcali volátil, un polímero de látex, un pigmento y un promotor de curado, de manera que el compuesto de impresión se puede curar a la temperatura ambiente o ligeramente por encima, en la que dicha mezcla, basada en alrededor de 100 partes de peso en seco de látex, comprende asimismo entre 0,5 y 33 partes de peso en seco de pigmento, y entre 1 y 10 partes de peso en seco de promotor de curado, que aplica dicho compuesto de impresión a un substrato en el que dicho substrato comprende un elemento laminar no tejido de fibras de polímero poliolefínico termoplástico y que hace descender el pH de dicho compuesto de impresión, en el que se produce una reticulación que da como resultado una impresión que conserva una resistencia del color al desprendimiento por encima de 3 cuando se mide por un método 8 de prueba AATCC que utiliza 30 ciclos, cuando se expone durante 5 minutos a líquidos con un pH entre alrededor de 2 y alrededor de 13 o a alcoholes o a un blanqueante de hipoclorito sódico al 5,25%.

2. Substrato impreso, según la reivindicación 1, en el que dicha mezcla, basada en alrededor de 100 partes de peso en seco de látex, comprende también entre alrededor de 1 y 5 partes de peso en seco de pigmento, y entre alrededor de 4 y 6 partes de peso en seco de promotor de curado.

3. Substrato impreso, según la reivindicación 1, en el que dicho compuesto ha sido curado a una temperatura por debajo de dicha temperatura de fusión del substrato.

4. Substrato impreso, según la reivindicación 1, en el que dicho promotor de curado es un oligómero de aziridina con, por lo menos, dos grupos funcionales de aziridina.

5. Substrato impreso, según la reivindicación 1, que ha sido impreso sobre un substrato seleccionado a partir de un grupo que consiste en telas compuestas de una pulpa hidroentrelazada y fibras extrusionadas, telas de fibras finas extrusionadas, telas de soplado en fusión y laminados de telas de fibras finas extrusionadas o de soplado en fusión.

6. Substrato impreso, según la reivindicación 5, en el que dicho substrato es un laminado de telas de fibras finas extrusionadas o por soplado en fusión dispuesto con, por lo menos, una capa extrusionada como una superficie exterior.

7. Substrato impreso, según la reivindicación 5, en el que dicho substrato es una tela compuesta de una pulpa hidroentrelazada y fibras extrusionadas que tiene un peso básico de preimpresión nivelado en seco de alrededor de 49 a alrededor de 103 gr/m^{2}.

8. Substrato impreso que comprende un substrato que comprende un elemento laminar no tejido de fibras de polímero poliolefínico termoplástico y que tiene en el mismo el residuo seco de una mezcla acuosa que se puede curar a temperatura ambiente o ligeramente por encima de la temperatura ambiente, que comprende un polímero de látex, un pigmento y un promotor de curado en el que dicha mezcla, basada en alrededor de 100 partes de peso en seco de látex, comprende asimismo entre 0,5 y 33 partes de peso en seco de pigmento, y entre 1 y 10 partes de peso en seco de promotor de curado, y que conserva una resistencia del color al desprendimiento por encima de 3 cuando se mide por un método 8 de prueba AATCC que utiliza 30 ciclos cuando se expone durante 5 minutos a líquidos con un pH entre alrededor de 2 y alrededor de 13 o a alcoholes o a un blanqueante de hipoclorito sódico al 5,25%.

9. Substrato impreso, según la reivindicación 8, en el que dicho substrato es una tela compuesta de una pulpa hidroentrelazada y fibras extrusionadas que tiene un peso básico de preimpresión nivelado en seco de alrededor de 64 a alrededor de 96 gr/m^{2}.

10. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho substrato es un producto para el cuidado personal.

11. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho substrato es un paño para el servicio de alimentación.

12. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho substrato es un producto para el control de infecciones.

13. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho producto para el control de infecciones es una bata para quirófanos.

14. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho producto para el control de infecciones es una bata para esterilización.

15. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho substrato es un paño para la distribución de fluídos.

16. Substrato, según la reivindicación 8, en el que dicho substrato es una toalla.

\newpage

17. Substrato impreso, según la reivindicación 8, en el que el substrato impreso es una tela impresa compuesta de una pulpa hidroentrelazada y fibras extrusionadas en la que la mezcla acuosa comprende entre alrededor de 1 a 5 partes de peso en seco de un pigmento, y entre alrededor de 4 a 6 partes de peso en seco de un promotor de curado, que es un oligómero de aziridina con, por lo menos, dos grupos funcionales de aziridina y en el que el elemento laminar no tejido tiene un peso básico de preimpresión nivelado en seco de alrededor de 64 gr/m^{2}.