ES2208462T3

ES2208462T3 - Fibras multicomponentes y tejidos fabricados a partir de las mismas.

Info

Publication number: ES2208462T3
Application number: ES00989490T
Authority: ES
Inventors: David D. Newkirk; Harold Edward Thomas; David Bruce Christopher; Barry Dewayne Meece
Original assignee: BBA Nonwovens Simpsonville Inc
Current assignee: Fitesa Simpsonville Inc
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: WO2001049905A2; JP2003519295A; JP2006176948A; AU2598901A; EP1264017A2; ATE251682T1; EP1264017B1; WO2001049905A3; WO2001049905A9; DE60005864T2; TR200302310T4; DK1264017T3; CN1224738C; JP4791187B2; US6420285B1; CN1415029A; DE60005864D1

Abstract

Una fibra multicomponente que comprende al menos dos componentes poliméricos dispuestos en dominios estructurados, al menos uno de los mencionados componentes poliméricos comprende una mezcla multipolimérica de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando presentes los mencionados polímeros como una fase continua dominante de mayor punto de fusión y al menos una fase no continua de punto de fusión menor dispersada en su interior, comprendiendo la mencionada fase continua de mayor punto de fusión un polímero de propileno y comprendiendo la al menos una mencionada fase no continua de punto de fusión menor un polímero de polietileno.

Description

Fibras multicomponentes y tejidos fabricados a partir de las mismas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a fibras multicomponentes, así como también a no-tejidos y a laminados de tejidos que comprenden las fibras multicomponentes. De forma más particular, la invención se refiere a fibras multicomponentes que incluyen al menos un dominio polimérico formado por una combinación selecta de polímeros, así como también a no-tejidos y a laminados que presentan propiedades de tejido y características de procesamiento mejoradas.

Antecedentes de la invención

Los no-tejidos producidos a partir de materiales poliméricos hilados se emplean en una variedad de aplicaciones diferentes. Entre otros usos, los mencionados no-tejidos se emplean como la hoja de cubrimiento para pañales de un solo uso o productos sanitarios. Existe un considerable interés en la preparación de pañales de un solo uso más confortables y de mejor fijación al bebé. Una parte importante de la confortabilidad del pañal es la suavidad o la dureza de las no-tejidos empleados para fabricar el pañal, incluyendo la hoja superior del mismo, los bordes de las perneras del pañal, y en algunos diseños avanzados, el tejido laminado en la lámina de la hoja inferior. Además, en algunos diseños de pañal, se necesita un alto grado de elongación del tejido para colaborar con los componentes elásticos para de conseguir una fijación confortable suave.

Un enfoque para la suavidad de la hoja superior del pañal mejorada es el emplear polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) como la resina en lugar de polipropileno par la producción de no-tejidos para pañales unidos por hilado. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos de Fowells nº 4.644.045 describe no- tejidos unidos por hilado, que presentan propiedades de suavidad excelentes producidas a partir de polietileno de baja densidad lineal. Sin embargo, la suavidad anteriormente descrita del tejido unido por hilado de LLDPE nunca se ha utilizado ampliamente debido a la dificultad en conseguir una resistencia a la abrasión aceptable en los mencionados productos. Se ha probado que es muy difícil la unión de los filamentos de LLDPE en una napa unida por hilado con una resistencia a la abrasión aceptable. Se observa un enlace de fibra aceptable a una temperatura justo por debajo del punto al que los filamentos comienzan a fundir y se adhieren a la calandria. Este intervalo de unión tan estrecho ha hecho muy difícil la producción de los tejidos para unión por hilado de LLDPE con resistencia a la abrasión aceptable. Así pues, la ventaja en suavidad ofrecida por los tejidos unidos por hilado de LLDPE no se ha aprovechado de forma exitosa en el mercado.

El polipropileno convencional, el cual se ha empleado ampliamente en la producción de no-tejidos, proporciona unas propiedades de resistencia a la formación de pelusa y abrasión en estado no extendido adecuadas, pero las propiedades de elongación no son aceptables y por lo tanto tampoco la fractura de las fibras y/o de los tejidos.

En las patentes de Estados Unidos de Sabee 4.153.664 y 4.223.063 se describe que la suavidad y el plegamiento de los no-tejidos compuestos, formados por ejemplo a partir de un no-tejido soplado en fundido o unido por hilado, se puede mejorar mediante estirado o extendido del tejido. De forma más particular, de acuerdo con Sabee, los no-tejidos compuestos se procesan mediante la estirado o extensión diferencial de la napa para formar un patrón de zonas estiradas y no estiradas, proporcionando un producto con suavidad, textura y plegamiento mejoradas. Sin embargo, mientras que el extendido puede mejorar algunas propiedades físicas del tejido, este puede afectar de forma adversa otras propiedades importantes, tales como la resistencia a la abrasión, por ejemplo, dejando los tejidos con una superficie con pelusa no visible. Además, Sabee describe el uso de filamentos no estirados o no estirados en el uso de esta aplicación. Los filamentos no estirados o encogidos son típicamente superiores en títulos y por lo tanto los tejidos tienden a ser tiesos.

Además de la suavidad, frecuentemente el desarrollo de los requisitos del producto demanda un no-tejido compuesto que presente elasticidad. En ciertos diseños de pañal de un solo uso, por ejemplo, se desea el dotar de propiedades elásticas a las áreas de la cintura y/o las arcas de los bordes de las perneras. Un enfoque que se ha tomado para proporcionar las mencionadas propiedades elásticas en una no-tejidos compuesta incluye la formación y extendido de una napa elástica, la unión de una napa que se pueda juntar con la napa elástica y la relación de la compuesta. Una limitación obvia de este enfoque es que tiene que formar el compuesto en estado tensionado. Esto requiere equipo adicional y sistemas de control. Ejemplos de este proceso son la patente de Estados Unidos nº 4.657.802 de Mormon, donde se describe que se prepara un elástico no tejido compuesto mediante el extendido primeramente de una napa elástica, la formación de una napa que se pueda juntar no tejida fibrosa sobre la no tejida estirada, unión de las dos para formar una estructura compuesta, dejando luego en relajación el compuesto. En la patente de Estados Unidos nº 5.169.706 de Collier describe que se forma un material elástico compuesto que presenta una relajación de tensión baja entre una hoja elástica y una capa que se puede juntar. En la patente de Estados Unidos de Daponte 4.863.779 se describe un compuesto que incluye en primer lugar el tensionado de la napa elástica para su elongación, la unión de al menos una napa que se pueda juntar a la napa elástica, y la relajación del compuesto de forma inmediata tras la unión, de modo que la napa que se pueda juntar queda unida entre los puntos de unión.

Otro enfoque para dotar de propiedades de elasticidad al no-tejido compuesto es con el denominado laminado extensible de "deformación cero". Un laminado extensible "deformación cero" se refiere a un tejido en el que al menos dos capas de material, una elástica, la otra sustancialmente no elástica, se fijan de forma solidaria una a otra a lo largo de sus superficies coextensivas mientras están en un estado sustancialmente no tensionado. El tejido se somete a continuación a estiramiento mecánico. La capa no elástica se fractura o se extiende típicamente, alargándose por tanto de forma permanente esta capa y produciendo un tejido compuesto con propiedades elásticas. Este proceso de laminado y extensión es ventajoso ya que utiliza material elástico en un estado no extendido y es más sencillo y económico que el material elástico extendido empleado en las operaciones de procesamiento tradicionales. Sin embargo un problema que ha existido con los laminados extensibles "deformación cero" actualmente disponibles es la abrasión de superficie. La extensión mecánica fractura o rompe las fibras dentro del componente sustancialmente no elástico del laminado "deformación cero", y como consecuencia, las fibras se separan y son susceptibles de despeluzarse y enredarse. Además, tal fractura o separación provoca una pérdida notable en la resistencia del tejido.

Existen intentos para solucionar los problemas anteriormente mencionados de la liberación de la fibra y de la resistencia a la abrasión del tejido. Por ejemplo, se han realizado intentos para preparar el componente no-tejido del compuesto con grandes propiedades de elongación. El polipropileno convencional, como se señaló anteriormente, se ha empleado ampliamente en la producción de no-tejidos, proporciona unas propiedades de formación de pelusa y resistencia a la abrasión adecuadas en estado no extendido, pero las propiedades de elongación son inaceptables y por lo tanto la fractura de las fibras y/o tejidos. Las napas no tejidas de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) han mostrado que presentan buenas propiedades de elongación y también que poseen excelentes propiedades de manipulación, suavidad y de plegamiento. Sin embargo, como se indicó anteriormente, no se ha encontrado que tales tejidos presenten una buena aceptabilidad comercial, debido a que fallan al proporcionar una resistencia a la abrasión aceptable.

Sumario de la invención

La presente invención solventa estas desventajas y limitaciones y proporciona fibras multicomponentes y no-tejidos formados a partir de las mismas, que presentan una combinación superior de propiedades de extensibilidad, tensión y resistencia a la abrasión. Las fibras multicomponentes de la invención incluyen al menos dos componentes poliméricos dispuestos en dominios estructurales. Al menos uno de los componentes poliméricos se forma a partir de una mezcla selecta de polímeros de poliolefina que aportan un prestación del tejido mejorada no reconocida o descrita hasta la fecha, tales como alta resistencia a la abrasión, buenas propiedades de tensión, suavidad excelente y similares. Además, estas mezclas presentan excelentes propiedades para el hilado en fase fundida y propiedades de procesamiento, lo cual permite producir de forma eficiente no- tejidos a altos niveles de productividad.

Las fibras multicomponentes pueden ser filamentos continuos, fibras cortadas o fibras sopladas en fundido. En una realización preferida las fibras son fibras bicomponentes con los componentes poliméricos dispuestos en un dominio estructurado de envoltura - núcleo. En este aspecto de la invención el núcleo se forma a partir de la mezcla polimérica para dotar de las propiedades deseadas a las fibras y en consecuencia al tejido fabricado empleando las mismas.

Se puede formar al menos un dominio polimérico de las fibras multicomponentes a partir de una mezcla de polímeros que son inmiscibles y se mezclan para formar una fase continua dominante y al menos una fase dispersa. Ejemplos de polímeros inmiscibles incluyen el polietileno, incluyendo polietileno de baja densidad lineal y el polipropileno. El polímero con mayor punto de fusión es la fase continua dominante. Otros dominios poliméricos de las fibras multicomponentes de la invención se pueden formar a partir de cualquiera de los tipos de fibra que forman los polímeros, tal como se conoce en la técnica, tales como poliolefinas, poliamidas, poliésteres y similares y co y terpolímeros y mezclas de los mismos.

Una mezcla preferida incluye un tercer componente que es al menos parcialmente miscible con las dos fases y da a la mezcla buenas propiedades de elongación. Un ejemplo de una mezcla adecuada es polipropileno isotáctico presente en una cantidad de aproximadamente un 65 a un 80 por ciento en peso, en base al peso de la mezcla; polietileno de baja densidad lineal presente en una cantidad de aproximadamente un 1 a aproximadamente un 5 por ciento en peso, en base al peso de la mezcla; y un copolímero o terpolímero de poliolefina de bloques o injertado que presenta al menos una parte de la cadena del mismo miscible con el polipropileno isotáctico y en el que el copolímero o terpolímero de poliolefina de bloques o injertado está presente en una cantidad de aproximadamente un 15 a un 30 por ciento en peso, en base al peso total de la mezcla. Se ha encontrado que mezclando una proporción relativamente pequeña de un copolímero o terpolímero de bloques o injertado con la mezcla de polipropileno / polietileno aumenta en gran medida la elongación de un no-tejido formado por la mezcla polimérica, sin afectar de forma significativamente adversa a la resistencia a la abrasión del tejido y/o a las propiedades de suavidad.

Las fibras multicomponentes de la invención son altamente alargables y son útiles en la producción de no-tejidos extensibles que presentan propiedades deseables aún contradictorias. De forma específica, las fibras de la invención se pueden conformar en tejidos que muestran buena suavidad, resistencia a la abrasión y elongación. De acuerdo con una realización de la presente invención la napa no tejida coherentemente extensible es una napa no tejida unida térmicamente por hilado de filamentos continuos sustancialmente multicomponentes dispuestos de forma aleatoria, en los que al menos un dominio polimérico está formado por múltiples polímeros. De acuerdo con otra realización de la invención, la napa no tejida coherentemente extensible es una napa forrada unida térmicamente de fibras cortadas multicomponentes. La napa no tejida coherentemente extensible puede contener, además de las fibras multicomponentes, componentes fibrosos adicionales, tales como microfibras sopladas en fundido. Los tejidos de la presente invención pueden presentar un valor de abrasión de superficie Taber (rueda de caucho) superior a 10 ciclos y una elongación en carga máxima en la menos la dirección de la máquina o la dirección transversal de la máquina de al menos un 70%.

De acuerdo con otra realización de la invención, el no-tejido puede incluir uno o más capas o componentes adicionales laminados con el mismo. Ejemplos de capas adicionales incluyen películas poliméricas continuas o perforadas, películas o napas de un polímero elástico, napas no tejidas unidas por hilado, entrelazados o redes extensibles, un dispositivo de hilos extensibles o elásticos, una napa de microfibras de sopladas en fundido, una napa de fibras cortadas y similares. Cuando se emplea una napa o una película elástica, el compuesto puede ser extendido por elongación, lo cual provoca una elongación permanente y extendido de la napa coherentemente extensible de fibras multicomponentes, y el tejido compuesto resultante muestra propiedades elásticas. Cuando se emplea una capa no elástica extensible, tal como una película de poliolefina, por ejemplo, el compuesto puede activarse por extendido mediante elongación, por ejemplo hasta al menos un 20% de la longitud no extendida original, produciendo una compuesto que presenta excelente suavidad y plegamiento.

Los tejidos compuestos resultantes pueden presentar unas características de tacto similar a las prendas y de cubrimiento adecuadas para su uso en prendas protectoras absorbentes de un solo uso, tales como pañales, tampones para incontinencia, pañuelos sanitarios y similares. Los tejidos compuestos son particularmente útiles como componentes de pañales de un solo uso, tales como en bordes de las perneras del pañal, paneles laterales, hoja inferior, hoja superior y similares.

Breve descripción de los dibujos

Se han indicado algunos de los objetos y ventajas de la invención. Otros se harán aparentes cuando se asimile en relación con los dibujos acompañantes, en los cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de un no-tejido formado por fibras multicomponentes de la invención;

La figura 2 es una vista en perspectiva esquemática de una fibra multicomponente de la invención;

La figura 3 es una vista en perspectiva esquemática de un no-tejido compuesto que incluye como un componente un tejido formado por fibras multicomponentes de la invención, con las capas respectivas expuestas para claridad de ilustración;

La figura 4 es una vista en perspectiva esquemática de un no-tejido compuesto que incluye como un componente un tejido formado por fibras multicomponentes de la invención;

La figura 5 es una vista lateral de un pañal que incorpora el tejido compuesto de la invención como un componente;

Las figuras 6A y 6B son gráficos que muestran la relación tensión - deformación de la muestra de tejido descrita en el ejemplo 11 tras una primera y segunda elongación, respectivamente;

Las figuras 7, 8 y 9 son fotomicrografías de microscopio electrónica de transmisión (TEM) de fibras que incluyen una mezcla multipolimérica; y

Las figuras 10 y 11 son fotomicrografías de TEM de fibras formadas por homopolímero de polipropileno al 100% y homopolímero de polietileno al 100% respectivamente.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención se describirá más completamente a continuación en relación con las realizaciones ilustrativas de la invención, las cuales se dan de forma que la presente descripción sea entera y completa y cubra totalmente el alcance de la invención para los especialistas en la técnica. Sin embargo se ha de entender que la presente invención puede ser realizada en muchas formas diferentes y no se debería entender como limitada por las realizaciones específicas descritas e ilustradas en el presente documento. Si bien se emplean términos específicos en la siguiente descripción, estos términos son meramente a modo de ilustración y no se pretende que definan o limiten el alcance de la invención.

La figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de un no-tejido, designado por lo general como 10, formado por fibras multicomponentes 12 de la invención. La napa fibrosa no tejida representada en la figura 1 se debería considerar que, en un sentido genérico, incluye estructuras generalmente planas que son relativamente lisas, flexibles y porosas y están comprendidas de fibras cortadas multicomponentes o filamentos continuos. La napa no tejida se puede preparar mediante una variedad de técnicas de fabricación bien conocidas en el campo de los no-tejidos, tales como, pero sin limitarse a estas, cardado, unión por hilado, extendido por vía húmeda, extendido mediante aire, soplado en fundido y similares.

Por ejemplo, en la realización ilustrada por la figura 1, la napa fibrosa no tejida es un no-tejido unido por hilado que comprende filamentos continuos unidos por hilado bicomponentes. La napa unida por hilado se puede fabricar mediante el procedimiento de unión por hilado convencional en el que el polímero fundido es extruído en filamentos continuos que son a continuación terminados, atenuados por un fluido a gran velocidad y recogidos en disposición aleatoria en una superficie de recogida. Tras la recogida del filamento se puede emplear cualquier tratamiento de unión térmico, químico o mecánico para formar una napa unida tal que de lugar a una estructura de napa coherente.

En la realización mostrada en la figura 1, la napa 10 se encuentra unida por una pluralidad de uniones intermitentes, indicadas por lo general como 14, distribuidas a lo largo del tejido para formar una napa no tejida unitaria coherente. A este respecto, la unión térmica en punto es la más preferida. Se conocen varias técnicas de unión por térmica en punto, siendo la más preferida el emplear rodillos de calandrado con un patrón de unión por puntos. Cualquier patrón conocido en la técnica se puede emplear con realizaciones típicas que empleen patrones continuos o discontinuos. Preferiblemente los enlaces 14 cubren entre un 6 y un 30 por ciento del área de la napa 10, más preferiblemente de un 8 a un 20 por ciento y lo más preferiblemente de un 12 a un 18 por ciento. Mediante la unión de la napa de acuerdo con estos intervalos de porcentaje, se permite que los filamentos se elonguen en todo el alcance de extensión mientras se mantiene la resistencia e integridad del tejido.

De forma alternativa la napa no tejida extensible coherente 10 puede ser una napa no tejida cardada de fibras cortadas. Como se sabe, el cardado se lleva típicamente a cabo en una máquina que utiliza lechos o superficies de dientes o alambres en línea, ángulo o espaciados que se mueven opuestamente para tirar de los extremos de las fibras cortadas hacia una napa. Las fibras dentro de la napa se someten luego a unión para formar una estructura de napa coherente mediante cualquier tratamiento de unión térmico, químico o mecánico adecuado. Por ejemplo se forman uniones térmicas en puntos en la forma previamente descrita para dotar de resistencia y flexibilidad al tejido.

En referencia a la figura 2, se ilustra una vista en perspectiva esquemática de una fibra multicomponente 20 ejemplo de la invención. Como se ilustra en la figura 2, en una realización preferida de la invención, las fibras son fibras bicomponentes que presentan un dominio polimérico de núcleo interior 22 y un dominio de envoltura polimérico 24 que lo rodea. Tal como se usa en el presente documento, el término "fibras multicomponentes" incluye filamentos cortados y continuos preparados a partir de dos o más polímeros presentes en dominios estructurados discretos en la fibra, en oposición a las mezclas en las que los dominios tienden a estar dispersados de forma aleatoria o no estructurada. Para fines únicamente ilustrativos la presente invención se describirá por lo general en términos de una fibra bicomponente que comprende dos componentes. Sin embargo, se debería entender que el alcance de la presente invención incluye fibras con dos o más componentes estructurados.

Por lo general, los dominios o componentes poliméricos se disponen sustancialmente en zonas posicionadas de forma constante a lo largo de la sección transversal de la fibra multicomponente y se extienden de forma continua por toda la longitud de la fibra multicomponente. Una configuración preferida es una disposición de envoltura/núcleo, en la que un primer componente, la envoltura, rodea sustancialmente un segundo componente, el núcleo. Puede variar la relación en peso de dominios o componentes poliméricos. De forma típica la relación en peso del primer componente polimérico respecto al segundo componente polimérico varía de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 80:20, si bien la relación en peso también puede estar fuera de este intervalo.

Las mezclas poliméricas de la invención son particularmente ventajosas en la producción de tejidos diseñados. A este respecto las relaciones en peso de componentes poliméricos pueden variar fácilmente para dotar de las propiedades deseadas a las fibras y tejidos fabricados a partir de las mismas. Por ejemplo las propiedades estéticas tales como la suavidad y el tacto, elongación y similares se pueden optimizar en una construcción de tejido dada mediante el incremento y/o maximización de la relación en peso de un componente polimérico que facilite esta propiedad. Por ejemplo la fibra multicomponente puede incluir una relación en peso relativamente alta de componente(s) polimérico(s) formado(s) por mezclas dominantes de polímero de bajo punto de fusión descritas a continuación o incluso componentes poliméricos únicos de polímeros elongables tal como el polietileno. Las relaciones en peso se pueden aumentar hasta un 60%, 80% y más. De forma alternativa, para maximizar la tenacidad o resistencia, las fibras se pueden diseñar de modo que se maximice la relación en peso de un componente polimérico de alto punto de fusión, por ejemplo las mezclas dominantes poliméricas de alto punto de fusión descritas a continuación, así como también los componentes poliméricos únicos tales como un núcleo de tereftalato de polietileno en una fibra envoltura/núcleo. Se puede conseguir un equilibrio en las propiedades, por ejemplo, con relaciones de componentes sustancialmente iguales (por ejemplo una estructura de fibra envoltura/núcleo de aproximadamente 50/50). Se pueden emplear otras configuraciones de fibra estructuradas como se conocen en la técnica, tal como, pero sin limitarse a estas, estructuras laterales, trozo segmentado, islas-en-el-mar o estructuras multilóbulos ladeados.

La sección transversal de la fibra multicomponente es preferiblemente circular, debido a que el equipo típicamente empleado en la producción de las fibras sintéticas multicomponentes produce normalmente fibras con una sección transversal sustancialmente circular. La configuración del primer y segundo componentes en una fibra de sección transversal circular puede ser bien concéntrica o acéntrica, siendo la última configuración conocida algunas veces como una fibra multicomponente "lateral - lateral modificada" o "excéntrica".

La configuración concéntrica se caracteriza porque el primer componente que presenta un espesor sustancialmente uniforme, de forma que el segundo componente se encuentra aproximadamente en el centro de la fibra. En una configuración acéntrica el espesor del primer componente varía, y por tanto el segundo componente no se encuentra en el centro de la fibra. En cualquier caso, el segundo componente está sustancialmente rodeado por el primer componente. Sin embargo, en una fibra bicomponente acéntrica, puede quedar expuesta una parte del segundo componente, de forma que en la práctica hasta aproximadamente un 20% de la superficie de la fibra puede estar constituida por el segundo componente. El primer componente es un fibra con una configuración acéntrica comprenderá sin embargo la parte principal de la superficie de la fibra, es decir, al menos aproximadamente un 80%. Tanto la sección transversal de la fibra como la configuración de los componentes dependerán del equipo que se emplee en la preparación de la fibra, de las condiciones del proceso y las viscosidades en fase fundida de los dos componentes.

En la invención, al menos un dominio polimérico está formado por una mezcla multipolimérica, tal como se describe con más detalle a continuación. Otro de los dominios poliméricos de las fibras de la invención puede estar formado por un polímero único o por una mezcla polimérica, incluyendo pero sin limitarse a estos, cualquiera de las mezclas poliméricas descritas a continuación. Por ejemplo una realización preferida de la invención es una fibra bicomponente envoltura núcleo, en la que el núcleo está formado por una mezcla polimérica. Sin embargo también puede estar formado otro de los dominios poliméricos por una mezcla polimérica (por ejemplo, la envoltura y/o tanto la envoltura como el núcleo).

El componente de la mezcla multipolimérica de las fibras multicomponentes de la invención se forma predominantemente a partir de polímeros que se consideran normalmente no elásticos. Las combinaciones de polímeros útiles para su uso en la práctica de la invención se indican en la solicitud de patente internacional PCT publicada PCT/US95/15257, presentada el 22 de Noviembre de 1995, y titulada Extensible Composite Nonwoven Fabrics. Los contenidos de esta solicitud y las descripciones contenidas en la misma se incorporan al presente documento como referencia en su totalidad.

Como se describe en el presente documento, las fibras y los tejidos formados por fibras de mezclas multipoliméricas de la invención pueden presentar buenas propiedades de elongación o de extensibilidad. A este respecto, los tejidos de la invención pueden mostrar una relación de elongación del tejido de la invención respecto de la elongación de un tejido comparable formado por un 100% de material fibroso de polipropileno de al menos aproximadamente 1, preferiblemente al menos de aproximadamente 1,2, más preferiblemente al menos de aproximadamente 1,5 y lo más preferiblemente al menos de aproximadamente 2 y más. Si bien no se pretende unirse a teoría alguna mediante cualquier explicación de la invención, se piensa en la actualidad que el tamaño del dominio del polímero dispersado para las mezclas dominantes de polietileno puede afectar a las propiedades físicas del tejido, como se demostró mediante los ejemplos de la presente solicitud. Véanse las tablas 1 y 2 de la presente invención que dan valores de elongación CD y MD de tejidos formados por mezclas comparables con los valores de elongación CD y MD de controles de polietileno y polipropileno al 100%.

A este respecto son particularmente ventajosas tres mezclas poliméricas componentes de la invención, tal como se describe con más detalle a continuación. Los tejidos formados por las mencionadas mezclas no solo pueden proporcionar mejor extensibilidad cuando se comparan con tejidos de polipropileno al 100% comparables, sino también con tejidos formados por dos mezclas poliméricas de dos componentes, y en particular mezclas de homopolímeros de polipropileno y copolímeros de polipropileno Catalloy. Los estudios han mostrado que los tejidos formados por filamentos de mezcla de polipropileno / Catalloy muestran un valor de elongación similar al de los tejidos de polipropileno 100% (de forma típica aproximadamente de un 70 a un 80% en la dirección transversal de la máquina). Las tres formulaciones poliméricas pueden proporcionar una elongación mejorada en gran medida de al menos aproximadamente un 150% en la dirección transversal de la máquina.

Para los propósitos de la invención el término "polímero" se emplea en un sentido general, y se pretende que incluya homopolímeros, copolímeros, copolímeros injertados y terpolímeros. El término mezcla se emplea también de forma general en el presente documento, y se pretende que incluya mezclas de polímeros inmiscibles y miscibles. Los polímeros se consideran que son "inmiscibles" si existen por separado, en fases distintas en el estado fundido; todas las demás mezclas se considera que son "miscibles". Se entiende que se pueden dar distintos niveles de miscibilidad, y que se encuentran dentro del alcance de la presente invención. Las fibras de multipoliméricas se forman normalmente a partir de una mezcla polimérica compuesta de dos o más polímeros, si bien se pueden emplear también las mezclas con más de dos polímeros, incluyendo aquellas con tres o más componentes poliméricos. Tanto los polímeros inmiscibles como miscibles se pueden añadir a una mezcla de dos componentes para proporcionar propiedades adicionales o beneficios respecto a la compatibilidad de la mezcla, viscosidad, cristalinidad del polímero o tamaño del dominio de fase.

Debido a que los polímeros empleados en la invención se someterán a extrusión, se añaden convencionalmente estabilizadores y antioxidantes al polímero. También se pueden añadir otros aditivos de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo aditivos inorgánicos tales como dióxido de titanio, talco, sílice ahumada o negro de carbono. La resina polimérica puede contener también otros aditivos tales como otros polímeros, diluyentes, compatibilizadores, agentes antibloqueo, modificadores de impacto, plastificantes, estabilizadores de radiación UV, pigmentos, agentes de delustrado, lubricantes, agentes humectantes, agentes antiestáticos, agentes aglutinantes, modificadores reológicos, agua y repelentes de alcohol y similares. Se anticipa también que se pueden emplear también en combinación con la mezcla los materiales aditivos que presenten un efecto sobre el procesamiento o las propiedades de producto, tales como la extrusión, terminación, estirado, enlazado, propiedades estáticas y/o eléctricas, unión, propiedades humectantes o de repelencia. En particular se pueden emplear también aditivos poliméricos que dan beneficios específicos para el procesamiento y/o el uso final.

De acuerdo con un aspecto amplio de la invención, al menos un dominio polimérico de fibras multicomponentes incluye al menos un dominio polimérico formado por una mezcla polimérica compuesta por dos o más polímeros. Los polímeros de la mezcla pueden ser miscibles, inmiscibles o una combinación de polímeros miscibles o inmiscibles. En una realización de acuerdo con la invención los polímeros pueden existir como una fase continua dominante y al menos una fase sustancialmente discontinua dispersa. En el caso en el que exista la mezcla como una fase continua dominante y al menos una fase discontinua, pueden estar también presentes otros polímeros que sean miscibles en una, o en la otra, o en ambas fases poliméricas.

De acuerdo con un aspecto más de la invención se forma al menos un dominio polimérico de las fibras multipoliméricas a partir de una mezcla polimérica que incluye un polímero de módulo relativamente bajo y al menos un polímero de módulo superior. Se piensa que esta combinación es particularmente valiosa cuando el polímero de módulo bajo es la fase dominante y el polímero de módulo superior se encuentran disperso en la misma. Se teoriza que el polímero de módulo superior actúa para "reforzar" la fase dominante de módulo bajo, facilitando estabilidad para el hilado, y el endurecimiento de la napa suficientemente para permitir mayores temperaturas de unión mientras se reduce el riesgo de que la napa se adhiera a y se enrolle con la calandria. En el caso de fibras multicomponentes que presentan al menos un domino polimérico formado por una mezcla polimérica inmiscible se piensa que la poca cantidad de polímero disperso puede deberse al efecto de eliminación de la velocidad de enrollamiento (WUSS) sobre la fase polimérica dominante tal como se describe en la patente de Estados Unidos nº 4.518.744 de Brody. La eliminación de la velocidad de enrollamiento tiene lugar cuando una pequeña cantidad de un aditivo inmiscible reduce de forma inmiscible de forma efectiva el grado de orientación molecular dentro de la fibra a una velocidad de hilado del filamento dada. El resultado es un filamento con elongación generalmente mayor y menor
tenacidad.

Aún en otro aspecto de la invención se forma al menos un dominio polimérico de fibras multipoliméricas de una mezcla polimérica compuesta por una fase continua dominante, y al menos un polímero, que presenta una afinidad mutua baja con la fase dominante, dispersa en su interior, y al menos un polímero adicional que es al menos parcialmente miscible en una u otra o ambas fases poliméricas continuas y dispersas. Si el polímero adicional es miscible en la fase dominante, y reduce de forma efectiva su cristalinidad se piensa que la mejor extensibilidad observada en los compuestos resultantes puede ser debida a un efecto de "modificación por impacto". Si el polímero adicional presenta una afinidad para ambos polímeros, o sirve para reducir las energías de superficie entre las dos fases, se piensa que la mejora observada en la extensibilidad del compuesto es debida a un efecto de compatibilización. Independientemente de la teoría, la mezcla debe formar en última instancia filamentos o fibras, las cuales cuando se forman en napas y estructuras compuestas muestran las propiedades descritas por la invención, lo que significa baja formación de pelusa y buena elongación.

En una realización, al menos un dominio polimérico de las fibras multicomponentes pueden comprender de un 1 a un 50 por ciento en peso de polietileno y de un 99 a un 50 por ciento en peso de polipropileno. Los tejidos formados a partir de las mencionadas fibras muestran baja formación de pelusa y buena elongación.

En las aplicaciones en las que la resistencia a la tensión es particularmente importante y una buena elasticidad no se requiere tanto, el tejido compuesto puede incluir una napa no tejida extensible coherente formada por fibras multicomponentes que presentan al menos un dominio polimérico formado por una mezcla de polietileno y polipropileno en la que el polietileno está presente en el intervalo de un 1% a un 10% y el polipropileno está presente en el intervalo de un 90% a un 99% en peso. Aún en otra realización, los aumentos muy sustanciales y sorprendentes en la elongación pueden conseguirse mediante la mezcla de un tercer componente polimérico en la mezcla. Por ejemplo, las fibras multicomponentes pueden incluir al menos un dominio polimérico que comprenda una cantidad dominante de un polipropileno, tal como un polipropileno isotáctico, una pequeña cantidad de un polímero que presente una baja afinidad mutua con el polímero dominante, tal como el polietileno y un tercer polímero adicional que bien reduzca la cristalinidad y/o compatibilizantes de la mezcla. Lo que resulta es una napa más suave, con una extensibilidad extremadamente alta. Las fibras multicomponentes preferidas de acuerdo con esta realización pueden presentar al menos un dominio polimérico que comprende más de un 50 por ciento en peso de polipropileno, de un 1 a un 10 por ciento de polietileno y de un 10 a un 40 por ciento del tercer polímero. Los terceros polímeros adicionales adecuados incluyen copolímeros de polipropileno y terpolímeros tales como los copolímeros Catalloy® comercialmente disponibles por parte de Montell. Estas resinas se caracterizan por presentar el(los) comonómero(s) algún grado en bloques, y en los que al menos alguna parte de la cadena polimérica es miscible con una u otra, o ambas, fases polimérica dominante y dispersa. Otros polímeros adecuados son las poliolefinas flexibles Reflex® de Rexeno. Estas resinas reductoras de la cristalinidad se caracterizan por presentar segmentos atácticos presentes en la cadena polimérica, tal que la "tacticidad" del polímero se ve afectada. Las fibras multicomponentes especialmente preferidas de acuerdo con esta realización comprenden al menos un domino polimérico que comprende de un 65 a un 80 por ciento de polipropileno isotáctico, de un 1 a un 5 por ciento de polietileno y de un 15 a un 30 por ciento de un copolímero de poliolefina en el que al menos una parte de la cadena es miscible con el polipropileno isotáctico.

Como se señaló anteriormente, las tres mezclas de componentes de la invención pueden proporcionar unas propiedades de extensibilidad o elongación particularmente ventajosas. No obstante, sin desear unirse a teoría alguna de la invención, se piensa que la incorporación de un componente minoritario del copolímero de polipropileno Catalloy o de otro polímero similar proporciona suficiente "pegada" al componente mayoritario de polipropileno, de modo que el tejido pueda resistir la ruptura hasta que el componente más elongable, el polietileno, es activado para proporcionar valores de elongación incrementado. Además, se piensa que los tejidos formados por ciertas formulaciones de mezcla de tres polímeros se pueden unir a temperatura inferiores debido a un punto de fusión menor o reducido, en comparación con tejidos de polipropileno al 100% y otros tejidos de mezcla de polipropileno. Por ejemplo los tejidos preparados empleando las formulaciones señaladas anteriormente que incluyen un componente minoritario de polímero de Catalloy puede unirse térmicamente a temperaturas de aproximadamente 20ºC por debajo de la típicamente requerida por tejidos formados por filamentos de polipropileno al 100% o filamentos de mezcla de polipropileno / polietileno.

Aún adicionalmente, ciertas mezclas de tres componentes poliméricos (y en particular aquellas que incluyen un componente polimérico minoritario de Catalloy) pueden mostrar propiedades elásticas tal como se define en la patente de Estados Unidos nº 5.470.639 de Gessner y col. La patente '639 define tejidos unidos por hilado elásticos que presentan una elongación recuperable en raíz cuadrada media (RMS) de al menos aproximadamente un 75% tanto en la dirección de la máquina (MD) como en la dirección transversal (CD) tras una elongación de un 30% y un tirón, y preferiblemente al menos de aproximadamente un 70% tras dos tirones. Los tejidos unidos por hilado formados por la formulación de tres componentes poliméricos pueden presentar los criterios de elasticidad que se definen en la
patente '639 de Gessner.

Otra clase de productos útiles y ventajosos de acuerdo con este aspecto de la invención emplea fibras multicomponentes que presentan al menos un dominio polimérico formado por una mezcla polimérica que comprende una fase polimérica extensible suave, y al menos un polímero adicional que presenta una afinidad mutua baja con la fase suave extensible, tal que modifica las propiedades reológicas, mecánicas y/o térmicas de las fibras de modo que mejora la procesabilidad (por ejemplo el hilado en estado fundido), la unión y/o la resistencia a la abrasión a la vez que se mantiene la alta extensibilidad. En una realización preferida la fase suave extensible está presente como una fase dominante continua. Por ejemplo, se puede emplear el polietileno como la fase dominante suave extensible y un polipropileno como el polímero modificador adicional. En una realización preferida el polímero adicional se añade en una pequeña proporción respecto a la fase dominante. En otra realización preferida el polímero adicional muestra mayor viscosidad respecto a la fase dominante. La mezcla de una proporción relativamente pequeña del polipropileno de viscosidad superior con el polietileno suave extensible confiere una resistencia a la abrasión incrementada en gran medida a un no-tejido formado por la mezcla polimérica, sin afectar de forma significativamente adversa a otras importantes propiedades del tejido, tales como la extensibilidad, la suavidad, resistencia a la tensión etc. La capacidad de hilarse del polietileno mejora también por la presencia de polipropileno adicional. De acuerdo con esta realización al menos un domino polimérico de las fibras multicomponentes comprende preferiblemente entre un 2 y un 50 por ciento en peso del polímero de propileno, por ejemplo un copolímero de etileno - propileno al 3%, y de un 98 a un 50 por ciento en peso de polímero suave extensible, por ejemplo polietileno. En una realización particularmente preferida, al menos un dominio polimérico de la fibra multicomponente puede variar de un 5 a un 40 por ciento en peso del polímero de propileno, y de la forma más deseable entre un 5 y un 25 por ciento en peso de polímero de propileno y de un 75 a un 95 por ciento en peso de polietileno. Las fibras multicomponentes son especialmente adecuadas para las aplicaciones que requieren buena extensibilidad, resistencia a la tensión y resistencia a la abrasión que presentan al menos un domino polimérico que comprende composiciones de un 5 a un 25 por ciento en peso de polímero de propileno. Una realización más preferida contiene de un 5 a un 25 por ciento en peso de copolímero o terpolímero de etileno - propileno y de un 75 a un 95 por ciento en peso de polietileno de baja densidad lineal. En estas realizaciones el polietileno de menor punto de fusión está presente como una fase sustancialmente continua en la mezcla y el polímero de propileno de mayor punto de fusión está presente como una fase discontinua dispersa en la fase de polietileno.

Los otros dominios poliméricos estructurados de las fibras multicomponentes de la invención se pueden formar por cualquiera de los varios polímeros formadores de filamentos bien conocidos, tales como, pero sin limitarse a estos, poliolefinas, tal como el polipropileno, polietileno y similares; poliamidas; poliésteres y similares, así como también co- y terpolímeros y mezclas de los mismos. En un aspecto de la invención, las fibras multicomponentes incluyen al menos una parte externa de la superficie de las mismas un dominio polimérico formado por una mezcla dominante de polietileno (por ejemplo como un componente de envoltura). Tal configuración de la fibra es particularmente deseable en combinación con un dominio polimérico de polipropileno (por ejemplo, como un componente de núcleo). Estas fibras pueden mostrar propiedades deseables aunque contradictorias de suavidad y resistencia a la abrasión. En otra realización de la invención, las fibras incluyen un dominio polimérico formado por una mezcla dominante de propileno como se describió anteriormente (por ejemplo, como un componente de núcleo). Las fibras útiles en esta realización incluyen aquellas que presentan un dominio dominante de propileno en combinación con un componente de polietileno que se extiende en su longitud al menos en una parte de la superficie de la fibra (por ejemplo, la envoltura). Estas fibras pueden mostrar también propiedades deseables aunque contradictorias, tales como tacto deseable con buena elongación. Aún en otra realización de la invención, las fibras incluyen en su longitud al menos una parte externa de la superficie de la misma un dominio polimérico formado por una mezcla dominante de polietileno y un dominio polimérico formado por una mezcla dominante de propileno, por ejemplo una estructura de fibra envoltura núcleo en la que la envoltura está formada por una mezcla dominante de polietileno y el núcleo está formado por una mezcla dominante de propileno.

En la producción de las fibras, los componentes de la mezcla polimérica (es decir, los componentes de polietileno y polipropileno) se combinan en cantidades proporcionales adecuadas y se mezclan íntimamente antes de ser hiladas en fase fundida. En algunos casos se puede conseguir una mezcla suficiente de los componentes poliméricos en el extrusor ya que los polímeros se llevan al estado fundido. En otros casos se puede requerir una mezcla más dinámica. Entre los mezcladores comercialmente disponibles que se pueden emplear se encuentran el mezclador dinámico en tres dimensiones Barman 3DD suministrado por Barman AG de Alemania Occidental y el mezclador de transferencia en cavidad RAPRA CTM suministrado por Rubber and Plastics Research Association de Gran Bretaña.

La mezcla polimérica se puede extruir para producir una estructura de fibra multicomponente empleando un equipo adecuado y técnicas de procesamiento como las conocidas en la técnica para la producción de fibras multicomponentes. Por ejemplo, los componentes poliméricos se pueden alimentar a dos extrusores para extruir los polímeros en fase fundida. Los fundidos poliméricos se llevan luego a una hiladora con orificios para hilado compuestos de envoltura/núcleo, lateral - lateral u otros tipos de fibra multicomponente y se hila mediante esta hiladora para formar las fibras multicomponentes. Véase por ejemplo la patente de Estados Unidos nº 3.595.731 y la patente de Estados Unidos nº 4.770.925.

Se pueden emplear varios tipos de polietileno. Como ejemplo se puede emplear un polietileno de baja densidad (es decir, no lineal) ramificado o un polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) y producir a partir de cualquiera de los procedimientos bien conocidos, incluyendo sistemas catalíticos de metaloceno y Ziegler-Natta. El LLDPE se produce típicamente mediante un proceso en solución catalítica o en lecho fluido bajo las condiciones establecidas en la técnica. Los polímeros resultantes se caracterizan por un esqueleto esencialmente lineal. Se controla la densidad mediante la cantidad de comonómero incorporado a otro esqueleto distinto del esqueleto polimérico lineal. En la producción del LLDPE se copolimerizan típicamente varias olefinas alfa con etileno. Las olefinas alfa que presentan preferiblemente de cuatro a ocho átomos de carbono están presentes en el polímero en una cantidad de hasta aproximadamente un 10 por ciento en peso. Los comonómeros más típicos son el buteno, hexeno, 4-metil-1-penteno y el octeno. Por lo general el LLDPE se puede producir de forma que se obtienen varias propiedades de densidad e índice de fusión que hacen del polímero adecuado para el hilado en fase fundida con polipropileno. De forma particular los valores de densidad preferidos varían de 0,87 a 0,95 g/cc (según norma ASTM D-792) y los valores de índice de fusión varían normalmente de 0,1 a aproximadamente 150 g / 10 min (según norma ASTM D1238-89, 190ºC). Preferiblemente el LLDPE debería presentar un índice de fusión superior a 10, y más preferiblemente de 15 o superior para los filamentos unidos por hilado. Se prefieren particularmente los polímeros de LLDPE que presentan una densidad de 0,90 a 0,945 g/cc y un índice de fusión superior a 25. Ejemplos de polímeros de polietileno de baja densidad lineal comercialmente disponibles adecuados incluyen aquellos disponibles por parte de Dow Chemical Company, tales como el ASPUN tipo 6811 (27 MI, 0,923 de densidad), Dow LLDPE 2500 (55 MI, 0,923 de densidad), Dow LLDPE tipo 6808A (36 MI, 0,940 de densidad) y la serie Exact de polímeros de polietileno de baja densidad lineal de Exxon Chemical Company tal como el Exact 2003 (31 MI, 0,921 de densidad).

Se puede emplear también varios polipropilenos preparados por procedimientos conocidos por el especialista en la técnica. Por lo general el componente de polipropileno puede ser un homopolímero, copolímero o terpolímero de propileno isotáctico o sindiotáctico. Ejemplos de homopolímeros de propileno comercialmente disponibles que se pueden emplear en la presente invención incluyen SOLTEX tipo 3907 (MFR de 35, de calidad CR), HIMONT calidad X10054-12-1 (MFR de 65), Exxon tipo 3445 (MFR de 35), Exxon tipo 3635 (MFR de 35) AMOCO tipo 10-7956F (MFR de 35) y Aristech CP 350 J (flujo de fundido aproximadamente 35). Ejemplos de copolímeros comercialmente disponibles de propileno incluyen el Exxon 9355 el cual es un copolímero de propileno aleatorio con etileno en un 3%, flujo de fundido 35; Rexeno 13S10A, un copolímero de propileno aleatorio de flujo de fundido 10 con etileno en un 3%; Fina 7525MZ, un copolímero de propileno aleatorio de flujo de fundido de 11 con etileno en un 3%; Montel EPIX 30F, un copolímero de propileno aleatorio de flujo de fundido 8 con etileno en un 1,7%, y co- y terpolímeros de propileno de las serie de Catalloy de Himont. Cuando el polímero de polipropileno existe como la fase dispersa de la mezcla, el flujo de fundido preferido debería ser superior a 20 g / 10 min, y preferiblemente de 25 o más. Son particularmente adecuados los polímeros de polipropileno que presentan una MFR de 35 a 65.

Cuando el componente de polietileno de punto de fusión inferior está presente como una fase sustancialmente continua y el polipropileno de punto de fusión superior está presente como una fase discontinua dispersa en la fase de polietileno, el componente de polietileno de punto de fusión inferior y el componente de polipropileno de punto de fusión superior pueden estar presentes en proporciones que varían de aproximadamente un 50 a aproximadamente un 99 por ciento en peso de polietileno y de aproximadamente un 50 a aproximadamente un 1 por ciento de polipropileno, más preferiblemente de aproximadamente un 50 a aproximadamente un 98 por ciento en peso de polietileno y de aproximadamente un 50 a aproximadamente un 2 por ciento de polipropileno, más preferiblemente de aproximadamente un 60 a aproximadamente un 95 por ciento en peso de polietileno y de aproximadamente un 40 a aproximadamente un 5 por ciento de polipropileno, y lo más preferiblemente de aproximadamente un 75 a aproximadamente un 95 por ciento en peso de polietileno y aproximadamente un 25 a aproximadamente un 5 por ciento de polipropileno.

Los constituyentes poliméricos de los dominios poliméricos estructurados se pueden seleccionar de forman que aporten otras características deseables al tejido, tales como una gran resistencia a la abrasión en superficie y elongación. La resistencia a la abrasión en superficie de la napa se puede medir convenientemente de forma objetiva mediante ensayos físicos que son convencionales en la industria, tales como el ensayo de abrasión Taber, como se define por el método de ensayo según norma ASTM D-3884-80. Las napas extensibles útiles en los tejidos compuestos de la presente invención se caracterizan por presentar un valor de abrasión Taber (rueda de caucho) superior a 10 ciclos. Las napas se caracterizan además porque presentan una elongación carga máxima (según la norma ASTM D-1682), previamente al extendido, bien en la dirección de la máquina (MD) o en la dirección transversal de la máquina (CD) o en ambas de al menos un 70 por ciento, más preferiblemente de al menos un 100 por ciento, y lo más deseablemente de al menos un 150 por ciento. Así pues los tejidos pueden caracterizarse por lo general como tejidos "no elásticos extensibles", lo que significa que la napa 10 puede ser extendida de forma relativamente fácil más allá del límite elástico y alongarse permanentemente mediante la aplicación de carga de tensión. Sin embargo, la napa presenta poca fuerza retráctil y por tanto no es elástica.

Remitiéndose ahora a la figura 3, se ilustra una vista en perspectiva de un tejido laminado ejemplo de la invención, designado en general como 30. En esta realización el laminado 30 es un laminado de dos capas. La capa 32 comprende una napa no tejida formada por fibras multicomponentes, tal como el tejido 10 que se describió anteriormente. La segunda capa 34 del tejido compuesto 30 puede existir en diferentes formas, tales como, pero sin limitarse a estas, una napa no tejida soplada en fundido, una napa unida por hilado, una napa de fibras cortadas o una película. Si bien la figura 3 ilustra un laminado de dos capas, el especialista en la técnica apreciará que pueden estar también presentes capas adicionales, que pueden ser iguales o diferentes de las capas 32 y 34.

Las capas pueden unirse y/o laminarse de cualquiera de las formas conocidas en la técnica. La laminación y/o unión se puede conseguir, por ejemplo, mediante hidroenmaramiento de las fibras, unión por ranura, unión en aire y similares. Por ejemplo cuando la lámina 34 es una napa fibrosa, la laminación y/o unión se puede conseguir mediante hidroenmaramiento, unión por ranura, unión en aire y similares. En la realización mostrada en la figura 3, las capas 32 y 34 se laminan juntas mediante el paso a través de una calandria patrón calentada para formar uniones en puntos discretos térmicamente indicados por 36. Es también posible conseguir la unión mediante el uso de un agente de unión apropiado, es decir, un adhesivo. El término unión por ranura incluye la unión según patrón continuo o discontinuo, la unión por puntos uniforme o aleatoria o una combinación de los mismos, como se conoce bien en la técnica.

La unión puede realizarse tras el ensamblaje del laminado de modo que se junten todas las capas o se puede emplear para juntar solo las seleccionadas de las capas del tejido antes del ensamblaje final del laminado. Se pueden unir varias capas mediante agentes de unión diferentes en distintos patrones de unión. En general, la unión del laminado se puede también emplear junto con la unión de capa individual.

Los laminados de una napa unida por hilado de fibras multicomponentes como se describió anteriormente con una napa de microfibras sopladas en fundido presentan utilidad como tejidos barrera en aplicaciones médicas, aplicaciones para prendas protectoras y para aplicaciones higiénicas tales como perneras barrera. Son de utilidad particular para aplicaciones de higiene los laminados unidos por hilado / soplados en fundido de peso base reducido, tal como una napa unida por hilado fabricada con 17 gramos por metro cuadrado (gsm) de la presente invención y una napa soplada en fundido de 2 - 3 gsm. Se podrían emplear los mencionados laminados barrera, por ejemplo como perneras barrera en pañales.

Otro tipo de laminado de no-tejido se puede preparar combinado napas no tejidas de la presente invención con una película, por ejemplo una película de un polímero termoplástico, tal como una poliolefina, para fabricar tejidos barrera útiles para aplicaciones higiénicas tales como perneras barrera y hojas inferiores de pañales. La figura 4 ilustra un laminado 40 de estos que incluye una plancha o capa 42 que comprende una napa no tejida formada de fibras multicomponentes de la invención, tal como el no-tejido 10 de la figura 1, laminado en una capa de película de poliolefina 44, tal como por ejemplo una película de polietileno de un espesor de 0,8 a 1 mil.

Las películas útiles incluyen tanto películas no respirables como respirables tal como se conocen en la técnica. Tal como se usa en el presente documento, el término "película respirable" se refiere a películas que proporcionan una barrera para el paso de líquido (tal como agua, sangre, orina etc.) si bien permiten el paso de agua en forma de vapor o en su estado gaseoso. Las películas respirables incluyen películas que se hacen respirables durante la fabricación de las mismas (por ejemplo, mediante la adición de material particulado tal como carbonato de calcio al fundido durante la producción de la película). Las mencionadas películas se encuentran comercialmente disponibles. Las películas respirables incluyen también películas que se hacen respirables tras la fabricación. Por ejemplo, la respirabilidad se puede proporcionar a una película tras la laminación de la misma en otro sustrato (tal como los no-tejidos de la presente invención) y extensión o elongación del laminado. Los mencionados laminados de tejidos son particularmente útiles como componentes de hojas inferiores en artículos absorbentes de un solo uso incluyendo pañales de un solo uso, tejidos médicos, tales como batas medicinales o quirúrgicas de un solo uso y otras prendas de protección. Véase por ejemplo la patente de Estados Unidos nº 5.865.926 de Wu y col., referente a una descripción de láminas respirables y procedimientos para la fabricación de las mismas.

La laminación y/o unión de la capa no tejida 42 a la capa de película 44 se puede conseguir mediante la laminación por adhesivo empleando una capa continua o discontinua de adhesivo. Este adhesivo puede hacer que una hoja inferior de pañal presente suavidad y tacto superior. Si se desea se aplica un adhesivo adecuado bien a la napa 42, a la napa 44, o a ambas, en forma de un recubrimiento continuo o discontinuo. Cuando se emplea un recubrimiento adhesivo continuo la capa adhesiva debería ser relativamente fina y la adhesivo debería ser suficientemente flexible o extensible para permitir que los filamentos se elonguen con la extensión. Cuando se emplee un adhesivo discontinuo cualquier patrón intermitente se puede emplear tal como, por ejemplo, líneas, espirales o puntos y el adhesivo puede ser menos extensible. El adhesivo se puede aplicar de forma continua o intermitente por cualquier procedimiento aceptado incluyendo pulverización, recubrimiento por ranura, soplado en fundido y similares.

Los adhesivos adecuados se pueden preparar a partir de una variedad de materiales que incluyen poliolefinas, acetato de polivinilo, poliamidas, resinas de hidrocarburo, ceras, asfaltos naturales, cauchos sintéticos y mezclas de los mismos. Los adhesivos preferidos incluyen aquellos fabricados por Century Adhesives, Inc. de Columbia, Ohio y comercializados como Century 5227 y por H. B. Fuller Company de St. Paul, Minnesota y comercializados como HL 1258.

El laminado no-tejido se podría producir también mediante laminación térmica del no-tejido de la presente invención y napas de película juntas. Este enfoque presenta la ventaja de eliminar el coste del adhesivo. Puede ser también deseable el utilizar napas de películas coextruidas que incluyen una capa de sellado/unión en combinación con una capa de poliolefina en la napa de película que, cuando se combina con los no-tejidos de la invención, maximiza las características de suavidad y buena unión térmica. El laminado no-tejido podría producirse también mediante extrusión directa de la capa de película 44 sobre la plancha 42.

La capa 44 es preferiblemente una película de poliolefina, lo más preferiblemente una película de poliolefina no elástica que es extensible al menos en un 100 por ciento respecto a su longitud original. La película presenta preferiblemente un peso base en el intervalo de 10 a 40 gramos por metro cuadrado. La presente invención es particularmente aplicable a compuestos de película / tejidos extensibles en los que la película de tipo convencional se emplea como el componente externo impermeable de un pañal de un solo uso.

Las capas 34 y 44 de tejidos compuestos 30 y 40, respectivamente, pueden ser también una capa elástica de varias formas incluyendo napas de filamentos unidos, mallas, películas, espumas, conjuntos paralelos de filamentos y similares. Las mencionadas estructuras se producen por procedimientos convencionales conocidos por el especialista en la técnica. Para los fines de la presente invención, una capa "elástica" se define como aquella que presenta un 75% de recuperación tras una extensión única de un 10% de la dimensión original. Como también se conoce, cualesquiera resinas o mezclas formadoras de elastómeros adecuados se pueden emplear en la producción de las anteriores estructuras. Los mencionados materiales incluyen los copolímeros dibloque y tribloque basados en el poliestireno (S) y bloques de caucho insaturados o totalmente hidrogenados. Los bloques de caucho pueden consistir en butadieno (B), isopreno (I) o la versión hidrogenada, etileno - butadieno (EB). Por tanto se pueden emplear S - B, S - I, S - EB, así como también S - B -- S, S - I - S y copolímeros de bloque de S - EB - S. Los elastómeros preferidos de este tipo incluyen los polímeros KRATON comercializados por Shell Chemical Company o los polímeros VECTOR comercializados por DEXCO. Otros polímeros elastoméricos termoplásticos incluyen materiales elastoméricos de poliuretano tales como el ESTANE comercializado por B. F. Goodrich Company: elastómeros de poliéster tales como HYTREL comercializado por E. I. Du Pont De Nemours Company; materiales elastoméricos de polieteréster tales como ARNITEL comercializado por Akzo Plastics; y materiales de polieteramida tales como PEBAX comercializado por Elf Atochem Company; elastómeros de poliolefina tales como plastómeros de polietileno Insite^{TM}, Affinity^{TM} o Engage^{TM} de Dow Chemical o los plastómeros de polietileno Exact^{TM} disponibles por parte de Exxon Chemical. Se pueden emplear también los elastómeros reticulados tales como los uretanos y cauchos reticulados. Las mezclas de estos polímeros con otros polímeros, tales como, por ejemplo las poliolefinas se pueden emplear para mejorar el procesamiento tal como disminuyendo la viscosidad en el fundido, permitiendo presiones y temperaturas de fusión inferiores y/o aumentando el rendimiento.

En un aspecto de la invención, en el ensamblaje del tejido compuesto 40, las capas 42 y 44 se proporcionan en un estado no extendido a partir de rodillos individuales. Si se desea se aplica luego adhesivo sobre la superficie de la napa extensible 42 o de la capa 44. Al poco de haber aplicado el adhesivo se someten las capas a presión formando así el tejido 40. Por ejemplo, las capas se pueden alimentar mediante rodillos de estrechamiento de calandria. De forma alternativa el tejido se puede unir mediante medios térmicos con o sin un adhesivo.

En una realización más, los tejidos compuestos 30 ó 40 de las figuras 3 y 4, respectivamente, incluyen un componente adicional sobre el lado de la napa extensible 32 ó 42 opuesta a la capa 34 ó 44 para formar un trilaminado. Este tercer componente puede o no puede ser extensible. Se puede emplear cualquier material adecuado en varias formas tal como, por ejemplo material tejido o no tejido, películas o compuestos, tales como un no tejido recubierto con película. Por ejemplo se puede emplear una película polimérica termoplástica, siendo los polímeros preferidos el polipropileno o el polietileno. Las láminas comercialmente deseables incluyen aquellas fabricadas por Tredegar Industries, Inc, de Terre Haute, Indiana. Si el componente es sustancialmente impenetrable a los líquidos, puede ser empleado de forma adecuada como una hoja inferior en aplicaciones de prendas protectoras personales tales como pañales, pantalones de entrenamiento, tampones para incontinencia y productos para la higiene femenina. Se puede empelar cualquiera de las técnicas conocidas para la laminación del componente hasta la estructura compuesta; preferiblemente se lamina el componente mediante una capa delgada de adhesivo de la forma descrita previamente.

De forma alternativa el componente adicional puede ser una napa no tejida, la cual se puede construir para ser extensible o esencialmente no extensible. Por ejemplo la napa no tejida puede ser otra napa de fibras multicomponente similar a la napa 32 ó 42 de modo que se emplea una napa fibrosa en ambas caras del tejido compuesto 30 ó 40. Se puede emplear también una napa no tejida esencialmente no extensible, tal como una napa unida en un punto cardado térmicamente de fibras de elongación baja tal como las fibras cortadas de polipropileno Hercules del tipo 196.

Las fuerzas de extensión se pueden aplicar para al tejido compuesto 30 ó 40 para extender y elongar el tejido en la dirección de la máquina (MD) y/o en la dirección transversal de la máquina (CD). Se pueden emplear numerosas técnicas establecidas en la ejecución de esta operación. Por ejemplo, un modo común para la obtención de la elongación MD es el pasar el tejido a través de dos o más grupos de rodillos de estrechamiento, cada grupo se mueve más rápido que el grupo previo. La elongación CD se puede conseguir mediante rameado. Se pueden emplear otros medios, por ejemplo, "rodillos de anillo" tal como se describe en la patente de Estados Unidos nº 5.242.436 de Weil y col., incorporada al presente documento como referencia, se emplea frecuentemente en la obtención de la elongación CD y/o MD.

Tras la aplicación de las fuerzas de elongación sobre los tejidos 30 ó 40, las fibras dentro de la capa extensible 32 ó 42 orientadas en la dirección de la tensión de elongación experimentada y el tejido y fibras se someten a deformación. Durante este proceso las fibras son capaces de elongarse más allá de su longitud no extendida. Como ejemplo se realiza frecuentemente la elongación del tejido entre un 70 y un 300 por ciento. En la mayoría de los casos, las fibras se elongan pasando su límite elástico, se someten a deformación plástica y se quedan permanentemente extendidas. De acuerdo con la invención los enlaces intermitentes distribuidos a lo largo de toda la capa no elástica 32 ó 42 son de gran resistencia de modo que las fibras son suficientemente enlazadas dentro de la capa no elástica 32 ó 42 y se minimiza el desprendimiento de fibra durante el proceso de elongación. De acuerdo con lo anterior, el desprendimiento de fibra se reduce con el resultado deseable de que la resistencia a la abrasión se mantiene y se minimiza la formación de pelusa. Además, la resistencia del tejido se mantiene ya que la estructura de napa coherente se mantiene intacta durante la operación de elongación.

Los tejidos compuestos de la invención son particularmente adecuados para su uso en varias prendas de protección de un solo uso, tales como pañales, pantalones de entrenamiento, tampones para incontinencia y productos para la higiene femenina. El tejido se puede utilizar en un pañal, tal como el ilustrado en la figura 5 (denotado como 50) que presenta una región de cintura 52 y componentes para perneras 54. Debido a que el tejido compuesto es suave y fuerte, el pañal puede resistir el movimiento riguroso del portador sin frotar o rozar la piel del mismo durante el uso.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención pero no se pretende que limiten la misma.

Ejemplo 1

Este ejemplo ilustra los beneficios de las fibras formadas empleando sistemas multipoliméricos en la producción de no-tejidos unidos por hilado altamente extensibles de baja formación de pelusa, y compara las propiedades del tejido con un tejido unido por hilado fabricado a partir de prolipropileno isotáctico 100 por ciento. Los no-tejidos unidos por hilado de filamento continuo se producen en condiciones similares por lo general a partir de diferentes combinaciones de mezclas multipoliméricas, como sigue: muestra A: un tejido unido por hilado de 26 g/m^{2} constituido por polipropileno isotáctico en un 96% y polietileno en un 4% (Dow 05862N); muestra B: un tejido unido por hilado de 33 g/m^{2} constituido por polipropileno isotáctico en un 76%, copolímero de propileno en un 20% (Montell KS057P) y polietileno en un 4% (Dow 05862N); muestra C: un tejido unido por hilado de 33 g/m^{2} constituido por polietileno en un 85% (Dowlex 2553) y copolímero de etileno - propileno en un 15% (Amoco 8352); y muestra D: un tejido compuesto unido por hilado - soplado en fundido - unido por hilado de 60 g/cm^{2} constituido por filamentos unidos por hilado bicomponentes (núcleo de poliéster, envoltura de polietileno) y polietileno soplado en fundido. Se miden la resistencia a la tensión del tejido y las propiedades de elongación en carga máxima en la dirección de máquina (MD) y en la dirección transversal de la máquina (CD) de acuerdo con la norma ASTM D-1682. Se mide la resistencia a la abrasión Taber de los tejidos de acuerdo con la norma ASTM D-3884, empleando tanto el ensayo de la rueda de caucho como el ensayo de la rueda de fieltro. Los resultados se muestran en la tabla 1 siguiente. Para comparación, se ensayó también un tejido unido por hilado de polipropileno isotáctico en un 100% comercialmente disponible producido por Fiberweb North América bajo el nombre comercial de Celestra®, y se da en la tabla 1 como la muestra E. No se ensayó en cuanto a la formación de pelusa ya que fallaron los criterios de elongación.

TABLA 1

1

Ejemplo 2

Se mezclan en seco en un mezclador rotatorio un noventa por ciento en peso de un polietileno de baja densidad lineal (LLPDE) con un flujo de fundido de 27 (Dow 6811 LLDPE) y un diez por ciento en peso de un polímero de polipropileno (PP) con un flujo de fundido de aproximadamente 35 (Aristech CP 350 J). La mezcla combinada en seco se introdujo luego en la tolva de alimentación de un sistema de hilado para un no tejido unido por hilado. Se hilan en fase fundida los filamentos continuos mediante un procedimiento de estirado en ranura a una velocidad de filamento de aproximadamente 500 ml/min y se deposita sobre una superficie de recogida para formar una napa no tejida unida por hilado y se une la napa térmicamente empleando un rodillo patrón con un 12% de área de unión. Para fines comparativos se fabrican no tejidos unidos por hilado en condiciones similares con los mismos polímeros, empleando PP 100% y LLDPE 100%.

Como se muestra en la tabla 2 las muestras de LLDPE 100% unidas por hilado mostraron una suavidad superior (75 y 77,5) en comparación con la muestra unida por hilado de polipropileno 100% (30). Sin embargo la resistencia a la abrasión de la muestra de LLDPE 100%, como se puede ver a raíz de la medida de formación de pelusa superior (12,5 y 2,4), fue relativamente menor en comparación con la muestra de PP 100% (0,3). El no-tejido formado por la mezcla de LLDPE en un 90% / PP en un 10% presentaba una alta suavidad (67,5) solo ligeramente inferior a la del tejido de LLDPE 100%, y presentaba una resistencia a la abrasión (valor de la pelusa) de 1,0 mg, lo cual es significativamente mejor que los valores vistos para el LLDPE 100%. La muestra de mezcla también mostró una resistencia a la tensión CD mejor en comparación con los productos fabricados con LLDPE 100%.

TABLA 2

2

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^{1} gsm = gramos por metro cuadrado

^{2} Se determinó el grosor Loft mediante medida de la distancia entre la superficie superior e inferior de la hoja de tejido mientras la misma estaba bajo carga de compresión de 14,7 g/cm^{2} (95 gramos por pulgada cuadrada). La medida es por lo general la media de 10 mediciones.

^{3} Se determinó la formación de pelusa mediante frotado repetido con una superficie elastomérica por la cara del tejido un número constante de veces. La fibra desgastada de la superficie del tejido se pesa luego. La formación de pelusa se da en mg observados.

^{4} Se evalúa la suavidad mediante un procedimiento organoléptico en le que un panel de expertos comparó la sensibilidad de superficie de los tejidos ejemplo con la de los controles. Los resultados se dan como un valor de suavidad con valores altos significando un tacto más agradable. Cada valor indicado es para una muestra de ensayo del tejido, pero los resultados reflejan lo señalado por varios miembros del panel.

^{5} La resistencia a la tensión, elongación en carga máxima y TEA se evaluaron rompiendo una muestra de 2,54 (una pulgada) por 17,8 cm (siete pulgadas) de tamaño siguiendo por lo general el método ASTM D 1682-64, el ensayo de la tira de 2,54 cm (una pulgada). La velocidad tope del instrumento se fijó en 12,7 cm (5 pulgadas) por minuto y la longitud del patrón se fijó en 12,7 cm (5 pulgadas) por minuto. La resistencia a la tensión de la tira, dada en gramos por centímetro, es por lo general la media de al menos 8 mediciones. La elongación en carga máxima es el porcentaje de incremento en la longitud notada al máximo de la resistencia a la tensión. TEA, absorción de energía total, se calcula a partir del área bajo la curva de esfuerzo - deformación generada durante el ensayo de tensión de la tira.

TABLA 2 (continuación)

4

Ejemplo 3 (Control)

Se fabrica una fibra de control mediante la introducción de LLDPE 2500 de Dow 100% (MI 55, densidad de 0,923) a una tolva de alimentación de un sistema de hilado equipado con un extrusor, una bomba conectada para controlar el flujo de polímero a 0,75 gramos por minuto por orificio, y una hiladora con 34 orificios de L/D = 4:1 y un diámetro de 0,2 mm. Se lleva a caco el hilado empleando una temperatura de fusión en el extrusor de 215ºC y una temperatura de fusión en el bloque de 232ºC. Después de finalizar con la corriente aire se tira de los filamentos resultantes a una velocidad de filamento de aproximadamente 1985 m/min empleando una pistola de aspiración de aire que opera a 100 psig para dar un título de 3,01 y una desviación estándar del título de 0,41.

Ejemplo 4

Se mezclaron en seco noventa partes en peso de LLDPE de Dow tipo 2500 (MI 55, densidad de 0,923) y diez partes de polipropileno Himont X 10054-12-1 (MFR 65) en un mezclador rotatorio y luego se introdujeron en la tolva de alimentación del sistema de hilado descrito en el ejemplo 3. El hilado se lleva a cabo empleando una temperatura de fusión en el bloque de 211ºC. Una vez finalizada la corriente de aire se tira de los filamentos resultantes a una velocidad de filamento de aproximadamente 2280 m/min empleando una pistola de aspiración de aire que opera a 100 psig para dar un título de 2,96 y una desviación estándar del título de 1,37.

Ejemplo 5

Se mezclaron en seco noventa partes en peso de LLDPE de Dow tipo 2500 (MI 55, densidad de 0,923) y diez partes de polipropileno Soltex 3907 (MFR 35, 1,74 die swell, calidad CR) en un mezclador rotatorio y luego se introdujeron en la tolva de alimentación del sistema de hilado descrito en el ejemplo 3. El hilado se lleva a cabo empleando una temperatura de fusión en el bloque de 231ºC y a una temperatura de fusión en el extrusor de 216ºC. Una vez finalizada la corriente de aire se tira de los filamentos resultantes a una velocidad de filamento de aproximadamente 2557 m/min empleando una pistola de aspiración de aire que opera a 100 psig para dar un título de 2,64 y una desviación estándar del título de 0,38.

Ejemplo 6

Se mezclaron en seco noventa partes en peso de LLDPE de Dow tipo 6808 (MI 36, densidad de 0,940) y diez partes de polipropileno Soltex 3907 (MFR 35, 1,74 die swell, calidad CR) en un mezclador rotatorio y luego se introdujeron en la tolva de alimentación del sistema de hilado descrito en el ejemplo 3. El hilado se lleva a cabo empleando una temperatura de fusión en el bloque de 231ºC y a una temperatura de fusión en el extrusor de 216ºC. Una vez finalizada la corriente de aire se tira de los filamentos resultantes a una velocidad de filamento de aproximadamente 2129 m/min empleando una pistola de aspiración de aire que opera a 100 psig para dar un título de 3,17 y una desviación estándar del título de 2,22.

Se ha encontrado que la calidad de hilado para una formulación dada se correlaciona con la desviación estándar del título. Una desviación estándar reducida sugiere que más estabilidad o mayor calidad de hilado. Por tanto no se espera, y al contrario de lo descrito en la técnica anterior, que la mezcla que emplea polipropileno de MFR 35 en el ejemplo 5 diera un hilado más estable que lo visto con el control de LLDPE correspondiente en el ejemplo 3.

Ejemplo 7

Se mezclan en seco ochenta partes en peso de agregados de polietileno de baja densidad lineal de índice de fusión 55 y densidad de 0,925 g/cc y veinte partes en peso de agregados de polipropileno de flujo en fundido 35 en un mezclador rotatorio. La mezcla combinada en seco se introduce luego por la tolva de alimentación de un sistema de hilado equipado con un extrusor con una relación l/d de 30:1, un mezclador estático y una bomba accesoria para la alimentación del polímero fundido al bloque de fundido calentado equipado con una hiladora. Se extruyen los filamentos en la hiladora y se sacan empleando aspiración de aire.

Ejemplo 8

La muestras de napas no tejidas unidas por hilado de filamentos continuos se fabrican a partir de mezclas de un polietileno de baja densidad lineal con un índice de fusión de 27 (LLPDE Dow 6811A) y un homopolímero de polipropileno (Appryl 3250YR1, MFR 27) en varias proporciones de mezcla. Se prepararon también tejidos de control de polipropileno 100 por ciento y polietileno 100 por ciento bajo condiciones similares. Se fabricaron los tejidos mediante hilado en fase fundida continuo de los filamentos de los distintos polímeros o mezclas de polímeros, atenuación de los filamentos neumáticamente mediante un procedimiento de estirado en ranura, deposición de los filamentos sobre una superficie de recogida para formar napas, y unión térmica de las napas empleando un rodillo de calandria patrón con un 12 por ciento de área de unión. Los tejidos presentaban un peso base de aproximadamente 25 gsm y los filamentos presentaban una masa / longitud media de 3 dtex. Se midieron la resistencia a la tensión y las propiedades de elongación de estos tejidos y su resistencia a la abrasión, y se dan estas propiedades en la tabla 3. Como se muestra, el tejido de control de polipropileno 100 por ciento presentaba una excelente resistencia a la abrasión, como indica la generación de pelusa no medible; sin embargo los tejidos presentaban una elongación relativamente baja. El tejido de control de polietileno 100 por ciento mostró buenas propiedades de elongación, pero muy pobre resistencia a la abrasión (altos valores de formación de pelusa y baja resistencia a la abrasión Taber) y relativamente una baja resistencia a la tensión. De forma sorprendente, los tejidos fabricados a partir de mezclas de polipropileno y polietileno mostraron una combinación excelente de resistencia a la abrasión, gran elongación y buena resistencia a la tensión. Cabe reseñar que los valores de elongación CD de las mezclan superan los del control de polietileno 100 por ciento. Este sorprendente aumento de la elongación se piensa que es atribuible a una mejor unión de los filamentos de la mezcla en comparación con la unión conseguida en el control de polietileno 100 por ciento, lo cual dio lugar en los tejidos a un buen uso de los filamentos altamente elongables sin fallos en la unión.

Ejemplo 9

Se fabrican muestras de napas no tejidas unidas por hilado de filamentos continuos de peso base aproximadamente 25 g/m^{2} a partir de mezclas de un polietileno de baja densidad lineal con un índice de fusión de 27 (LLDPE Dow 6811 A) y un homopolímero de polipropileno (bien el Appryl 3250 YR1 o el Aristech CP350J) en varias proporciones de mezcla. Se fabrican también tejidos de control de polipropileno 100 por ciento y de polietileno 100 por ciento en condiciones similares. Los tejidos se fabricaron mediante hilado en fase fundida de filamentos continuos de varios polímeros o mezclas de polímeros, atenuación neumática de los filamentos mediante procedimiento de estirado en ranura, deposición de los filamentos sobre una superficie de recogida para formar napas y unión térmica de las napas empleando un rodillo de calandria patrón con un área de unión de un 12 por ciento. Se midieron la resistencia a la tensión y las propiedades de elongación de estos tejidos y su resistencia a la abrasión, y se dan estas propiedades en la tabla 3. Como se muestra, el tejido de control de polipropileno 100 por ciento presentaba una excelente resistencia a la abrasión, como indica la generación de pelusa no medible; sin embargo, los tejidos presentaban una elongación muy baja, limitando así la utilidad de tales tejidos en láminas de película/tejido extensibles. El tejido de control de polietileno 100 por ciento mostró excelentes propiedades de elongación pero muy poca resistencia a la abrasión (altos valores de generación de pelusa) y relativamente baja resistencia a la tensión. De forma sorprendente los tejidos hechos a partir de mezclas de polipropileno / polietileno mostraban una excelente combinación de resistencia a la abrasión, gran elongación y buena resistencia a la tensión. La alta elongación del filamento hace que los tejidos sean adecuados para su uso en una estructura compuesta de película/tejido extensible.

Ejemplo 10

Se pulveriza una película de polietileno de aproximadamente 0,038 mm (1,5 mil) de espesor, tal como la empleada en una hoja inferior de pañal de un solo uso con un adhesivo de todo uso (Locktite Corporation) y se une mediante la aplicación de presión a un tejido unido por hilado de 25 gsm que contiene polipropileno en un 15% y polietileno en un 85%, uno de los no-tejidos descritos en el ejemplo 9. La dirección de la máquina transversal del tejido coincidió con la dirección de la máquina transversal de la película. El tejido o película compuesto y el no tejido unido por hilado de polipropileno / polietileno se extendieron luego hasta un 200% de extensión en la dirección CD, más allá del límite elástico del tejido unido por hilado, mediante un equipo de ensayo de tensión Instron. Se encontró que el tejido compuesto elongado resultante mostraba un peso base reducido, una suavidad y propiedades de plegamiento deseables y estaba sorprendentemente libre de fibras y plumones desprendidos, no mostrando por tanto apariencia de pelusa. El tejido compuesto extendido era más delgado en apariencia que su precursor no extendido. El tejido elongado se puede emplear como una parte inferior de pañal o como las perneras del pañal.

TABLA 3

5

^{6} Se evalúan la tensión y la elongación de pico mediante la ruptura de muestra de 2,54 cm (una pulgada) por 17,8 cm (siete pulgadas) de longitud siguiendo en general el ensayo de la tira cortada de 2,54 cm (una pulgada) según la norma ASTM D 1682-64. La velocidad tope del instrumento se fijó en 12,7 cm (5 pulgadas) por minuto y la longitud del patrón se fijó en 12,7 cm (5 pulgadas) por minuto. La resistencia a la tensión de la tira, dada en gramos por centímetro (gramos por pulgada), es por lo general la media de al menos 8 mediciones. La elongación en carga máxima es el porcentaje de aumento en la longitud en el máximo de resistencia a la tensión.

^{7} La formación de pelusa se determina por frotado repetido de una superficie elastomérica a través de la cara del tejido un número constante de veces. Se pesa luego la fibra soltada de la superficie. La formación de pelusa se da según peso en mg observados.

^{8} Llevado a cabo de acuerdo con la norma ASTM D 3884-80 donde el número de ciclos se contó hasta fallo. El fallo se definió como la aparición de un orificio de un milímetro cuadrado o superior en la superficie del tejido.

Ejemplo 11

Se adquiere una película elástica de 0,038 mm (1,5 mil) de espesor de elastómero de poliéster Hytrel 8122 comercializado por E.I. Du Pont De Neumours Company. Se pulveriza una muestra de la película elástica con un adhesivo de todo uso (Locktite Corporation) y se une por aplicación de presión a un no-tejido unido por hilado de 25 gramos por metro cuadrado que contiene polipropileno en un 15% y polietileno en un 85% (una de las muestras de no-tejidos descritas en el ejemplo 9). La dirección de la máquina transversal del tejido coincidió con la dirección de la máquina de la película. Se coloca una muestra de 3,81 cm (1,5 pulgadas) de ancho del tejido compuesto resultante en las pinzas de un equipo de ensayo de tensión Instron y se elonga en un 200% de extensión. El tejido compuesto se retorna al 0% de extensión. La curva de esfuerzo deformación se da en la figura 6A. El componente unido por hilado permaneció unido a la película elástica pero los filamentos se elongaron, de forma que el tejido compuesto no extendido presentaba una apariencia voluminosa. El tejido compuesto se elongó una segunda vez hasta un 200% de su extensión y luego se volvió al 0% de extensión. La curva esfuerzo deformación resultante se da en la figura 6B. El módulo de elasticidad fue mucho menor para la segunda extrusión debido a que los filamentos del componente unido por hilado no resistieron más la extensión. El tejido compuesto presentaba comportamiento de estiramiento característico de un material elástico.

Ejemplo 12

Se preparó un tejido (tejido A) por unión por punto térmica de tres napas de poliolefina colocada en yuxtaposición. Estas napas fueron hiladas en fase fundida a partir de los siguientes polímeros:

Capa exterior #1 8,5 gramos por metro cuadrado de polipropileno en un 96% (Exxon 3445) / polietileno en un 4% (Dow 05862N)

Capa intermedia 2 gramos por metro cuadrado de polipropileno 100% (Exxon 3546G) de fibras sopladas en fundido.

Capa exterior #2 8,5 gamos por metro cuadrado de polipropileno en un 96% (Exxon 3445) / polietileno en un 4% (Dow 05862N)

El tamaño de fibra medio en las capas exteriores fue de 3,3 dtex. El diámetro de fibra medio en la capa intermedia fue de 1,9 micras. Las napas se unieron empleando un grupo de rodillos de calandria con un área de unión de un 17%. Se evaluaron las propiedades mecánicas de este tejido, así como las de un tejido de control fabricado de polipropileno 100% (tejido B) que se dan en la tabla 3. Es claramente evidente la mayor elongación del tejido que contenía polietileno en los filamentos de las capas exteriores.

Una muestra de este tejido trilaminado (tejido A) se inserta como un componente para el pliegue barrera en un pañal según el diseño descrito en la patente de Estados Unidos 4.738.677. Este pañal también incorpora un sistemas de sujeción como el descrito en al patente de Estados Unidos 4.242.436. En este pañal, el trilaminado de poliolefina anterior (tejido A) se une de forma adhesiva a una sección de espuma elástica en la región del panel lateral del pañal. El laminado elástico resultante se somete a una extensión de un 33%. Las uniones térmicas en puntos del componente trilaminado inelástico permanecen intactas mientras que los filamentos que conectan con las iniones se elongan. El resultado es que la sección panel lateral del pañal es extensible, dominando la espuma elástica sus características de esfuerzo - deformación.

Ejemplo 13

Los tejidos trilaminados de unión por hilado - soplado en fundido - unión por hilado se fabrican empleando napas unidas por hilado externas de fibras multipoliméricas de filamentos continuos de polietileno en un 4% y polipropileno en un 96% y una napa interna extensible de microfibras sopladas en fundido de polipropileno que presentan un diámetro de fibra máximo de 5 micras. El tejido compuesto se une pasándolo a través de una calandria calentada a una temperatura de 145ºC con el rodillo patrón de la calandria produciendo un área de unión de aproximadamente un 17 por ciento. Se ensayaron los tejidos trilaminados en cuanto a las propiedades de tensión y se midieron las propiedades barrera de los compuestos mediante un ensayo de columna de agua ascendente. Los resultados se muestran en la
tabla 4.

(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 4

7

Ejemplo 14

Este ejemplo ilustra la preparación y los beneficios de los tejidos preparados con fibras bicomponentes continuas de la presente invención, en las que la envoltura se forma a partir de una mezcla de una calidad específica de polietileno como la fase dominante mezclada con una calidad específica de polipropileno o copolietileno como la fase minoritaria y el núcleo de la fibra consiste en un único polímero de polipropileno o copolipropileno. Las propiedades de resistencia a la abrasión de las mencionadas fibras se pueden comparar luego con los no-tejidos preparados con fibras que no sean de la presente invención, tales tejidos preparados con fibras mono o bicomponentes en donde cada aspecto mono o bicomponente de la fibra se prepara empleando un único polímero.

Las no-tejidos unidos por hilado de filamentos continuos de la presente invención y los tejidos comparativos se fabrican en una línea piloto equipada con dos extrusores; bloque de hilado e hiladoras capaces de hilar las fibras bicomponentes: una zona de teminación para promover la transición de la fibra desde el líquido hasta el estado sólido; una zona de atenuación donde las fibras se aceleran para promover el estirado para conseguir resistencia mecánica y conseguir pocos título por debajo de 5 títulos para suavidad y tacto deseado; un hilo metálico con movimiento para recoger las fibras tras ser estiradas; y una calandria de unión térmica en la que la napa de fibras recogidas se une conjuntamente mediante calor y compresión entre un rodillo liso y un rodillo con relieve. Se hace referencia a la patente de Estados Unidos nº 5.162.074, la cual muestra un procedimiento para la construcción de bloques de hilado para hilar las fibras bicomponentes. La calandria con relieve es esta línea piloto presenta un área de unión de aproximadamente un 18% con aproximadamente 144 puntos de relieve por pulgada cuadrada.

Para estos experimentos la zona de atenuación de la línea piloto se equipa con un sistema de estirado Lurgi DOCON. En el procedimiento de Lurgi los filamentos son extruidos a partir de las hiladoras, terminados mediante aire en moviendo frío y luego introducidos en tubos en los que las fibras son aceleradas mediante contacto con aire a alta presión para permitir que la fibra se estire hasta títulos por filamento por debajo de 5. En la parte inferior de los tubos los filamentos se separan uno del otro y se pulverizan tras el movimiento del hilo metálico.

La resistencia a la abrasión de los tejidos unidos térmicamente resultantes se midió sometiendo el tejido a un ensayo Sutherland ink Rub modificado. El ensayo Sutherland ink Rub se describe en la norma ASTM D-5264, "Standard Practice for Abrasion Resistance for Printed Materials by the Sutherland Ink Rub Tester". Para la evaluación de la resistencia a la abrasión del tejido a ensayar se monta el equipo de ensayo Sutherland tal que la pieza de rozamiento se mueva por el tejido en la dirección (CD) de la máquina transversal. Para estos ensayos se emplea la base de dos libras y la máquina se fija para completar cinco ciclos. Se emplea un papel abrasivo de grano fino como material abrasivo. Cuando el ensayo se completa se recogen cuidadosamente todas las fibras rotas y se pesan empleando una balanza analítica para proporcionar una estimación cuantitativa de la extensión del daño al tejido. Se asume que a menor peso de las fibras rotas recogidas más resistente es el no-tejido al daño por abrasión. Los ejemplos 1 - 5 son ejemplos comparativos y los ejemplos 6 - 9 ilustran varias realizaciones ventajosas de la invención.

El ejemplo 1 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto mediante el hilado de un polímero único, el polipropileno comercialmente disponible AMOCO tipo 7956, con flujo de fundido de 35. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,102.

El ejemplo 2 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó polietileno del tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo AMOCO 7957 con un flujo de fundido de 35 en el segundo extrusor para hacer el núcleo, dando así una relación de 20/80 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para el no-tejido del ejemplo 2. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,205.

El ejemplo 3 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó polietileno del tipo DOW 6811A en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo AMOCO 7957 en el segundo extrusor para hacer el núcleo, dando así una relación de 80/20 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para el no-tejido del ejemplo 3. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,220.

El ejemplo 4 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó polietileno del tipo DOW 6811A en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo AMOCO 7644 en el segundo extrusor para hacer el núcleo dando así una relación de 50/50 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 4. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,149.

El ejemplo 5 era un tejido de polietileno unido por hilado BBA CAROLINE (100% polietileno) con peso base de 40 gsm disponible comercialmente por parte de BBA Nonwovens, Berlín, Alemania. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de 0,168.

El ejemplo 6 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó una mezcla de polietileno en un 85% del tipo DOW 5253 con un índice de fusión de 40 y polipropileno en un 15% APPRYL 3250 con un flujo de fundido de 26 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo APPRYL 2350 en el segundo extrusor para hacer el núcleo, dando así una relación de 50/50 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 6. La mezcla empleada para la envoltura se mezcló como agregados secos en un mezclador de cemento antes de introducirla en la tolva para alimentar el extrusor. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,155.

El ejemplo 7 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó una mezcla de polietileno en un 85% del tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 y polipropileno en un l5% APPRYL 3250 con un flujo de fundido de 26 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo APPRYL 2350 en el segundo extrusor para hacer el núcleo, dando así una relación de 50/50 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 7. La mezcla empleada para la envoltura se mezcló como agregados secos en un mezclador de cemento antes de introducirla en la tolva para alimentar el extrusor. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,143.

El ejemplo 8 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó una mezcla de polietileno en un 85% del tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 y polipropileno en un 15% APPRYL 3250 con un flujo de fundido de 26 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo AMOCO 7956 en el segundo extrusor para hacer el núcleo, dando así una relación de 50/50 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para el no-tejido del ejemplo 8. La mezcla empleada para la envoltura se preparó mediante mezcla de los componentes, fundiendo en un extrusor para dar una mezcla fundida que luego se extruye como agregados a introducir en la tolva de la línea piloto para alimentar el extrusor de la línea piloto. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,132.

El ejemplo 9 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó una mezcla de polietileno en un 85% del tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 y copolipropileno en un 15% AMOCO 8253, un copolímero aleatorio de propileno en relación 97/3 con un flujo de fundido de 6 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó el polipropileno del tipo AMOCO 7956 con un flujo de fundido de 35 en el segundo extrusor para hacer el núcleo, dando así una relación de 50/50 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 9. La mezcla empleada para la envoltura se mezcló como agregados secos en un mezclador de cemento antes de introducirse en la para alimentar el extrusor. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,106.

Ejemplo 15

Este ejemplo ilustra la preparación y los beneficios de los tejidos preparadas con fibras bicomponentes continuas de la presente invención, en las que el núcleo está formado por una mezcla multicomponente de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando los polímeros presentes como una fase continua dominante de punto de fusión elevado y al menos una fase no continua de bajo punto de fusión dispersa en su interior. La fase continua de alto punto de fusión incluye un polímero de propileno y la fase no continua de bajo punto de fusión incluye un polímero de polietileno.

Las no-tejidos unidas por hilado de filamentos continuos de la presente invención y los tejidos comparativas se produjeron en una línea piloto equipada con dos extrusores; bloque de hilado y hileras capaces de hilar las fibras bicomponentes; una zona de amortiguación para promover la transición de la fibra desde el líquido hasta el estado sólido; una zona de atenuación donde las fibras se aceleran para promover el arrastre para conseguir resistencia mecánica y conseguir menos títulos por debajo de 5 títulos para suavidad y tacto deseado; un hilo metálico con movimiento para recoger las fibras tras ser arrastradas; y una calandria de unión térmica en la que la napa de fibras recogidas se une conjuntamente por calor y compresión entre un rodillo suave y un rodillo con relieve. Se hace referencia a la patente de Estados Unidos nº 5.162.074, la cual muestra un procedimiento para la construcción de bloques de hilado para hilar las fibras bicomponentes. La calandria con relieve es esta línea piloto presenta un área de unión de aproximadamente un 18% con aproximadamente 144 puntos de relieve por pulgada cuadrada.

Para estos experimentos la zona de atenuación de la línea piloto se equipa con un sistema de arrastre Lurgi DOCON. En el procedimiento de Lurgi los filamentos son extruidos a partir de las hileras, amortiguados mediante aire en moviendo frío y luego introducidos en tubos en los que las fibras se aceleran mediante contacto con aire a alta presión para permitir que la fibra se arrastre hasta un título por filamento por debajo de 5. En la parte inferior de los tubos los filamentos se separan uno del otro y se pulverizan tras el movimiento del hilo metálico.

La resistencia a la abrasión de los tejidos unidos térmicamente resultantes se midió sometiendo el tejido a un ensayo Sutherland ink Rub modificado. El ensayo Sutherland ink Rub se describe en la norma ASTM D-5264, "Standard Practice for Abrasión Resistance for Printed Materials by the Sutherland Ink Rub Tester". Para la evaluación de la resistencia a la abrasión del tejido a ensayar se monta el equipo de ensayo Sutherland tal que la pieza de rozamiento se mueva por el tejido en la dirección CD. Para estos ensayos se emplea la base de dos libras y la máquina se fija para completar cinco ciclos. Se emplea un papel abrasivo de grano fino como material abrasivo. Cuando el ensayo se completa se recogen cuidadosamente todas las fibras rotas y se pesan empleando una balanza analítica para proporcionar una estimación cuantitativa de la extensión del daño al tejido. Se asume que a menor peso de las fibras rotas recogidas más resistente es el no-tejido al daño por abrasión. Los ejemplos 1, 2 y 7 son ejemplos comparativos y los ejemplos
3 - 6 ilustran varias realizaciones ventajosas de la invención.

El ejemplo 1 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto hilando un polímero único, el polipropileno comercialmente disponible AMOCO tipo 7956, con flujo de fundido de 35. El ensayo Sutherland Ink Rub dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,102.

El ejemplo 2 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó polietileno del tipo DOW 6811A, con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó polipropileno, del tipo AMOCO 7956, con un flujo de fundido de 35, en el segundo extrusor para conseguir el núcleo dando así una relación de 80/20 de envoltura/núcleo en las fibra bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 2. Se encontró que el peso base del ejemplo 2 es de 33 gramos por metro cuadrado. El ensayo Sutherland Ink Rub para el ejemplo 2 dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,146 cuando se frotaba como se describió anteriormente en la dirección CD. El ensayo Sutherland Ink Rub se repitió luego como se describió anteriormente pero ahora el frotamiento fue en la dirección MD del tejido para dar un valor de resistencia a la abrasión de 0,115. Las propiedades mecánicas del ejemplo 2 se midieron también siguiendo en general al norma ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" empleando el procedimiento del ensayo de la tira de una pulgada. La tensión CD fue igual a 763 gramos. La elongación CD a tensión máxima fue de 134%. La tenacidad a la tensión máxima fue de 742 pulgada-gramo/pulgada cuadrada. La tensión MD fue igual a 2213 gramos. La elongación MD a la tensión máxima fue de 121%. La tenacidad MD a la tensión máxima fue de 2320 pulgada- gramo/pulgada cuadrada.

El ejemplo 3 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó una mezcla de polietileno del tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó una mezcla de polipropileno en un 76% de tipo AMOCO 7956 más Catalloy® en un 20% MONTELL KSO84P, más polietileno en un 4% DOW 5862 en el segundo extrusor para hacer el núcleo dando así una relación de 80/20 de envoltura / núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 3. Se encuentra que este peso base del ejemplo 3 es de 29 gramos por metro cuadrado. El ensayo Sutherland Ink Rub para el ejemplo 3 dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,104 cuando se frotó como se describió anteriormente en la dirección CD. Se repitió luego el ensayo Sutherland Ink Rub como se describió anteriormente pero ahora el frotamiento fue en la dirección MD de del tejido para dar un valor de resistencia a la abrasión de 0,149.

Las propiedades mecánicas del ejemplo 3 se midieron también siguiendo en general la norma ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" empleando el procedimiento del ensayo de la tira de una pulgada. La tensión CD fue igual a 858 gramos. La elongación CD a tensión máxima fue de un 134%. La tenacidad a la tensión máxima fue de 842 pulgada-gramo/pulgada cuadrada. La tensión MD fue igual a 2184 gramos. La elongación MD a la tensión máxima fue de 106%. La tenacidad MD a la tensión máxima fue de 2067 pulgada-gramo/pulgada cuadrada.

El ejemplo 4 se llevó a cabo empleando la anterior línea piloto de forma que se extruyó polietileno del tipo DOW 681 1A, con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó una mezcla de un copolíemro aleatorio preparado a partir de propileno en un 97% y etileno en un 3% del tipo AMOCO 8956 más MONTELL KSO84P Catalloy® en un 20% más polietileno en un 4%, DOW 5862, en el segundo extrusor para conseguir el núcleo dando así una relación de 80/20 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 4. Se encontró que el peso base del ejemplo 4 es de 29 gramos por metro cuadrado. El ensayo Sutherland Ink Rub para el ejemplo 4 dio un valor de resistencia a la abrasión de 0,1146 cuando se frotaba como se describió anteriormente en la dirección CD. El ensayo Sutherland Ink Rub se repitió luego como se describió anteriormente pero ahora el frotamiento fue en la dirección MD del tejido para dar un valor de resistencia a la abrasión de 0,132. Las propiedades mecánicas del ejemplo 4 se midieron también siguiendo en general al norma ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" empleando el procedimiento del ensayo de la tira de una pulgada. La tensión CD fue igual a 770 gramos. La elongación CD a tensión máxima fue de 157%. La tenacidad CD a la tensión máxima fue de 873 pulgada-gramo/pulgada cuadrada. La tensión MD fue igual a 1749 gramos. La elongación MD a la tensión máxima fue de 133%. La tenacidad MD a la tensión máxima fue de 1981 pulgada-gramo/pulgada cuadrada.

El ejemplo 5 se llevó a cabo empleando una línea comercial Lurgi Spunbond Line similar a la línea piloto descrita anteriormente pero a mayor escala y que presenta dos conjuntos de hileras. Ambos conjuntos de hileras produjeron las fibras que se describen a continuación. El ejemplo 5 se preparó de forma que se extruyó el polietileno de tipo DOW 6811A, con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruyó una mezcla de un copolímero aleatorio al 76% preparado a partir de propileno en un 97% y etileno en un 3% disponibles por parte de Union Carbide 5D43 más MONTELL Adlex 357 Catalloy® en un 20% más polietileno al 4%, DOW 5862N, en el segundo extrusor para conseguir el núcleo dando así una relación de 80/20 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 5. Se encontró que el peso base del ejemplo 5 es de 30 gramos por metro cuadrado. Las propiedades mecánicas del ejemplo 5 se midieron también siguiendo en general la norma ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" empleando el procedimiento del ensayo de la tira de una pulgada. La tensión CD fue igual a 1089 gramos. La elongación CD a tensión máxima fue de un 82%. La tenacidad CD a la tensión máxima fue de 680 pulgada-gramo/pulgada cuadrada. La tensión MD fue igual a 1270 gramos. La elongación MD a la tensión máxima fue de 84%. La tenacidad MD a la tensión máxima fue de 771 pulgada-gramo/pulgada cuadrada.

El ejemplo 6 se llevó a cabo empleando una línea piloto a muy pequeña escala similar en funcionamiento y operación a la anterior línea piloto pero mucho menor en escala. Se prepara el ejemplo 6 de forma que se extruye polietileno de tipo DOW 6811A, con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruye una mezcla de polipropileno en un 76% tipo AMOCO 7956 más MONTELL KSO84 Catalloy® en un 20% más polietileno en un 4%, DOW 5862N, en el segundo extrusor para conseguir el núcleo dando así una relación de 80/20 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 6. Se encontró que el peso base del ejemplo 6 es de 29 gramos por metro cuadrado. El ensayo Sutherland Ink Rub para el ejemplo 6 dio unos valores de resistencia a la abrasión de 0,1366 y 0,1324 cuando se frotó como se describe anteriormente en la dirección CD. Las propiedades mecánicas del ejemplo 6 se midieron también siguiendo en general la norma ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" empleando el procedimiento del ensayo de la tira de una pulgada. La tensión CD fue igual a 1113 gramos. La elongación CD a tensión máxima fue de 73%. La tenacidad CD a la tensión máxima fue de 699 pulgada-gramo/pulgada cuadrada. La tensión MD fue igual a 859 gramos. La elongación MD a la tensión máxima fue de 96%. La tenacidad MD a la tensión máxima fue de 748 pulgada-gramo/pulgada cuadrada.

El ejemplo 7 se llevó a cabo empleando una línea piloto a muy pequeña escala similar en funcionamiento y operación a la anterior línea piloto pero mucho menor en escala. Se prepara el ejemplo 7 de forma que se extruye polietileno de tipo DOW 6811A, con un índice de fusión de 27 en un extrusor para conseguir la envoltura y se extruye polipropileno tipo AMOCO 7956 en el segundo extrusor para conseguir el núcleo dando así una relación de 20/80 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponentes para los no-tejidos del ejemplo 7. Se encontró que el peso base del ejemplo 7 es de 31 gramos por metro cuadrado. El ensayo Sutherland Ink Rub para el ejemplo 7 dio unos valores de resistencia a la abrasión de 0,1366 y 0,1859 cuando se frotó como se describe anteriormente en la dirección CD. Las propiedades mecánicas del ejemplo 7 se midieron también siguiendo en general la norma ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" empleando el procedimiento del ensayo de la tira de una pulgada. La tensión CD fue igual a 1418 gramos. La elongación CD a tensión máxima fue de 79%. La tenacidad CD a la tensión máxima fue de 944 pulgada-gramo/pulgada cuadrada. La tensión MD fue igual a 931 gramos. La elongación MD a la tensión máxima fue de 109%. La tenacidad MD a la tensión máxima fue de 849 pulgada-gramo/pulgada cuadrada.

Ejemplo 16

Este ejemplo ilustra la preparación y los beneficios de los tejidos preparados con fibras bicomponentes continuas de la presente invención, en las que la envoltura está formada por una mezcla de una calidad específica de polietileno como la fase dominante mezclado con una calidad específica de polipropileno o copolipropileno como la fase minoritaria. Además, el núcleo de la fibra está formado por una mezcla multipolimérica de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando los polímeros presentes como la fase continua dominante de mayor punto de fusión y al menos una fase no continua de menor punto de fusión dispersa en la misma. La fase continua de mayor punto de fusión incluye un polímero de propileno y la fase no continua de menor punto de fusión incluye un polímero de polietileno.

Las no-tejidos unidas por hilado de filamentos continuos de la presente invención se preparan como se describe en los ejemplos 14 y 15 anteriores, y la resistencia a la abrasión y las propiedades mecánicas de los tejidos unidos térmicamente resultantes se miden empleando los ensayos descritos en los ejemplos 14 y 15.

Los tejidos se preparan empleando las siguientes mezclas poliméricas como el componente envoltura de las fibras bicomponentes:

(1): una mezcla de polietileno en un 85% de tipo DOW 2553 y un 15% de polipropileno APPRYL 3250 con un flujo de fundido de 26;

(2): una mezcla de polietileno en un 85% de tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 y un 15% del polipropileno APPRYL 3250 con un flujo de fundido de 26; y

(3): una mezcla de polietileno en un 85% de tipo DOW 6811A con un índice de fusión de 27 y un 15% del copolipropileno tipo AMOCO 8253, un copolímero aleatorio de propileno en relación 97/3 con flujo de fundido 6.

Las fibras anteriores incluyen un componente de núcleo seleccionado entre uno de los siguientes grupos de mezclas de polímeros:

(1): una mezcla de polipropileno en un 76% de tipo AMOCO 7956, más MONTELL KSO84P Catalloy® en un 20% más polietileno a un 4%, DOW 5862;

(2): una mezcla de un copolímero aleatorio preparado de propileno en un 97% y etileno en un 3% disponible como tipo AMOCO 8956 más MONTELL KSO84P Catalloy® más polietileno a un 4% DOW 5862 y

(3): una mezcla de un copolímero aleatorio al 76% preparado a partir de propileno al 97% y etileno en un 3% disponible como Union Carbide 6D43 más MONTELL Adllex 357 Catalloy® en un 20% más polietileno a un 4% DOW 5862N.

Las fibras presentan relaciones envoltura / núcleo de 50/50, 80/20 o 20/80. Los tejidos muestran una combinación de propiedades contradictorias deseables, tales como la buena elongación y resistencias estéticas y a la tensión deseables. Los inventores han encontrado que las fibras convencionales de envoltura de PE / núcleo de PP pueden presentar problemas de resistencia a la abrasión. Por el contrario las fibras tales como las descritas en el presente ejemplo pueden presentar una resistencia a la abrasión mejorada, en comparación con las fibras de envoltura núcleo PE/PP. Si bien no se desea unirse a alguna teoría por cualquier explicación de la invención, se piensa que el componente de la envoltura de mezcla de polímero puede unirse más fuertemente a otras fibras como también al núcleo, mejorando por tanto la resistencia a la abrasión del tejido sin sacrificar la elongación.

Ejemplo 17

Se lleva a cabo una investigación para determinar el tamaño del dominio y la distribución de la fase polimérica discontinua tal como está contenida dentro de la estructura de la fibra de los tejidos de la invención. Se prepara una no- tejidos unida por hilado de acuerdo con la descripción de la presente solicitud. En particular, se mezcla en seco en un mezclador rotatorio una mezcla polimérica que contiene un 85 por ciento en peso de un polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) con un índice de fusión de 27 (Dow 6811A LLDPE) y 50 por ciento en peso de un polímero de polipropileno (PP) con un flujo de fundido de aproximadamente 24 (Appryl 3250 YR1 PP). La mezcla combinada en seco se introduce luego a la tolva de alimentación de un extrusor de un sistema de hilado de no-tejidos. Los filamentos continuos se hilaron en fundido mediante un procedimiento de estirado por ranura a una velocidad de la fibra de aproximadamente 600 m/minuto y se depositaron sobre una superficie de recogida para formar una napa no tejida unida por hilado, y la napa se unión térmicamente empleando un rodillo patrón con un 12% de área de unión. La muestra así preparada se denomina ejemplo A.

Un procedimiento alternativo para la mezcla se empleó luego para producir otra muestra de tejido, designada como ejemplo B. En el ejemplo B el LLDPE Dow 6811A se conduce al extrusor principal mientras que el PP Appryl se introduce en la corriente fundida mediante un extrusor secundario y luego se pasa a través de una unidad de mezcla estática, más que mezclar los polímeros en estado sólido con mezclado adicional en el extrusor, como en el ejemplo A. Se espera que resulte una buena mezcla de ambos procedimientos. Tras la extrusión el procedimiento empleado para preparar los tejidos unidos por hilado de los ejemplos A y B es idéntico. El tejido del ejemplo B es el mismo material producido y designado en el ejemplo 8 y tabla 3 anteriores.

Se evalúan las muestras de tejidos unidos por hilado en cuanto al tamaño del dominio del polímero y distribución del dominio en base a microscopía electrónica de transmisión (TEM) llevada a cabo sobre secciones transversales de la fibra. En el microscopio electrónico se obtiene un contraste de imagen como resultado de la variación en la densidad electrónica entre las estructuras presentes. La mayoría de los polímeros presentan elementos de bajo número atómico tales como carbono, hidrógeno y oxígeno en su cadena principal y como consecuencia los polímeros muestran muy poca diferencia en la densidad electrónica para distinguir entre fases en una mezcla. Para superar esto se emplea ampliamente el enmascaramiento o tintado por metales pesados mediante la adición de un elemento de número atómico elevado en estructuras específicas. Se prepararon las fotomicrografías TEM para el ejemplo A por parte de dos laboratorios independientes. Se observan copias de las fotomicrografías de las fibras del ejemplo A tal como se evaluó por los dos laboratorios como las figuras 7 y 8. Se prepararon las fotomicrografías TEM para el ejemplo B, y se observan copias de la fotomicrografía para el ejemplo B como figura 9.

Para preparar un ejemplo de tejido unido por hilado para TEM se introduce una pequeña cantidad de tejido en un recipiente de muestra y luego se congela. Se emplea un micrótomo a baja temperatura para exponer las secciones transversales de fibra muestras para proporcionar sin dañar su estructura. Se aplicó luego tetróxido de rutenio, un tinte de metal pesado a la muestra fracturada para proporcionar suficiente contraste entre las fases de polímero. Las fotomicrografías de las figuras 7, 8 y 9 se encuentran a varios grados de amplificación, como se señala sobre las mismas (30.000x, 45.000x y 25.000x, respectivamente). El intervalo de tamaño del dominio de las muestras A y B se determina midiendo 50 dominios seleccionados de forma aleatoria a partir de las micrografías de fibra ilustrando una muestra de tejido dada agrandada de 25.000 a 45.000 veces.

El trióxido de rutenio se absorbe en las regiones amorfas del polímero. Las figuras 10 y 11 son fotomicrografías TEM de una muestra de fibra tintada de hompolímero de PP al 100% y homopolímero de PE al 100%, respectivamente. La figura 10 de homopolímero de PP muestra que las regiones cristalinas son tan pequeñas que las regiones amorfas se encuentran más allá de la resolución del equipo, por tanto no hay contraste presente y se observa una muestra uniforme (es decir, no se observa estructura de dominios o cristalina). La fotomicrografía TEM de una fibra de PE al 100% en la figura 11 ilustra la estructura en láminas de PE. La regiones de PE cristalinas son suficientemente grandes de forma que la textura en láminas se puede observar si las condiciones de tintado son correctas. Se superpone una estructura similar resultante de la estructura en láminas del PE con la estructura de domino de las mezclas en las figuras 7, 8 y 9.

Una comparación visual de las fotomicrografías muestra claramente diferencias sustanciales en el tamaño y distribución del dominio de las fibras formadas de mezclas como las descritas en la presente solicitud en comparación con lo indicado para otras fibras, tales como las señaladas en el documento EP 621 356 (EP 356). Los resultados cuantitativos de las fotomicrografías se proporcionan en la tabla siguiente. Los ejemplos A1, A2 y B se refiere todos a fibras de tejidos formados a partir de mezclas descritas en el presente documento, mientras que C1 se refiere a la información que proporciona el documento EP '356.

8

: * Intervalo mayor que los dominios del 70%

: ** Intervalo de la mayoría de los dominios

En base a las anteriores observaciones, las fibras de los tejidos formados a partir de mezclas como las descritas en la presente invención se distinguen fácilmente de las fibras del documento EP '356. De forma particular, los dominios de polímero disperso de las fibras de mezclas tales que son mucho menores que los dominios de polímero disperso de las fibras del documento EP '356. Los dominios de polímero disperso de las fibras de los tejidos de mezclas descritas en el presente documento fueron muy pequeños, variando su tamaño de 0,03 a 0,08 \mum, con una media de 0,05 \mum, para el ejemplo A1, de 0,01 a 0,08 \mum para el ejemplo A2 y de 0,02 a 0,08 \mum con una media de 0,04 \mum para el ejemplo B. Se muestra que los resultados para los tres eran muy similares. El intervalo de tamaño del dominio dado se basa en los menores y mayores dominios observados. El tamaño de dominio mayor observado es fácil de medir y cuantificar, mientras que el estado del tamaño del dominio más pequeño presente es mucho más difícil. En la tabla se enumeran los tamaños de domino más pequeños observados en las fotomicrografías electrónicas. Las fotomicrografías electrónicas muestran dominios extremadamente pequeños y fuera de los límites que se pueden medir. Un especialista en la técnica reconocería que lo más seguro es que haya dominios que son demasiado pequeños para ser observados debido a que sobrepasan la resolución del equipo. Se espera que los dominios más pequeños sean menores que los enumerados en la tabla.

Por el contrario los tamaños de dominio polimérico disperso de las fibras del documento EP '356 son mayores, al menos un 70% de los cuales están en el intervalo de tamaño de 0,05 a 0,30 \mum. El intervalo de tamaño de dominio descrito en la solicitud es muy estrecho y el tamaño de dominio medio está por debajo del intervalo de tamaño dado en el documento EP '356. Además, las fibras formadas por mezclas descritas en la presente solicitud y las fibras del documento EP' 356 difieren significativamente en la distribución de dominio. Los dominios poliméricos dispersos de las fibras de las mezclas de la presente solicitud se distribuyeron equitativamente en toda la sección transversal de la fibra, haciendo que, como promedio, haya igual distancia entre un dominio dado y sus dominios adyacentes más cercanos. Por el contrario, las figuras 1, 9 y 12 del documento EP '356 ilustran la distribución no uniforme de los dominios de polímeros dispersos, y en particular, la producción de dominios estratificados (figuras 9 y 12) y dominios concentrados en la periferia de la fibra (figura 1).

La presencia de dominios de polímeros menores puede ser ventajosa para la extrusión de la fibra. Igualmente, la presencia de dominios uniformemente distribuidos puede ser ventajosa para la producción de fibra, al igual que las propiedades de la fase discontinua se encuentran uniformemente distribuidas por toda la estructura de la fibra. Por tanto, se puede concluir que las fibras de la presente invención difieren significativamente de las fibras del documento EP '356.

Muchas modificaciones y otras realizaciones de la invención adquirirán importancia para un especialista en la técnica al que concierna la presente invención, dándose cuenta de las ventajas de las enseñanzas presentadas en las anteriores descripciones. Por tanto se entenderá que la invención no se encuentra limitada por las realizaciones específicas descritas y se pretende que las modificaciones y otras realizaciones estén incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Sin bien se emplean términos específicos en las mismas, se emplean solo en un sentido genérico y descriptivo y no para fines limitativos.

Claims

1. Una fibra multicomponente que comprende al menos dos componentes poliméricos dispuestos en dominios estructurados, al menos uno de los mencionados componentes poliméricos comprende una mezcla multipolimérica de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando presentes los mencionados polímeros como una fase continua dominante de mayor punto de fusión y al menos una fase no continua de punto de fusión menor dispersada en su interior, comprendiendo la mencionada fase continua de mayor punto de fusión un polímero de propileno y comprendiendo la al menos una mencionada fase no continua de punto de fusión menor un polímero de
polietileno.

2. La fibra multicomponente de acuerdo con la reivindicación 1, en la que las mencionadas fibras son fibras bicomponentes con los componentes poliméricos dispuestos en un dominio estructurado envoltura - núcleo, en el que el mencionado componente del núcleo comprende la mencionada mezcla multipolimérica.

3. La fibra multicomponente de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la mencionada mezcla comprende además al menos un polímero miscible o parcialmente miscible.

4. La fibra multicomponente de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el mencionado polímero miscible o parcialmente miscible adicional es una poliolefina.

5. La fibra multicomponente de acuerdo con la reivindicación 4, en la que la mencionada mezcla comprende al menos polipropileno isotáctico en un 50%, polietileno en un 1 a un 10% y de un 10% a un 40% de la mencionada poliolefina miscible o parcialmente miscible, y en la que la mencionada poliolefina parcialmente miscible es un copolímero de bloque o injertado.

6. La fibra multicomponente de acuerdo con la reivindicación 5, en la que la mencionada mezcla comprende polipropileno isotáctico de un 65 a un 80%, de un 15% a un 30% de la mencionada poliolefina miscible o parcialmente miscible y polietileno de un 1 a un 5%.

7. La fibra multicomponente de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la mencionada fibra se selecciona del grupo constituido por filamentos continuos, fibras cortadas y fibras sopladas en fundido.

8. Un no-tejido que comprende una pluralidad de fibras multicomponentes que comprenden al menos dos componentes poliméricos dispuestos en dominios estructurados, comprendiendo al menos uno de los mencionados componentes poliméricos una mezcla multipolimérica de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando presentes los mencionados polímeros como una fase continua dominante de mayor punto de fusión y al menos una fase no continua de menor punto de fusión dispersa en su interior, comprendiendo la mencionada fase continua de mayor punto de fusión un polímero de propileno y comprendiendo la mencionada al menos una fase no continua de menor punto de fusión un polímero de polietileno.

9. El tejido de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las mencionadas fibras son fibras bicomponentes con los componentes poliméricos dispuestos en un dominio estructurado de envoltura - núcleo, en el que el mencionado componente del núcleo comprende una mezcla multipolimérica.

10. El tejido de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la mencionada mezcla comprende además al menos un polímero miscible o parcialmente miscible adicional.

11. El tejido de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las mencionadas fibras se seleccionan del grupo constituido por filamentos continuos, fibras cortadas y fibras sopladas en fundido.

12. El tejido de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el mencionado tejido presenta un valor de abrasión en la superficie (rueda de caucho) superior a 10 ciclos y una elongación en la carga máxima en al menos una de las direcciones de la máquina o transversal a la máquina de al menos un 70 por ciento.

13. El tejido de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el mencionado tejido presenta una elongación en carga máxima de al menos un 100 por ciento.

14. El tejido de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las mencionadas fibras se unen unas a otras en localizaciones discretas mediante enlaces por puntos térmicos.

15. Un no-tejido compuesto de al menos dos capas, comprendiendo el mencionado tejido compuesto una primera capa que contiene una pluralidad de fibras multicomponentes que comprenden al menos dos componentes poliméricos dispuestos en dominios estructurados, comprendiendo al menos uno de los mencionados componentes poliméricos una mezcla multipolimérica de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando presentes los mencionados polímeros como una fase continua dominante de mayor punto de fusión y al menos una fase no continua de menor punto de fusión dispersa en su interior, comprendiendo la mencionada fase continua de mayor punto de fusión un polímero de propileno y la mencionada al menos una fase no continua de menor punto de fusión comprendiendo un polímero de polietileno, estando unidas las mencionadas fibras por una pluralidad de uniones para formar una napa no tejida coherente, comprendiendo el mencionado tejido compuesto una segunda capa unida a la mencionada primera capa.

16. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que las mencionadas fibras con componentes poliméricos dispuestos en un dominio estructurado envoltura - núcleo, en el que el mencionado componente del núcleo comprende la mencionada mezcla multipolimérica.

17. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en la que la mencionada mezcla comprende además al menos un polímero miscible o parcialmente miscible adicional.

18. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende además una capa de adhesivo dispuesta entre la mencionada napa no tejida coherente y la mencionada segunda capa de laminación de la napa no tejida coherente respecto de la segunda capa para formar el tejido compuesto.

19. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la mencionada napa no tejida coherente comprende una napa no tejida unida por hilado unida térmicamente de filamentos sustancialmente continuos dispuestos de forma aleatoria.

20. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la mencionada napa no tejida coherente comprende una napa unida por cardado térmicamente de fibras cortadas.

21. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la mencionada napa no tejida coherente incluye de forma adicional microfibras sopladas en fundido.

22. El no-tejido compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la mencionada segunda capa comprende una napa seleccionada del grupo constituido por napas unidas por hilado de filamentos continuos, napas de microfibras sopladas en fundido, napas elásticas y películas de poliolefina.

23. Un producto para el cuidado personal absorbente de un solo uso que comprende una pluralidad de capas, al menos una de las mencionadas capas comprende un no-tejido comprendido por material fibroso en la forma de filamentos continuos o fibras cortadas que comprenden un primer y segundo componentes poliméricos, comprendiendo al menos uno de los mencionados primero y segundo componentes poliméricos una mezcla multipolimérica de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando presentes los mencionados polímeros como una fase continua dominante de mayor punto de fusión y la al menos una fase no continua de menor punto de fusión dispersada en su interior, comprendiendo la mencionada fase continua de mayor punto de fusión un polímero de propileno y comprendiendo la mencionada al menos una fase no continua de menor punto de fusión un polímero de polietileno, estando las mencionadas fibras unidas por una pluralidad de uniones para formar una napa no-tejida coherente.

24. El producto para el cuidado personal de un solo uso de acuerdo con la reivindicación 23, en el que las mencionadas fibras son fibras bicomponentes con los componentes poliméricos dispuestos en un dominio estructurado de envoltura - núcleo, en el que el componente del núcleo comprende la mencionada mezcla multipolimérica.

25. El producto para el cuidado personal de un solo uso de acuerdo con la reivindicación 23, en el que la mencionada mezcla comprende además al menos un polímero miscible o parcialmente miscible adicional.

26. El producto para el cuidado personal de un solo uso de acuerdo con la reivindicación 23, en el que el material fibroso comprende filamentos continuos dispuestos de forma aleatoria y unidos unos a otros en localizaciones discretas para formar un no-tejido unido por hilado.

27. El producto para el cuidado personal de un solo uso de acuerdo con la reivindicación 23, en el que el mencionado producto para el cuidado personal absorbente de un solo uso es un pañal, tampón para incontinencia o pañuelo sanitario.