ES2232479T3

ES2232479T3 - Genero no tejido mejorado con configuracion de ligadura no simetrica.

Info

Publication number: ES2232479T3
Application number: ES00953943T
Authority: ES
Inventors: Michael Kauschke; Mordechai Turi
Original assignee: First Quality Nonwovens Inc
Current assignee: First Quality Nonwovens Inc
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: AU774164B2; KR20020041411A; EP1218170B1; CA2381168C; ATE283387T1; JP2003507585A; CN1382083A; US6610390B1; DE60016268D1; EP1218170A4; AU6630400A; CA2381168A1; MXPA02001537A; DE60016268T2; KR100741946B1; CN1180933C; EP1218170A1; WO2001012427A1

Abstract

Un género no tejido (10) que tiene alto alargamiento en una primera dirección y bajo alargamiento en una segunda dirección, teniendo dicho género no tejido una pluralidad de puntos de ligadura (20) que definen un área de ligadura total a lo largo de dicha segunda dirección mayor que a lo largo de dicha primera dirección y una baja resistencia a la tracción en la primera dirección y una alta resistencia a la tracción en la segunda dirección.

Description

Género no tejido mejorado con configuración de ligadura no simétrica.

Referencia a la solicitud relacionada

Esta es una continuación parcial de la Solicitud de Patente de EE. UU. Nº 09/460,660 presentada el 13 de diciembre de 1999, por sí misma una continuación parcial de la Solicitud de Patente de EE. UU. Nº 09/374,825, presentada el 13 de agosto de 1999.

Antecedentes de la invención

La presente invención trata de un género no tejido que tiene una configuración de ligadura no simétrica que produce baja resistencia a la tracción y alto porcentaje de alargamiento en una primera dirección (por ejemplo, CD) y alta resistencia a la tracción y bajo porcentaje de alargamiento en una segunda dirección (por ejemplo, MD).

Las telas no tejidas hiladas están hechas de hebras o filamentos continuos que se depositan sobre una cinta transportadora móvil en una distribución aleatoria. En un procedimiento de hilado típico, se procesan pastillas de resina bajo calor hasta derretirse y después se suministran a través de una tobera de hilatura para crear cientos de filamentos o hilos delgados. Chorros de un fluido (como aire) hacen que los hilos se alarguen, y los hilos se soplan o se llevan sobre un velo móvil donde se depositan y son succionadas contra el velo en un diseño aleatorio para crear una tela. La tela pasa entonces a través de una estación de ligadura. La ligadura es necesaria porque los filamentos o hilos no están tejidos entre sí.

La estación de ligadura típica incluye un rodillo de ligadura que define una serie de puntos idénticos en relieve (puntos de ligadura). Estos puntos de ligadura son generalmente equidistantes entre sí y están en un diseño simétrico uniforme que se extiende tanto en la dirección de la máquina (MD) como en la dirección transversal (CD).

Otras telas no tejidas incluyen telas hechas de fibras cortadas, microfibras de polipropileno, fibras cardadas y fibras cortadas cortas. Según se usan en este documento, los términos "fibras hiladas" y "fibras" incluyen los filamentos hilados descritos anteriormente así como fibras cortadas, microfibras de polipropileno, fibras cardadas y fibras cortadas cortas.

Un diseño de ligadura no simétrico podría dar como resultado una tela con un alargamiento esperado o estándar en una dirección (por ejemplo, MD) pero alargamiento aumentado en la otra dirección (por ejemplo, CD). Esto es un atributo deseado en situaciones donde se requiere alargamiento mínimo en la dirección de la máquina y además se requiere gran alargamiento en la dirección transversal. Por ejemplo, cualquier alargamiento en la dirección de la máquina perturbará las máquinas de transformación que se usan para confeccionar pañales, mientras que se desea alargamiento sustancial en la dirección transversal para dar a cada pañal individual algo de elasticidad alrededor de la cintura del usuario.

El documento US4.778.460 describe laminados de al menos dos géneros no tejidos, uno de los cuales incluye fibras llamadas bilobales. Para estabilizar los velos se aplican diseños de ligadura. No existen enseñanzas que se ocupen del comportamiento isotrópico a anisotrópico de el velo.

El documento FR2.411.260 enseña la preparación de un velo que tiene un comportamiento isotrópico a partir de un velo isotrópico pasando el velo inicial entre dos rodillos, teniendo un rodillo una superficie en relieve y simultáneamente una configuración de ligadura anisotrópica de sitios de ligadura separados, colocados a un cierto ángulo en relación con el eje principal de orientación de las fibras se superpone sobre el género no tejido.

El documento US4.493.868 describe varios diseños de ligadura para géneros no tejidos sin ninguna discusión de los efectos en vista del comportamiento isotrópico o anisotrópico de los velos así compactados.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un género no tejido que tiene una configuración de ligadura no simétrica.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una tela no tejida que es sumamente extensible en una primera dirección (típicamente la CD) comparada con una segunda dirección (típicamente la MD).

Otro objeto es proporcionar tal género no tejido que tiene baja resistencia a la tracción y alto porcentaje de alargamiento en la primera dirección (típicamente la CD), una alta resistencia a la tracción y bajo porcentaje de alargamiento en la segunda dirección (típicamente la MD).

Un objeto de la presente invención también es proporcionar tal género no tejido que es sencillo y económico de fabricar, usar y mantener.

Resumen de la invención

Ahora se ha encontrado que los objetos anteriores relacionados de la presente invención se obtienen en un género no tejido que tiene un alto alargamiento en una primera dirección (típicamente la CD) y un bajo alargamiento en una segunda dirección (típicamente la MD). El género no tejido tiene una pluralidad de puntos de ligadura que definen un área de ligadura total a lo largo de la segunda dirección mayor que a lo largo de la primera dirección. Los puntos de ligadura son figuras cerradas alargadas en la segunda dirección y preferentemente seleccionadas del grupo constituido por figuras cerradas que están orientadas en paralelo a lo largo del eje de la segunda dirección, u orientadas transversalmente a figuras cerradas adyacentes a lo largo del eje de la segunda dirección, u orientadas en grupos con figuras cerradas próximas para formar entre ellas una configuración cerrada alargada en la segunda dirección.

En una realización preferida, el área de ligadura total a lo largo de la segunda dirección es 1,1-5,0 veces mayor que a lo largo de la primera dirección. El género no tejido tiene partes de fibras no ligadas y partes de fibras ligadas, con una relación de parte ligada/parte no ligada mayor a lo largo de la segunda dirección que a lo largo de la primera dirección. La primera y segunda direcciones son transversales entre sí, con la primera dirección siendo preferentemente la dirección transversal (CD) y la segunda dirección siendo preferentemente la dirección de la máquina (MD).

Donde los puntos de ligadura son de forma en planta sustancialmente circular, cuadrada o rómbica, cada uno de los puntos de ligadura está dispuesto más cerca de los otros en la segunda dirección que en la primera dirección. Los puntos de ligadura definen separaciones de género no tejido no ligado entre puntos de ligadura adyacentes en la primera dirección de una longitud 1,1-3,0 veces mayor que las separaciones de género no tejido no ligado entre puntos de ligadura adyacentes en la segunda dirección.

Donde los puntos de ligadura son de forma en planta sustancialmente oval o rectangular, cada uno de los puntos de ligadura es alargado, se extiende en un ángulo de menos de 45 grados en relación con la segunda dirección, y tiene una extensión a lo largo de la segunda dirección 1,1-10,0 veces mayor que a lo largo de la primera dirección. Los puntos de ligadura definen separaciones de género no tejido no ligado entre puntos de ligadura ovales adyacentes en la primera dirección de una longitud 1,0-3,0 veces la longitud de las separaciones de género no tejido no ligado entre puntos de ligadura adyacentes en la segunda dirección.

El género no tejido está definido por fibras orientadas sustancialmente de manera aleatoria, y es preferentemente un hilado. Los puntos de ligadura se producen usando un rodillo de ligadura grabado para formar puntos de ligadura sobre el género no tejido.

La presente invención engloba además un laminado de géneros no tejidos. El laminado de género no tejido tiene un diseño estampado que define figuras cerradas alargadas en la segunda dirección, preferentemente como las definidas anteriormente. En la estación de laminación, un rodillo duro grabado calentado está dispuesto adyacente a un género no tejido, y un rodillo blando liso sin calentar está dispuesto adyacente al otro género no tejido. Después del laminación, el género no tejido tiene un gran MVTR.

Breve descripción de los dibujos

Los objetos, características y ventajas anteriores y relacionados de la presente invención se entenderán con más detalle por referencia a la descripción detallada siguiente de las realizaciones preferidas actualmente, aunque ilustrativas, de la presente invención cuando se toman junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es una vista en planta desde arriba, esquemática, parcial, de un género no tejido según la presente invención en el que los puntos de ligadura son sustancialmente, en planta, circular;

La Fig. 2 es una vista en planta desde arriba, esquemática, parcial, de un género no tejido según la presente invención en el que los puntos de ligadura son sustancialmente, en planta, oval;

La Fig. 2A es una vista en planta desde arriba, esquemática, a una escala muy ampliada, de un punto de ligadura oval de un rodillo de ligadura grabado;

La Fig. 3 es una vista en planta desde arriba, esquemática, parcial, de un diseño alternativo de puntos de ligadura en un género no tejido según la presente invención;

Las Figs. 4A y 4B, 5A y 5B, 6A y 6B son vistas en planta desde arriba, parciales, de un rodillo de ligadura grabado que tiene puntos de ligadura elípticos u ovales (a una escala muy ampliada) y la tela resultante producida por el mismo (a una escala muy reducida), respectivamente.

Las Figs. 7A y 7B son esquemas parciales de las estaciones de laminación usadas para producir un laminado de los géneros no tejidos.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Haciendo referencia ahora a los dibujos, y en particular a las Figs. 1 y 2 de los mismos, en ellas se ilustra un género no tejido según la presente invención, designado en general por el número de referencia 10. Aunque el género no tejido 10 es preferentemente una tela hilada, podría ser una tela hilada en fundido, una tela cardada no tejida o cualquier otro tipo de género no tejido. En cualquier caso, el género no tejido 10 está definido por fibras hiladas orientadas sustancialmente de manera aleatoria.

El género no tejido 10 tiene una baja resistencia a la tracción y un alto porcentaje de alargamiento en una primera dirección 12 (ilustrada por una flecha de doble punta como la dirección transversal o CD) y una alta resistencia a la tracción y un bajo porcentaje de alargamiento en una segunda dirección 14 (ilustrada por una flecha de doble punta como la dirección de la máquina o MD). La primera y segunda direcciones son preferentemente transversales entre sí (es decir, que se extienden en ángulos rectos entre sí), óptimamente con la primera dirección 12 siendo la dirección transversal (CD) y la segunda dirección 14 siendo la dirección de la máquina (MD). Tal género no tejido es particularmente deseable en la industria de confección de pañales, donde se requiere alargamiento mínimo en la MD y yet se requiere gran alargamiento en la CD. Estas propiedades facilitan la fabricación del pañal mientras que proporcionan comodidad al usuario alrededor de la cintura. Como se apreciará por los expertos en la materia, el alargamiento del género no tejido ocurre entre medias de los puntos de ligadura (y no en los puntos de ligadura).

El género no tejido 10 tiene una pluralidad de puntos de ligadura 20 que definen un área de ligadura total a lo largo de la MD 14 mayor que a lo largo de la CD 12. Más particularmente, el área de ligadura total a lo largo de la MD 14 es preferentemente 1,1-5,0 veces mayor que a lo largo de la CD 12.

La disposición de los puntos de ligadura 20 más cercanos entre sí en la MD 14 que en la CD 12 tiene el efecto de aumentar la resistencia a la tracción y disminuir el porcentaje de alargamiento de la tela en la MD 14, en relación con la tracción y alargamiento en la CD 12, permitiendo así que el alargamiento de la tela a lo largo de la CD 12 supere el alargamiento de la tela a lo largo de la MD 14.

La relación de ligadura total puede calcularse de la siguiente manera: (a) Se forma un rectángulo imaginario que tiene una dimensión larga y una dimensión corta, estando la dimensión larga alineada con la CD y extendiéndose totalmente por la CD de la tela. (b) Se calcula el área de ligadura total formada por los puntos de ligadura dentro del rectángulo (esto da el área de ligadura a lo largo de la CD). (c) Se reorienta el rectángulo 90 grados, de manera que la dimensión larga del mismo ahora está alineada con la MD de la tela. (d) Se calcula el área de ligadura total formada por los puntos de ligadura dentro del rectángulo (esto da el área de ligadura a lo largo de la MD). Estas dos mediciones del área de ligadura pueden usarse entonces para calcular la relación de las áreas de ligadura en la CD y la MD. Obsérvese que la dimensión larga del rectángulo debe superar a la dimensión corta del rectángulo y es preferentemente el doble de la dimensión corta.

Los puntos de ligadura 20 son preferentemente, en planta, sustancialmente circular (como se ilustra en la Fig. 1 por los puntos 22) o sustancialmente oval (como se ilustra en la Fig. 2 por los puntos 24), aunque pueden usarse otras formas.

Haciendo referencia ahora en particular a la Fig. 1, en el género no tejido 10A los puntos de ligadura circulares 22 están dispuestos más cerca entre sí en la MD 14 que en la CD 12. En otras palabras, el espaciado centro a centro de los puntos de ligadura circulares 22 es mayor en la CD 12 (véase \DeltaCD) que en la MD 14 (véase \DeltaMD). La disposición de los puntos de ligadura 22 más cerca entre sí en la MD 14 que en la CD 12 tiene el efecto de aumentar la resistencia a la tracción y disminuir el porcentaje de alargamiento en la MD 14, en relación con la tracción y alargamiento en la CD 12, permitiendo así que el alargamiento de la tela no tejida a lo largo de la CD 12 supere el alargamiento de la tela no tejida a lo largo de la MD 14.

Los puntos de ligadura circular 22 adyacentes definen separaciones 30A entre los mismos a lo largo de la CD 12 que tienen una longitud 1,1-3,0 veces la longitud de las separaciones 30B definidas por los puntos de ligadura circulares adyacentes 22 en la MD 14. La magnitud de las separaciones aumenta las propiedades de alargamiento del género no tejido 10, permitiendo así que el alargamiento a lo largo de la CD 12 supere el alargamiento a lo largo de la MD 14.

En una realización preferida, los puntos de ligadura circulares 22 tienen un diámetro de aproximadamente 0,3-1,0 mm y una separación centro a centro de aproximadamente 2 veces el diámetro en la CD y 1,5 veces el diámetro en la MD.

Una distribución particularmente sencilla pero efectiva de puntos de ligadura circulares 22 supone la formación teórica de un diseño uniforme (es decir, siendo el espaciado centro a centro de los puntos de ligadura circulares 22 uniforme tanto en la MD como en la CD), y después la eliminación de pistas alternas de los puntos de ligadura circulares 22 que se extienden en la MD, para aumentar de este modo el espaciado centro a centro relativo en la CD, de manera que la tela final tiene un porcentaje de alargamiento mayor en la CD que en la MD. Puede usarse la misma técnica con puntos de ligadura de forma cuadrada o rómbica.

Haciendo referencia ahora a la Fig. 2 en particular, en el género no tejido 10B los puntos de ligadura ovales 24 tienen una extensión MDE a lo largo de la MD 14 que es preferentemente 1,1-10,0 veces mayor que la extensión CDE a lo largo de la CD 12. Donde la extensión MDE a lo largo de la MD 14 supera a la extensión CDE a lo largo de la CD 12, la tela resultante tiene una resistencia a la tracción superior y un porcentaje de alargamiento inferior en la MD 14, en relación con la tracción y alargamiento en la CD 12, permitiendo así que el alargamiento de la tela a lo largo de la CD 12 supere el alargamiento de la tela a lo largo de la MD 14. Los puntos de ligadura ovales 24 son alargados y se extienden preferentemente en un ángulo de menos de 45 grados en relación con la MD 14. Los puntos de ligadura ovales pueden estar dispuestos más cerca entre sí en la MD 14 que en la CD 12, permitiendo así también que el alargamiento a lo largo de la CD 12 supere el alargamiento a lo largo de la MD 14.

El punto de ligadura oval 24 es preferentemente de diseño anular (con la parte central 24a definiendo una meseta y la parte periférica 24b definiendo una inclinación), y define un ovalo ligado (que incluye el anillo del mismo) que tiene una longitud preferida o dimensión mayor de aproximadamente 0,0347 pulgadas (0,882 mm) y una anchura preferida o dimensión menor de aproximadamente 0,02 pulgadas (0,526 mm). En este documento se considera que el centro de un punto de ligadura oval 24 es la intersección de sus ejes mayor y menor. La separación entre los centros de puntos de ligadura ovales adyacentes 24 en la MD 14 (\DeltaMD) es preferentemente 0,0598 pulgadas (1,521 mm) aproximadamente, y la separación entre los centros de puntos de ligadura ovales adyacentes 24 en la CD 12 (\DeltaCD) es preferentemente 3,5 mm aproximadamente.

Los puntos de ligadura ovales adyacentes 24 definen separaciones 30A de tela no tejida no ligada entre los mismos a lo largo de la CD 12 de mayor longitud que las separaciones 30B de tela no tejida no ligada definidas por los puntos de ligadura ovales adyacentes 24 a lo largo de la MD 14. La magnitud de las separaciones de tela no tejida no ligada aumenta la propiedad de alargamiento del género no tejido 10, permitiendo así que el alargamiento de género no tejido a lo largo de la CD 12 supere el alargamiento de género no tejido a lo largo de la MD 14. Podrían usarse puntos de ligadura de forma rectangular en lugar de puntos de forma oval.

Viendo el género no tejido 10 según la presente invención desde una perspectiva diferente, el género no tejido 10 tiene partes de fibras no ligadas 30 caracterizadas por la ausencia de puntos de ligadura 20 y partes de fibras ligadas 32 caracterizadas por la presencia de puntos de ligadura 20. La relación parte ligada 32/parte no ligada 30 (en términos de área superficial) es mayor a lo largo de la MD 14 que a lo largo de la CD 12. El género no tejido de la presente invención conserva las características esperadas de blandura, volumen, ligazón de las fibras, resistencia a la abrasión, fuerza de ligadura y área de ligadura total de los géneros no tejidos de la técnica anterior.

Haciendo referencia ahora a la Fig. 2A en particular, los puntos de ligadura 20 sobre el género no tejido 10 son producidos preferentemente mediante un procedimiento de ligadura térmica que usa un rodillo de ligadura grabado 10' con granos 20' sobre el mismo para formar puntos de ligadura 20 sobre el género no tejido 10. Se prefieren puntos de ligadura circulares u ovales 22 ó 24 a puntos de ligadura poligonales. Además, cada punto de ligadura 20 puede ser un grupo de puntos de ligadura más pequeños que están agrupados entre sí.

Los géneros no tejidos hilados suponen típicamente el uso de termofusión, técnicas de ligadura química o mecánica para fijar entre sí las fibras hiladas, y la presente invención es aplicable a todas esas técnicas. Por ejemplo, en una técnica de ligadura se pasa la tela entre un rodillo calentado liso y un rodillo grabado que incluye la forma y/o diseño de punto de ligadura requerido. En otra técnica de ligadura, se pasa la tela entre un aparato de soldadura ultrasónica y el rodillo grabado. En otro procedimiento se usa adhesivo para unir entre sí las fibras hiladas en los puntos de ligadura.

Según se ilustra mejor en la Fig. 2A, cada grano 20' sobre el rodillo grabado 10' define una parte central en relieve o una meseta 24a' que está rodeada por un anillo inclinado 24b' que proporciona una transición relativamente suave entre la meseta 24a' y el nivel de base del rodillo 10'. Preferentemente, la inclinación del anillo 24b' es aproximadamente 22º.

El género no tejido 10 de la Fig. 1 no muestra los puntos de ligadura circular 22 que tienen una inclinación exterior como parte del punto de ligadura circular 22, que corresponde al anillo inclinado del grano de ligadura circular. Por otra parte, el género no tejido 10 de la Fig. 2 muestra tal anillo inclinado 24b como parte del punto de ligadura oval 24. En realidad, puede o puede no existir un área que corresponde al anillo inclinado de un grano 20', dependiendo de factores tales como la resiliencia natural del género no tejido 10. Donde la resiliencia del género no tejido 10 es baja, conservará fielmente la configuración del grano 20' usado para deformar el género no tejido 10 (según se ilustra en la Fig. 2). Por otra parte, donde la resiliencia del género no tejido 10 es alta, inicialmente se forma un área inclinada o anillo 24b en el género no tejido 10, que corresponde al anillo del grano 24b', pero rápidamente el anillo 24b en el género no tejido se pierde o se enmascara a medida que las fibras resilientes sólo parcialmente deformadas por el anillo del grano 24b' retornan a sus configuraciones originales, destruyendo así el anillo de género no tejido 24b y dejando sólo el área totalmente rebajada 24a que corresponde a la meseta del grano 24a'. Se apreciará que este fenómeno ocurre sin tener en cuenta si el punto de ligadura 20 es un círculo 22 o un óvalo 24. Las figuras restantes que ilustran el género no tejido 10 mostrarán un área inclinada 24b que corresponde al anillo 24b' del grano 20', pero debe tenerse presente que, donde no se desea esto, pueden usarse materiales apropiados para eliminar parcial o totalmente esta
área.

La Fig. 3 ilustra esquemáticamente el género no tejido alternativo 10C según la presente invención. Evidentemente, pueden usarse puntos de ligadura cuadrados o poligonales (rectangulares, hexagonales, etc.) en lugar de ovales o circulares.

La Fig. 3 muestra un género no tejido 10C con un diseño que usa puntos de ligadura ovales 24, que es una variante del ilustrado en la Fig. 2. Los puntos de ligadura ovales 24 definen separaciones en el género no tejido entre puntos de ligadura ovales adyacentes 24 en la CD 12 de una longitud 1,1-3,0 veces las separaciones definidas entre puntos de ligadura ovales adyacentes 24 en la MD 14.

En cada uno de los diseños ilustrados en este documento, el género no tejido tiene una pluralidad de puntos de ligadura que definen un área de ligadura total a lo largo de la MD mayor que a lo largo de la CD, de manera que el género no tejido muestra baja resistencia a la tracción y alto alargamiento en la MD y alta resistencia a la tracción y bajo alargamiento en la CD.

Los géneros no tejidos 10A-10C entran típicamente dentro de una de dos categorías de configuraciones de diseño de ligadura no simétrico. La Fig. 1 con sus puntos de ligadura circulares 22 entra dentro de la primera categoría en la que las formas de los puntos de ligadura son uniformes tanto en la MD como en la CD (para cada punto de ligadura), pero el diseño de los puntos de ligadura es no uniforme (en este caso, porque el \DeltaCD supera el \DeltaMD). Otras formas de puntos de ligadura uniformes incluyen cuadrados o rombos. Por otra parte, las Figs. 2 y 3 con sus puntos de ligadura ovales 24 entran dentro de la segunda categoría en la que las formas de los puntos de ligadura son no uniformes en la MD y en la CD (porque la extensión MDE en la MD 14 supera a la extensión CDE en la CD 12), y el diseño de los puntos de ligadura puede ser uniforme o no. La Fig. 2, con sus puntos ovales 24, entra en la segunda categoría. En las Figs. 2 y 3 el diseño de ligadura es no uniforme en la MD y la CD, lo que contribuye a un alargamiento aumentado en la CD. En un diseño de ligadura uniforme, la distancia entre puntos de ligadura en la dirección de la máquina (\DeltaMD) y la distancia entre puntos de ligadura en la dirección transversal (\DeltaCD) sería igual.

Utilizando una forma de punto de ligadura rómbica uniforme con un diseño de puntos de ligadura uniforme, específicamente, una separación centro a centro de puntos de ligadura en la CD que es aproximadamente 3,5 veces mayor que la separación centro a centro de puntos de ligadura en la MD, se prepararon telas no tejidas de varios pesos (gsm o gramos por metro cuadrado) y se probaron muestras de dos pulgadas (50,8 mm) de ancho por cinco pulgadas (127 mm) de largo tanto para alargamiento como para resistencia a la tracción utilizando el método de ensayo EDANA ERT 20.2-89. Las pruebas arrojaron los siguientes resultados:

Peso de base	10 gsm	15 gsm	20 gsm
Tracción según MD (N)	18,19	20,25	27,95
Alargamiento según MD (%)	75,83	70,40	71,66
Tracción según CD (N)	8,50	11,48	16,07
Alargamiento según CD (%)	88,75	92,51	94,67

Para mejorar la duración del rodillo de grabado se prefiere un diseño superpuesto en la dirección CD para que el rodillo de grabado esté siempre en laminación con el género no tejido que se liga.

Según se usa en este documento, "alargamiento" se refiere al porcentaje de alargamiento de una muestra en el punto de rotura, y "tracción" se refiere a la resistencia a la carga máxima unitaria a la tracción de una muestra en el punto de rotura.

Como será apreciado por los expertos en la materia, para efectuar cambios tanto en las propiedades según MD como según CD, pueden usarse variaciones en las composiciones preliminares, parámetros de ligadura y parámetros termodinámicos (por ejemplo, los parámetros de estirado, enfriamiento y enfriamiento rápido). Tales cambios de parámetros afectan tanto a las propiedades según MD como según CD. A modo de comparación, sólo un diseño de ligadura no simétrico minimiza las propiedades en una dirección, mientras que maximiza las propiedades en la otra dirección.

Aunque las realizaciones descritas anteriormente en este documento utilizan puntos de ligadura 20 que son circulares 22 u ovales 24, se apreciará que puede usarse una amplia variedad de formas y configuraciones para los puntos de ligadura 20. De hecho, pueden usarse puntos de ligadura de formas y configuraciones diferentes en una sola tela. Igualmente, aunque en las diversas realizaciones se ha mostrado una variedad de configuraciones de ligadura no simétricas, se apreciará que en su lugar pueden usarse otras configuraciones no simétricas.

La limitación crítica es que la forma y configuración de los puntos de ligadura y/o el diseño de ligadura particular creen una tela que cumpla el objetivo de la presente invención - a saber, un alto porcentaje de alargamiento en la primera dirección (típicamente la CD) en relación con un bajo porcentaje de alargamiento en la segunda dirección (típicamente la MD).

Haciendo referencia ahora a las Fig. 4A y 4B, 5A y 5B, y 6A y 6B, las figuras "A" son vistas a escala ampliada de puntos de ligadura 20' de los rodillos de grabado o de diseño 10', y las figuras "B" son vistas a escala relativamente reducida de la tela labrada 10 producida por los mismos. En las Figs. 4A y 4B, las elipses cerradas u óvalos 24, 24' están dispuestas en líneas rectas sustancialmente alineadas con la MD, en las Figs. 5A y 5B están dispuestas en líneas onduladas sustancialmente alineadas con la MD, y en las Figs. 6A y 6B están dispuestas en grupos que están sustancialmente alineados con la MD y a su vez definen otras figuras 100. En cada caso, la longitud de las áreas de las figuras cerradas 24 es mayor en la MD (véase L_{MD}) que en la CD (véase L_{CD}).

La tela no tejida de la presente invención está formada preferentemente por la ligadura selectiva de fibras orientadas sustancialmente de manera aleatoria que proporcionan inicialmente una densidad de fibras uniforme tanto en la MD como en la CD, de manera que cualquier distinción entre las propiedades según MD y según CD surge a raíz del procedimiento de ligadura selectiva de la presente invención. Sin embargo, el procedimiento de ligadura selectiva de la presente invención también puede aplicarse a una tela no tejida que no tenga una densidad de fibras uniforme tanto en la MD como en la CD. (Véase la solicitud de patente de EE. UU. Nº 09/373.826 pendiente de tramitación del inventor, presentada el 13 de agosto de 1999, titulada "Nonwoven Fabric With High CD Elongation And Method Of Making Same"). Donde la densidad de fibras no uniforme de la tela no tejida inicial promueve un mayor porcentaje de alargamiento en la CD que en la MD, el uso del diseño de ligadura selectiva simplemente mejora la relación de alargamiento (es decir, aumenta la relación del alargamiento en la CD respecto al alargamiento en la MD). Donde la densidad no uniforme de la tela no tejida inicial promueve un mayor porcentaje de alargamiento en la MD que en la CD, la ligadura selectiva de la presente invención debe ser efectiva para vencer la distorsión inicial y aún hacer que la tela tenga un mayor porcentaje de alargamiento en la CD que en la MD.

Una realización preferida de la presente invención proporciona un procedimiento de realización de una tela no tejida a partir de fibras hiladas en el que la densidad de ligadura de las fibras hiladas en la tela varía entre franjas de relativamente alta densidad de ligadura y franjas de relativamente baja densidad de ligadura, extendiéndose las franjas a lo largo de la longitud de la tela en la dirección de la máquina en un diseño alterno, con las franjas de alta densidad separadas unas de otras por franjas de baja densidad. Las franjas alternas de alta densidad y de baja densidad a través de la dirección transversal proporcionan a la tela un porcentaje más alto de alargamiento en la dirección transversal que en la dirección de la máquina.

Un atributo inesperado de la tela es una densidad por unidad de volumen aumentada que tiene como resultado una suavidad aumentada comparada con géneros no tejidos ligados simétricamente. En un ejemplo, una tela hilada de polipropileno de 15 gsm ligada simétricamente tenía la mitad del grosor comparada con una tela hilada de polipropileno de 15 gsm cuando se liga con el diseño no simétrico descrito en este documento.

Haciendo referencia ahora a la Fig. 7A en particular, el género no tejido 10 de la presente invención puede usarse para formar, con un hilado 102, un laminado de géneros no tejidos según la presente invención, designado en general 110. El género no tejido 10 tiene un diseño estampado de depresiones y salientes, con el diseño causado por el rodillo de ligadura grabado que define figuras cerradas alargadas en la segunda dirección (por ejemplo, MD). El hilado 102 puede tener también un diseño estampado. Preferentemente, la estación de laminación, designada en general 104, incluye un rodillo duro grabado calentado 114 adyacente a un género no tejido (preferentemente el género no tejido 10 según la presente invención) y un rodillo blando liso sin calentar o "yunque" 112 adyacente al otro género no tejido (preferentemente el hilado 102), de manera que en la estación de laminación 104 el hilado 102 se ablandará y entrará en las depresiones del género no tejido 10. Después del laminación, el género no tejido 10 (y de hecho el laminado 110) tiene una alta MVTR (velocidad de transición de vapor húmedo) y no tiene sustancialmente orificios en el mismo.

Haciendo referencia ahora a la Fig. 7B en particular, el género no tejido 10 de la presente invención puede usarse para formar, con fibras hiladas 102', un laminado según la presente invención, designado en general 110'. El género no tejido 10 tiene los diseños estampados de las depresiones y salientes, con el diseño causado por el rodillo de ligadura grabado que define figuras cerradas alargadas en la segunda dirección (por ejemplo, MD). Las fibras hiladas 102' están en un estado preligado y simplemente se esparcen y se distribuyen por gravedad desde medios de suministro 122 dispuestos encima del género no tejido 10 cuando el género no tejido 10 es transportado por una cinta transportadora 120 que pasa por los medios de suministro 122. Una vez que las fibras hiladas 102' han sido depositadas sobre el género no tejido 10, el procesamiento en una estación de laminación es similar al mostrado en la Fig. 7A, de manera que las fibras hiladas 102' se ablandarán y entrarán en las depresiones del género no tejido 10. Después del laminación, el género no tejido 10 (y de hecho el laminado 110') tiene una alta MVTR y no tiene sustancialmente orificios en el mismo.

Se apreciará por parte de los expertos en la materia que el diseño de ligadura puede efectuarse por calandrado, en el que el género no tejido se pasa por la ranura entre un par de cilindros de calandrado, con el calor y la presión creados los cilindros de calandrado que se usan para ligar por fusión en caliente de las fibras. Por otra parte, puede usarse alternativamente un procedimiento ultrasónico en el que el género no tejido se pasa sobre un rodillo de ligadura grabado y la combinación de energía ultrasónica y presión crea una ligazón de las fibras por fusión.

En otra realización preferida de la presente invención, los compuestos o laminados están provistos de una de las telas no tejidas 10 descritas anteriormente y una película elástica 142.

Los artículos absorbentes desechables contienen típicamente varias capas funcionales diferentes de géneros no tejidos o compuestos de géneros no tejidos y polímeros que forman películas elásticas. Cada una de estas capas tiene que cumplir requisitos específicos en cuanto a sus propiedades, ya que están bajo condiciones de esfuerzo, tensión y deformación durante la transformación en la línea de montaje o fabricación, así como durante el uso posterior. Los géneros no tejidos fibrosos proporcionan resistencia al compuesto así como una sensación blanda, textil, seca a al menos una de las superficies del compuesto. La película de polímero elástico ofrece cierta elasticidad y características de recuperación después de las deformaciones tanto durante la transformación como durante el uso posterior del artículo absorbente que la incorpora. Una película de polímero elástico transpirable ofrece además una impermeabilidad a líquidos (agua) y una permeabilidad a gases (vapor de agua). El problema es que las combinaciones útiles de géneros no tejidos y películas elásticas están limitadas a las de características físicas (es decir, mecánicas) que sean similares o al menos comparables; de lo contrario, la estructura del compuesto se fracturaría o deslaminaría bajo condiciones de esfuerzo durante la transformación o el uso - es decir, sufriría rotura de los puntos de ligadura entre la película y el género no tejido o la creación de filamentos sueltos o rotos en el género no tejido.

De esta manera, en esta modificación del procedimiento, se recubre de una película elástica un género no tejido según la presente invención, usando preferentemente un procedimiento de producción de película colada (es decir, extrusión directa de un polímero elástico que forma película fundida desde un molde sobre la tela). En el vaciado, la película elástica se aplica desde un molde sobre el género no tejido, el compuesto pasa luego entre un rodillo de contacto y un rodillo de enfriamiento (para enfriar la película) antes de la extracción del compuesto enfriado del rodillo de enfriamiento mediante un rodillo de exfoliación. La película vaciada tiene una orientación molecular en la MD. El vaciado de la película elástica directamente sobre el género no tejido es preferible a que se forme cada uno por separado y después sean pegados o adheridos entre sí de otro modo para formar un laminado puesto que evita el peligro inherente al uso de pegamento (que puede obturar los poros requeridos para la capacidad de transpiración del compuesto).

El compuesto de película elástica/género no tejido según la presente invención responde al menos a deformaciones limitadas según CD sin fallo en ninguno de los componentes del mismo y sin deslaminación del compuesto de película elástica y género no tejido. El compuesto muestra aptitudes de resistencia a impactos para permitir que se produzcan microdeformaciones por impactos fuertes sin fallos o fracturas.

Los compuestos de película elástica/género no tejido de la presente invención son particularmente adecuados para uso en una variedad de aplicaciones industriales (como revestimiento de casas, capas de protección superficial/baja fricción, embalajes, muebles y ropa de cama, fundas para coches y componentes de zapatos), una variedad de aplicaciones para higiene (como láminas posteriores/fundas exteriores, cinturas, pantalones elásticos y bandas laterales elásticas o extensibles), y una variedad de aplicaciones médicas (como cortinas quirúrgicas, batas quirúrgicas, batas cortadas en sitio y envoltorios de esterilización).

Donde el compuesto tiene una baja resistencia a la tracción según CD, alto alargamiento según CD y bajo consumo de energía de deformación, puede usarse como material de soporte para pañales desechables y para el ciclo menstrual o como "lengüetas elásticas" para los sistemas de cierre o "ajustes de cintura laterales" de pañales. Donde la película es impermeable al líquido y permeable al vapor, el compuesto puede usarse como material de láminas posteriores para pañales desechables y productos de higiene femenina (como para el ciclo menstrual). El compuesto resultante puede estirarse para crear capacidad de transpiración.

Las películas elásticas típicas incluyen elastómeros termoplásticos como el poliuretano, KRATON, silicona, los polímeros de poliolefina y similares.

Se apreciará que, si se usa o no el procedimiento de producción de película colada, el recubrimiento de una película elástica sobre un género no tejido según la presente invención reduce considerablemente la rotura de los puntos de ligadura entre la película y el género no tejido y la creación de filamentos sueltos o rotos en el género no tejido siempre que el estiramiento del mismo ocurra en la CD. Esto es porque el material de la presente invención muestra un alargamiento mejorado según CD de manera que es capaz de extenderse en la CD junto con la película elástica. Debido a que los géneros no tejidos de la presente invención tienen un alargamiento reducido en la MD, el estiramiento de una película elástica biaxialmente en la MD puede causar aún la rotura de los puntos de ligadura o filamentos sueltos o rotos en el género no tejido. Sin embargo, como se apuntó anteriormente, en la técnica de los pañales es muy deseable un alto porcentaje de alargamiento en la CD, mientras que un alto porcentaje de alargamiento en la MD no lo es.

Los materiales de la presente invención encuentran utilidad en una amplia variedad de aplicaciones industriales. Por ejemplo, los materiales son útiles como filtros para filtración de aire, filtros para automóviles, filtros de líquidos y bolsas de filtración. Los materiales también son útiles en ropa protectora industrial como ropa para salas limpias, ropa de consumo, protección contra el polvo y protección química. Los materiales son útiles además como toallitas industriales, como toallitas para salas limpias, toallitas de absorción de aceite, toallitas de limpieza de lentes, y protección superficial para superficies de baja fricción y/o sin roces. Otras aplicaciones industriales para los materiales incluyen revestimiento de casas, embalajes, muebles y ropas de cama, fundas para coches, aislamiento, separadores de baterías, componentes de zapatos y similares.

Además, los materiales de la presente invención encuentran utilidad en una amplia variedad de aplicaciones para higiene. Por ejemplo, los materiales son útiles como láminas superiores, láminas posteriores o fundas exteriores, barreras para las piernas, cinturas, lengüetas elásticas, ajustes de cintura laterales elásticos o extensibles, y capas de adquisición o distribución.

Por último, los materiales de la presente invención también encuentran utilidad en una amplia variedad de aplicaciones médicas. Por ejemplo, los materiales son útiles como cortinas quirúrgicas, batas quirúrgicas, batas cortadas en sitio, fundas para zapatos, cofias y envoltorios de esterilización.

La memoria descriptiva de aplicaciones particulares anteriores en este documento debe tomarse sólo como ejemplar, no como limitadora. Otros usos distintos de las aplicaciones industriales, para higiene y médicas apuntadas anteriormente se deducen con toda facilidad de las propiedades físicas y químicas de los materiales de la presente invención.

Los materiales de diseño de ligadura asimétrico de la presente invención encuentran utilidad particular en aplicaciones para higiene, especialmente como láminas superiores, láminas posteriores o fundas exteriores, lengüetas elásticas, ajustes de cintura laterales elásticos o extensibles, y capas de adquisición o distribución.

En resumen, la presente invención proporciona un género no tejido que tiene un diseño de ligadura no simétrico y, en particular, una baja resistencia a la tracción y un alto alargamiento en la primera dirección (típicamente la CD) y una alta resistencia a la tracción y bajo alargamiento en la segunda dirección (típicamente la MD). El género no tejido es apropiado para uso en la industria de confección de pañales, y es sencillo y económico de fabricar, usar y mantener.

Claims

1. Un género no tejido (10) que tiene alto alargamiento en una primera dirección y bajo alargamiento en una segunda dirección, teniendo dicho género no tejido una pluralidad de puntos de ligadura (20) que definen un área de ligadura total a lo largo de dicha segunda dirección mayor que a lo largo de dicha primera dirección y una baja resistencia a la tracción en la primera dirección y una alta resistencia a la tracción en la segunda dirección.

2. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dicha área de ligadura total a lo largo de dicha segunda dirección es 1,1-5,0 veces mayor que a lo largo de dicha primera dirección.

3. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dichos puntos de ligadura (20) son sustancialmente, en planta, oval (24).

4. El género no tejido de la Reivindicación 3 en el que cada uno de dichos puntos de ligadura ovales (24) tiene una extensión a lo largo de dicha segunda dirección 1,1-10,0 veces mayor que a lo largo de dicha primera dirección.

5. El género no tejido de la Reivindicación 3 en el que dichos puntos de ligadura ovales (24) son alargados y se extienden en un ángulo de menos de 45º en relación con dicha segunda dirección.

6. El género no tejido de la Reivindicación 3 en el que dichos puntos de ligadura ovales (24) definen separaciones (12) entre los mismos de género no tejido no ligado en dicha primera dirección de una longitud 1,1-3,0 veces la longitud de las separaciones entre los mismos de género no tejido no ligado definidas por dichos puntos de ligadura ovales (24) en dicha segunda dirección.

7. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dichos puntos de ligadura (20) son, en planta, circular (22) y están dispuestos más cerca unos de otros en dicha segunda dirección que en dicha primera dirección.

8. El género no tejido de la Reivindicación 7 en el que dichos puntos de ligadura circulares (22) definen separaciones entre los mismos de género no tejido no ligado en dicha primera dirección de una longitud 1,1-3,0 veces las separaciones entre los mismos de género no tejido no ligado definidas por dichos puntos de ligadura circulares (22) en dicha segunda dirección.

9. El género no tejido de la Reivindicación 1 que tiene partes de fibras no ligadas y partes de fibras ligadas, con una relación de parte ligada/parte no ligada mayor a lo largo de dicha segunda dirección que a lo largo de dicha primera dirección.

10. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dichas primera y segunda direcciones son transversales entre sí.

11. El género no tejido de la Reivindicación 10 en el que dicha primera dirección es la dirección transversal (CD) y dicha segunda dirección es la dirección de la máquina (MD).

12. El género no tejido de la Reivindicación 10 en el que dicho género no tejido está definido por fibras orientadas sustancialmente de manera aleatoria.

13. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dicho género no tejido se selecciona del grupo constituido por una tela hilada (102), una tela cardada y una tela hilada en fundido.

14. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dichos puntos de ligadura (20) se producen mediante un procedimiento seleccionado del grupo constituido por un procedimiento de ligadura térmica que usa un rodillo grabado (114) para formar puntos de ligadura (20) sobre dicho género no tejido (10), un procedimiento ultrasónico que usa un rodillo grabado para formar puntos de ligadura (20) sobre dicho género no tejido, y un procedimiento adhesivo químico que usa un rodillo grabado para formar puntos de ligadura sobre dicho género no tejido.

15. El género no tejido de la Reivindicación 2 en el que dicho género no tejido que tiene unas partes de fibras no ligadas y partes de fibras ligadas, con una relación de parte ligada/parte no ligada mayor a lo largo de dicha segunda dirección que a lo largo de dicha primera dirección.

16. El género no tejido de la Reivindicación 15 en el que cada uno de dichos puntos de ligadura (20) es sustancialmente, en planta, oval (24), tiene una extensión a lo largo de dicha segunda dirección 1,1-10,0 veces mayor que a lo largo de dicha primera dirección, y son alargados y se extienden en un ángulo de menos de 45 grados en relación con dicha segunda dirección, separaciones entre los mismos de género no tejido no ligado en dicha primera dirección de una longitud 1,0-3,0 veces las separaciones entre los mismos de género no tejido no ligado definidas por dichos puntos de ligadura (24) en dicha segunda dirección.

17. El género no tejido de la Reivindicación 15 en el que cada uno de dichos puntos de ligadura es, en planta, circular y están dispuestos más cerca unos de otros en dicha segunda dirección que en dicha primera dirección, definiendo dichos puntos de ligadura circulares (22) separaciones de género no tejido no ligado en dicha primera dirección de una longitud 1,1-3,0 veces las separaciones de género no tejido no ligado definidas por dichos puntos de ligadura circulares (22) en dicha segunda dirección.

18. El género no tejido de la Reivindicación 15 en el que dichas primera y segunda direcciones son transversales entre sí, y dicho género no tejido (10) es un hilado (102) definido por fibras orientadas sustancialmente de manera aleatoria, con dichos puntos de ligadura (20) estando producidos mediante un procedimiento de ligadura térmica que usa un rodillo de grabado (114) para formar puntos de ligadura (10) sobre dicho género no tejido (10).

19. El género no tejido de la Reivindicación 1 que tiene alto alargamiento en una primera dirección y bajo alargamiento en una segunda dirección, teniendo dicho género no tejido una pluralidad de puntos de ligadura (20) que tiene una separación centro a centro mayor en la primera dirección que en la segunda dirección.

20. El género no tejido de la Reivindicación 19 en el que los puntos de ligadura (20) tiene una forma en planta seleccionada del grupo constituido por circular, cuadrada, oval y rómbica.

21. El género no tejido de la Reivindicación 19 en el que cada uno de los puntos de ligadura (20) está formado a partir de un grupo de puntos de ligadura más pequeños que están agrupados entre sí.

22. El género no tejido de la Reivindicación 1 en el que dichos puntos de ligadura son figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección y se seleccionan del grupo constituido por figuras cerradas:

(A) orientadas en paralelo a lo largo de dicho segundo eje de la segunda dirección;

(B) orientadas transversalmente a figuras cerradas adyacentes a lo largo de dicho eje de la segunda dirección; y

(C) orientadas en grupos con figuras cerradas próximas para formar entre ellas una configuración cerrada alargada en dicha segunda dirección.

23. El género no tejido de la Reivindicación 22 en el que las figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección están orientadas en paralelo a lo largo de un eje MD.

24. El género no tejido de la Reivindicación 22 en el que las figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección están orientadas transversalmente a figuras cerradas adyacentes a lo largo de un eje MD.

25. El género no tejido de la Reivindicación 22 en el que las figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección son recuadros orientados con figuras próximas para formar entre ellas una configuración cerrada alargada en la MD.

26. Un laminado (110) que comprende el género no tejido (10) de la Reivindicación 22 y un segundo género no tejido (102), teniendo dicho género no tejido (10) un diseño estampado de depresiones y salientes, con dicho segundo género no tejido (102) entrando en las depresiones de dicho género no tejido, definiendo dicho diseño figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección.

27. El laminado de la Reivindicación 26 en el que dichas figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección se seleccionan del grupo constituido por figuras cerradas:

(A) orientadas en paralelo a lo largo de un eje MD;

(B) orientadas transversalmente a figuras cerradas adyacentes a lo largo de un eje MD; y

(C) orientadas en grupos con figuras cerradas próximas para formar entre ellas una configuración cerrada alargada en la MD.

28. El laminado de la Reivindicación 26, formado en una estación de laminación que incluye un rodillo duro grabado calentado (114) adyacente a un género no tejido y un rodillo blando liso sin calentar (112) adyacente al otro género no tejido.

29. El laminado de la Reivindicación 26, en el que dicho laminado después del laminación tiene una alta MVTR y no tiene sustancialmente orificios en el mismo.

30. El laminado de la Reivindicación 26 en el que dicho segundo género no tejido es un hilado (102).

31. El laminado de la Reivindicación 30 en el que dicho género no tejido es un hilado.

32. El laminado de la Reivindicación 26 en el que dicho género no tejido es un hilado.

33. El laminado que comprende el género no tejido de la Reivindicación 22 y una película elástica, teniendo dicho género no tejido un diseño estampado de depresiones y salientes, con dicha película elástica entrando en las depresiones de dicho género no tejido, definiendo dicho diseño figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección.

34. El laminado de la Reivindicación 33 en el que dichas figuras cerradas alargadas en dicha segunda dirección se seleccionan del grupo constituido por figuras cerradas:

(A) orientadas en paralelo a lo largo de un eje MD;

35. El laminado de la Reivindicación 33, formado en una estación de revestimiento que incluye un rodillo de contacto adyacente a dicho género no tejido y un rodillo de enfriamiento adyacente a dicha película elástica.

36. El laminado de la Reivindicación 33 en el que dicho género no tejido y dicha película elástica tiene características físicas comparables bajo esfuerzo.

37. El laminado de la Reivindicación 33 en el se recubre dicho género no tejido con dicha película elástica.

38. El laminado de la Reivindicación 33 en el que dicho género no tejido se recubre por colada con dicha película elástica.