ES2234260T3 - Material absorbente de poliolefina, poroso, que contiene un agente humectante. - Google Patents

Material absorbente de poliolefina, poroso, que contiene un agente humectante.

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ES2234260T3 ES99926065T ES99926065T ES2234260T3 ES 2234260 T3 ES2234260 T3 ES 2234260T3 ES 99926065 T ES99926065 T ES 99926065T ES 99926065 T ES99926065 T ES 99926065T ES 2234260 T3 ES2234260 T3 ES 2234260T3
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Abstract

Material absorbente, que comprende: un substrato poroso seleccionado en el grupo que consiste en elementos laminares no tejidos, materiales esponjosos de celdas abiertas, materiales tejidos y materiales tricotados; teniendo dicho substrato una superficie que se ha dotado de un agente químico humectante aplicado a la misma; de manera que el agente químico humectante comprende (i) un glicósido y/o un derivado de glicósido y (ii) un éster etoxilato de ácido graso; y (iii) uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en alquil alcohol etoxilatos, aril alcohol etoxilatos, y análogos halogenados a los mismos, y dicho material absorbente tiene una Resistividad Superficial menor de 1 x 1014 ohmios y una velocidad de absorción de menos de 10 segundos para aceite de parafina, agua, ácido sulfúrico al 75% e hidróxido sódico al 30%.

Description

Material absorbente de poliolefina, poroso, que contiene un agente humectante.
La presente invención se refiere a materiales absorbentes y, más particularmente, se refiere a materiales absorbentes y bayetas o similares para aplicaciones industriales.
Antecedentes de la invención
De modo general, se han utilizado hasta el momento materiales absorbentes industriales para absorber o "recoger" líquidos no deseados que resultan de vertidos, fugas u otros. Como ejemplo de ello, se han utilizado materiales absorbentes como medios para recoger o absorber aceites y líquidos basados en aceites. Adicionalmente, se han utilizado también materiales absorbentes para recoger o absorber líquidos acuosos. Como ejemplo específico, se han utilizado materiales absorbentes como esterillas para el suelo en talleres o fábricas para asegurar que el área de trabajo no resulta resbaladiza o insegura por los vertidos de líquidos sobre el suelo. También se han utilizado bayetas absorbentes para eliminar líquidos no deseables de bancos de trabajo en talleres y otras superficies. Además, también se han utilizado materiales absorbentes como medios de retención de líquidos peligrosos o no deseados desde el punto de vista medioambiental, tal como en una manguera de petróleo ("oil boom").
Los materiales absorbentes tienen de manera deseable una elevada capacidad de absorción, puesto que esto permite una utilización más eficaz del material absorbente tanto en términos de capacidad de utilizar una cantidad menor de material para absorber más líquido, como para la reducción de la cantidad de material saturado para su eliminación. La eliminación del material absorbente húmedo puede ser muy onerosa en el caso en el que se absorben materiales peligrosos o poco deseables desde el punto de vista ambiental, dado que la eliminación del material absorbente puede requerir cumplimiento con protocolos de eliminación especiales y, posiblemente, costosos. Además, los materiales absorbentes muestran de manera deseable la capacidad de absorber con rapidez un líquido o de recogerlo por capilaridad en el artículo portador. Los materiales absorbentes, en particular las bayetas, que no absorben líquidos con rapidez no son convenientes en su utilización cuando se intentan limpiar o eliminar líquidos de una superficie dura. Además, el material absorbente muestra asimismo de forma deseable la capacidad de retener dichos líquidos una vez absorbidos en la tela. Cuando los materiales absorbentes no pueden retener el líquido absorbido, tienden a escapar por fugas o goteo una vez retirados del medio de soporte. Esto puede ser desventajoso haciendo la limpieza más difícil y/o extendiendo todavía más los líquidos poco deseables. Por lo tanto, son deseables los materiales absorbentes que pueden absorber con rapidez cantidades de líquidos y que tienen asimismo la capacidad de retener los mismos.
No obstante, muchos materiales absorbentes muestran de manera intrínseca buenas características de absorción y retención usualmente para ciertos tipos de líquidos. Por ejemplo, los elementos laminares no tejidos de poliolefina han sido utilizados hasta el momento para absorber aceite o líquidos basados en aceite, dado que las bayetas no tejidas de poliolefina son intrínsecamente oleofílicas e hidrofóbicas. Las bayetas no tejidas de poliolefina deben ser tratadas de cierto modo a efectos de conseguir buenas características humectantes o buena absorbencia para el agua y otros líquidos acuosos. Por esta razón, a efectos de mejorar las características de absorbencia de los artículos absorbentes se han aplicado varios productos químicos humectantes. Como ejemplo, la Patente U.S.A. Nº 4.328.279 de Meitner y otros da a conocer la utilización de un elemento laminar no tejido con baja generación de hilos para su utilización como bayeta en aplicaciones de recintos asépticos. Las bayetas no tejidas de poliolefina son intrínsecamente hidrofóbicas pero por añadidura de un producto químico humectante, que comprende un alquil fenoxi etanol y dioctil sulfosuccinato, Meitner consigue un material absorbente con baja generación de hilos que muestra buenas características absorbentes tanto para agua como para aceite. Se han utilizado con los materiales absorbentes diferentes productos químicos humectantes para conseguir una mejora en sus características absorbentes. Por lo tanto, cuando la composición del líquido a absorber es conocida de antemano, se puede seleccionar para este objetivo específico un material absorbente adecuado.
Las instalaciones de investigación, instalaciones manufactureras, talleres de reparación, instituciones médicas, y otras entidades, utilizan frecuentemente o establecen contacto con una amplia variedad de productos químicos u otros compuestos en sus operaciones diarias. Por esta razón, la clase específica o compuesto de líquido que se desea absorber puede variar día a día e incluso de una aplicación a otra. Además, la composición de líquidos específica que se ha vertido o que se ha liberado por error puede ser desconocida a los que tienen la responsabilidad de limpiar los mismos o de contener su dispersión. No obstante, tal como se ha indicado anteriormente, muchos materiales absorbentes tienen buenas características de absorción y de capilaridad solamente para ciertos líquidos determinados y no muestran una absorbencia adecuada para otros tipos de líquidos. Por ejemplo, una bayeta absorbente puede mostrar buena afinidad para suspensiones basadas en aceite o emulsiones basada en aceite pero no para el agua. Además, con respecto a líquidos acuosos, la bayeta puede mostrar buenas características de absorbencia para líquidos acuosos ácidos, pero no líquidos acuosos básicos y viceversa. Por esta razón, se presenta frecuentemente el problema de que para cualquier vertido determinado el material absorbente puede ser ineficaz o completamente inefectivo en la absorción y/o retención de dicho líquido específico.
Además de la absorbencia, los materiales absorbentes tienen de manera deseable la capacidad de disipar con rapidez las cargas, puesto que tienen menor probabilidad de crear o liberar una carga estática. A este respecto, los materiales absorbentes utilizados en las proximidades de dispositivos eléctricamente sensibles, tales como circuitos integrados y/o dispositivos microelectrónicos, tienen de forma deseable buenas características antiestáticas. Si bien la corriente generada por la electricidad estática es pequeña desde muchos puntos de vista, es relativamente grande con respecto a la carga eléctrica que se debe soportar por dibujos de interconexión en circuitos integrados y otros dispositivos microelectrónicos. Por esta razón, la electricidad estática puede ser totalmente destructiva en dichos dispositivos. Además, cuando se recogen líquidos inflamables o se contienen, su extensión es igualmente muy deseable que el elemento laminar tenga excelentes características antiestáticas a efectos de evitar su incendio. No obstante, si bien son deseables frecuentemente características antiestáticas, la utilización de compuestos convencionales iónicos que imparten características antiestáticas puede tener un impacto negativo en la estabilidad de la emulsión, la capacidad del proceso y en las características absorbentes del material absorbente.
Por lo tanto, existe la necesidad de un material absorbente versátil que tenga excelentes características de absorbencia, tanto en términos de velocidad como de cantidad, para una amplia gama de líquidos que tienen diferentes composiciones físicas y químicas. Además, existe la necesidad de materiales absorbentes capaces de absorber líquidos polares y no polares, tales como, por ejemplo, soluciones, emulsiones y/o suspensiones acuosas y basadas en hidrocarburo (es decir, aceite). Además, existe una necesidad de una bayeta capaz de absorber de manera eficaz y efectiva líquidos ácidos y básicos. Además, existe una necesidad de un material absorbente que tenga buenas características antiestáticas. Todavía de modo adicional, existe una necesidad de materiales absorbentes que son estables (es decir, química y térmicamente) y que son capaces de producción a gran velocidad.
Características de la invención
Las necesidades antes mencionadas son satisfechas y los problemas experimentados por los conocedores de esta técnica son superados por los materiales absorbentes de la presente invención, que comprenden un substrato poroso que tiene, en su superficie, un producto químico humectante que comprende: un glicósido y/o un derivado de glicósido; un éster etoxilato de ácido graso; y uno o varios tensoactivos seleccionados del grupo que consiste en alquil alcohol etoxilatos y análogos halogenados de los mismos, aril alcohol etoxilatos y análogos halogenados de los mismos, alquil sulfonatos, alquil sulfatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfatos y aril análogos de los mismos, alquil fosfonatos y aril análogos de los mismos, alquil sulfosuccinatos y/o ésteres de ácidos grasos sulfatados. El producto químico humectante es situado de manera deseable substancialmente a través de la totalidad del substrato poroso tal como, por ejemplo, sobre superficies de las fibras en la totalidad de un elemento laminar no tejido. En otro aspecto, el producto químico humectante comprende de manera deseable 0,1% a 20% en peso del material absorbente.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva, parcialmente en alzado, de un substrato fibroso adecuado para su utilización con la presente invención.
La figura 2 es un dibujo esquemático de una línea de proceso para la fabricación de materiales absorbentes según la presente invención.
La figura 3 es un diagrama esquemático de una línea de proceso para la fabricación de materiales absorbentes según la presente invención.
Definiciones
Tal como se utiliza en esta descripción, el término "comprende" tiene sentido inclusivo, es decir, abierto, y no excluye elementos adicionales no citados, componentes de la composición, o fases del método.
Tal como se utiliza en esta descripción, el término "hoja" se refiere a una capa de material que puede ser un material tejido, un material tricotado, gasa, elemento laminar no tejido u otro material similar.
Tal como se utiliza en esta descripción, el término "dirección de la máquina" o MD significan longitud de la tela en la dirección en la que es fabricada. El término "dirección transversal de la máquina" o CD significa la anchura de la tela, es decir, una dirección en general perpendicular a MD.
Tal como se utiliza en esta descripción, el término "líquido" se refiere a líquidos de modo general con independencia de la forma e incluye soluciones, emulsiones, suspensiones y otros.
Descripción de la invención
El material absorbente de la presente invención comprende un substrato poroso que tiene en su superficie un producto químico humectante que comprende: (a) de 10% a 80% (en peso) de un glicósido y/o de un derivado de glicósido; (b) de 10% a 80% (en peso) de un éster etoxilato de ácido graso; (c) de 0% a 50% (en peso) de uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en un alquil alcohol etoxilato, un aril alcohol etoxilato, un análogo fluorado de alquilo y aril alcohol etoxilatos; así como (d) entre 0% y 50% (en peso) de un tensoactivo seleccionado del grupo que consiste en alquil sulfonatos, alquil sulfatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfatos y aril análogos de los mismos, alquil fosfonatos y aril análogos de los mismos, alquil sulfosuccinatos y/o ésteres de ácidos grasos sulfatados. De manera deseable, el producto químico humectante comprende una mezcla de (a) 20% a 60% (en peso) de un glicósido y/o un derivado de glicósido; (b) de 20% a 60% (en peso) de un éster etoxilato de ácido graso; (c) 5% a 30% (en peso) de uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en un alquil alcohol etoxilato, un aril alcohol etoxilato, un análogo halogenado de alquil y aril alcohol etoxilatos; y (d) de 5% a 30% de uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en alquil sulfonatos, alquil sulfatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfatos y aril análogos de los mismos, alquil fosfonatos y aril análogos de los mismos, alquil sulfosuccinatos y/o ésteres sulfatados de ácidos grasos. Todavía de manera más deseable, los componentes (c) y (d) no comprenden colectivamente más de 35% (en peso) del producto químico humectante. En una realización particular de la invención, los componentes (a):(b):(c):(d) se suministran en una proporción aproximada de 2:2:1:1 (en peso) respectivamente.
Los glicósidos adecuados comprenden monoglicósidos y poliglicósidos. De manera deseable, no obstante, los glicósidos comprenden un alquil poliglicósido e, incluso de manera más deseable, un alquil poliglicósido que tiene de 8 a 10 átomos de carbono en la cadena del alquil. Se dan a conocer alquil glicósidos y poliglicósidos a título de ejemplo en la Patente U.S.A. Nº 5.385.750 de Aleksejczyk y otros, y en la Patente U.S.A. Nº 5.770.549 de Gross, incorporándose a la actual a título de referencia el contenido completo de cada una de dichas referencias. Los alquil poliglicósidos se pueden conseguir comercialmente, por ejemplo, los comercializados con las marcas APG, GLUCOPON y PLANTAREN de la firma Henkel Corporation de Amber, PA. Un alquil poliglicósido es, por ejemplo, un D-glucopiranósido que tiene un sustituyente C_{10}-C_{16} alquilo, tal como el comercializado por Henkel Corporation con la marca GLUCOPON 600UP. Un alquil poliglicósido adicional, a título de ejemplo, es octilpoliglicósido, tal como el comercializado por Henkel Corporation con la marca GLUCOPON 220UP, que tiene un grado de polimerización aproximado de 1,4 y la siguiente fórmula química:
1
Con respecto a la componente (b), se ha descubierto de manera sorprendente que la utilización de un éster etoxilato de ácido graso interacciona de forma sinérgica con uno o varios de los otros componentes y, por lo tanto, aumenta significativamente las características antiestáticas del producto químico humectante y materiales absorbentes tratados con el mismo. Los éster etoxilatos de ácidos grasos incluyen de forma deseable compuestos que tienen la siguiente fórmula.
R_{3}-CO_{2}-(EtO) _{m}-R_{4}
en la que:
R_{3} = C_{4}-C_{22} alquilo e incluso de manera más deseable C_{8}-C_{20} o C_{7}-C_{16} alquil fenilo;
R_{4} = C_{1}-C_{20} alquilo o incluso de manera más deseable C_{1}-C_{6}; y
m = 2-25 e incluso de manera más deseable 3-15.
De manera deseable, el tercer componente comprende un poli(etilén glicol) éster, tal como, por ejemplo, poli(etilén glicol) monolaurato; poli(etilén glicol) dioleato; poli(etilén glicol) monooleato; poli(glicerol) monooleato y similares. Un materiales preferente es un poli(etilén glicol) monolaurato, que se puede conseguir comercialmente de la firma Henkel Corporation con la marca EMEREST 2650.
Con respecto al componente (c), los alcoholes etoxilatos preferentes incluyen de manera deseable los que tienen la siguiente fórmula:
R_{1}-O-(EtO) _{n}-R_{2}
en la que:
R_{1} = alquil C_{4}-C_{22} e incluso de forma más deseable C_{8}-C_{20} o bien alquil fenil C_{7}-C_{22} y de manera más deseable C_{9}-C_{16};
R_{2} = alquil C_{1}-C_{10} y de manera más deseable C_{1}-C_{6};
EtO = etilén óxido
n = 2-25 y de manera más deseable 3-15
Un aril alcohol etoxilato adecuado que se puede disponer comercialmente se puede conseguir de la firma Union Carbide con la marca TRITON tal como, por ejemplo, TRITON X-102 que comprende un octil fenol etoxilato que tiene aproximadamente once unidades de óxido de etileno (EtO). Además, un alcohol etoxilato preferente de modo especial comprende un alcohol etoxilato alifático que tiene de cinco a dieciocho átomos de carbono aproximadamente en la cadena alquílica. Un alcohol etoxilato alifático disponible comercialmente que se puede considerar a modo de ejemplo es el disponible de la firma ICI Surfactants con la marca RENEX KB o SYNTHRAPOL KB que comprende polioxietilén decil alcohol con un promedio aproximado de 5,5 unidades de óxido de etileno (EtO).
Con respecto al componente (d), los tensoactivos a título de ejemplo comprenden, sin que ello sirva de limitación, alquil sulfatos, alquil sulfonatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfato y aril análogos de los mismos, alquil fosfonato y aril análogos del mismo, alquil sulfosuccinatos, esteres de ácidos grasos sulfatados y similares. Los alquil sulfatos disponibles comercialmente se pueden conseguir de la firma Henkel Corporation con la marca SULFOTEX OA que comprende 2-etilhexil sulfato sódico y de ICI Surfactants con la designación de marca G271 que comprende N-etil-N-soja morfolinio etosulfato. Además, también son adecuados los sulfatos alquilados, tales como lauril sulfato sódicos, para su utilización en la presente invención. Los alquil sulfonatos disponibles comercialmente, tales como alquil naftalén sulfonato, se pueden conseguir comercialmente de la firma Cytec Industries, Inc. con la marca comercial AEROSOL OS. Además, los tensoactivos sulfatados que se cree también que son adecuados para su utilización con la presente invención incluyen alquil sulfosuccinatos tales como, por ejemplo, dioctil sulfosuccinato sódico, dihexil sulfosuccinato sódico, diciclohexil sulfosuccinato sódico, isodecil sulfosuccinato sódico y similares. El dioctil sulfosuccinato sódico disponible comercialmente que se cree adecuado para su utilización con la presente invención se puede conseguir de la firma Cytec Industries, Inc. con la marca comercial AEROSOL OT-75. Además, ésteres comercialmente a disposición de ácidos grasos sulfatados se pueden conseguir de la firma ICI Surfactants con la marca CALSOLENE OIL HA que comprende un éster de ácido oleico sulfatado.
En una realización, el material absorbente de la presente invención puede comprender una hoja de material fibroso que lleva aplicado a la misma un agente químico humectante que comprende de 20% a 60% (en peso) de un poliglicósido; 20% a 60% (en peso) de un éster etoxilato de ácido graso, y de 5% a 35% (en peso) de alquil alcohol etoxilato. En otra realización adicional, el producto químico humectante puede comprender de 20% a 60% (en peso) de un poliglicósido; aproximadamente de 20% a 60% de un éster etoxilato de ácido graso; de 5% a 35% aproximadamente de alquil alcohol etoxilato; y de 5% a 35% de un alquil sulfato y/o alquil sulfonato. En una realización adicional, el material absorbente puede comprender una hoja fibrosa que lleva aplicado un agente químico humectante que comprende de 20% a 60% (en peso) de un poliglicósido; de 20% a 60% (en peso) de un éster etoxilato de ácido graso; y de 5% a 35% (en peso) de un alquil sulfato y/o alquil sulfato.
De acuerdo con lo anterior, los materiales absorbentes de la presente invención muestran una buena absorción para líquidos basados en aceite, así como agua u otros líquidos acuosos. Además, los materiales absorbentes de la presente invención muestran también una absorción satisfactoria para líquidos altamente básicos y ácidos. Además, los materiales absorbentes de la presente invención tienen buenas características de absorbencia para líquidos de composición física y química variada. Más particularmente, los materiales absorbentes de la presente invención tienen de manera deseable un tiempo de Prueba de Goteo de menos de unos 10 segundos, e incluso menos de unos 5 segundos, para los siguientes líquidos: aceite de parafina; agua; H_{2}SO_{4} al 75%, ácido nítrico al 50% y NaOH al 30%. Además, adicionalmente los materiales absorbentes pueden tener un tiempo de Prueba de Goteo menor de 10 segundos, e incluso menor de unos 5 segundos para los siguientes líquidos: aceite de parafina; agua; H_{2}SO_{4} al 98%, ácido nítrico al 70% y NaOH al 40%. Además, el material absorbente puede tener una Capacidad Específica mínima de unos 8 gramos de aceite por gramo de substrato e incluso de manera más deseable tiene una Capacidad Específica de un mínimo de 11 gramos de aceite por gramo de substrato. Además de las características de absorción mencionadas, los materiales absorbentes de la presente invención pueden mostrar también excelentes características antiestáticas, de manera que el material absorbente tiene una Resistividad Superficial o Resistividad Eléctrica menor de 1 x 10^{14} ohmios e incluso de manera más deseable una Resistividad Superficial de 1 x 10^{11} ohmios o menos. Los materiales absorbentes de la presente invención pueden mostrar también una Reducción Electroestática de 90% (tiempo que tarda en segundos para disiparse la carga inducida al 10% de su nivel original) de menos de unos 0,5 segundos e incluso por debajo de 0,1 segundos. Además, el material versátil o multifuncional absorbente que se prevé puede comprender componentes enteramente no iónicos y/o componentes adecuados para su utilización en relación con aplicaciones de recintos antisépticos.
Los materiales adicionales, que son compatibles con el agente químico humectante y que no degradan substancialmente el comportamiento del mismo, pueden ser añadidos opcionalmente al agente químico humectante que se ha descrito. Por ejemplo, los componentes adicionales pueden incluir, sin que ello sirva de limitación, lo siguiente: agentes con actividad superficial, colorantes, pigmentos, fragancias, agentes antibacterianos, agentes antihongos, agentes de control de olores y otros. También se pueden añadir componentes adicionales al agente químico humectante de modo deseado para impartir las características adicionales deseadas al material absorbente.
El agente químico humectante descrito puede ser utilizado conjuntamente con una amplia variedad de substratos porosos. Haciendo referencia a la figura 1, un substrato poroso (10) puede comprender una hoja fibrosa que tiene numerosos espacios intersticiales en la misma. De manera deseable, el agente químico es aplicado a un substrato poroso duradero. Los substratos porosos se seleccionan de elementos laminares no tejidos, elementos esponjosos de celdas abiertas, materiales tejidos o tricotados. De manera deseable, no obstante, el agente químico humectante es utilizado conjuntamente con un material fibroso, tal como un elemento laminar no tejido. Según otro aspecto, el elemento laminar no tejido comprende de manera deseable fibras de poliolefina e incluso de manera más deseable fibras de polipropileno. Tal como se utiliza en esta descripción, el término tela o elemento laminar "no tejido" significa un elemento laminar que tiene una estructura de fibras individuales o hilos interpuestos, pero no de manera identificable, tal como en una tela tricotada o tejida. Las telas o elementos laminares no tejidos pueden ser constituidos por muchos procesos distintos, tales como, por ejemplo, procesos de soplado en fusión, procesos de fibras extrusionadas (spunbonding), hidroenlazado, procesos de elementos laminares depositados neumáticamente y con unión por cardado y otros.
Como ejemplo específico, los elementos laminares de fibras extrusionadas son adecuados para su utilización en la presente invención. Los elementos laminares de fibras extrusionadas que tienen pesos base desde 14 gr/m^{2} hasta unos 120 gr/m^{2} e incluso de modo más deseable de unos 17 gr/m^{2} hasta unos 68 gr/m^{2} son adecuados para su utilización como materiales absorbentes desde bayetas de mano hasta esterillas para el suelo. Se incluyen entre los métodos de fabricación de elementos laminares de fibras extrusionadas apropiados, sin que ello sirva de limitación, la Patente U.S.A. Nº 4.340.563 de Appel y otros; Patente U.S.A. Nº 3.692.618 de Dorschner y otros; Patente U.S.A. Nº 3.802.817 de Matsuki y otros; Patente U.S.A. 3.338.992 y 3.341.394 de Kinney; Patente U.S.A. 3.502.763 de Hartman; Patente U.S.A. Nº 3.542.615 de Dobo y otros; Patente U.S.A. Nº 5.382.400 de Pike y otros, y Patente U.S.A. Nº 5.759.926 de Pike y otros. Los elementos laminares de fibras extrusionadas de varios componentes, onduladas y de considerable altura, tales como las que se describen en la Patente U.S.A. Nº 5.382.400 de Pike y otros, son adecuadas para su utilización en relación con la presente invención, incorporándose el contenido completo de la patente mencionado a la actual a título de referencia.
Como otro ejemplo adicional, se incluyen entre los substratos adicionales a utilizar en la presente invención los elementos laminares de fibras de soplado en fusión. Las fibras de soplado en fusión son conformadas en general por extrusión del material termoplástico fundido a través de una serie de capilares de una matriz en forma de hilos o filamentos fundidos hacia una corriente o corrientes de un gas (por ejemplo, aire) habitualmente calientes y a alta velocidad, que atenúan los filamentos de material termoplástico fundido reduciendo su diámetro. Después de ello, las fibras de soplado en fusión pueden ser transportadas por la corriente de gas a alta velocidad, siendo depositadas sobre una superficie de recogida para formar un elemento laminar de fibras de soplado en fusión dispersadas al azar. Se dan a conocer procedimientos de fabricación de fibras por soplado en fusión, por ejemplo, en la Patente U.S.A. 3.849.241 de Butin y otros; Patente U.S.A. Nº 3.959.421 de Weber y otros; Patente U.S.A. Nº 5.652.048 de Haynes y otros; y Patente U.S.A. Nº 5.271.883 de Timmons y otros. Los elementos laminares de fibras de soplado en fusión tienen un elevado volumen relativo y resistencia, tal como las que se describen en la Patente U.S.A. 5.652.048 de Haynes y otros, siendo especialmente adecuadas para su utilización con la presente invención; incorporándose la totalidad de la mencionada patente en la presente descripción a título de referencia. Los elementos laminares de fibras de soplado en fusión que tienen un peso base comprendido entre 17 gr/m^{2} y 510 gr/m^{2} aproximadamente, y de manera más deseable entre aproximadamente 34 gr/m^{2} y 450 gr/m^{2} y todavía de modo más deseable aproximadamente entre 68 gr/m^{2} y 300 gr/m^{2}, son especialmente adecuadas para su utilización como bayetas absorbentes o materiales para la absorción de aceites.
Como otro ejemplo adicional, la presente invención puede ser también utilizada conjuntamente con laminados de capas múltiples y otros artículos o dispositivos absorbentes. Tal como se utiliza en esta descripción, el término "laminado de capas múltiples" significa un laminado de dos o más capas de material tal como, por ejemplo, un laminado de fibras extrusionadas/soplado en fusión (SM); laminado de fibras extrusionadas/fibras de soplado en fusión/fibras extrusionadas (SMS); laminado de fibras extrusionadas/elemento laminar (SF); laminado de fibras de soplado en fusión/elemento laminar; etc. Se dan a conocer ejemplos de laminados no tejidos de capas múltiples en la Patente U.S.A. Nº 4.041.203 de Brock y otros y en la Patente U.S.A. Nº 4.436.780 de Hotchkiss y otros, y en la Patente U.S.A. Nº 4.906.513 de Kebbell y otros; incorporándose a la presente descripción a título de referencia la totalidad de los contenidos de los documentos mencionados. El agente químico de humectación que se describe puede ser aplicado a una o varias capas de laminado según deseo. Solamente a título de ejemplo, se describen también materiales compuestos adicionales, laminados y/o artículos adecuados para su utilización con la presente invención en la Patente U.S.A. Nº 5.281.463 de Cotton; Patente U.S.A. Nº 4.904.521 de Johnson y otros; Patente U.S.A. Nº 5.223.319 de Cotton y otros; Patente U.S.A. Nº 5.639.541 de Adam y otros; Patente U.S.A. Nº 5.302.249 de Malhotra y otros; Patente U.S.A. de 4.659.609 de Lamers y otros; Patente U.S.A. Nº 5.249.854 de Currie y otros, Patente U.S.A. Nº 4.100.324 de Anderson y otros; Patente U.S.A. Nº 5.350.624 de Georger y otros, y Patente U.S.A. Nº 5.389.202 de Everhart y otros. Si bien la presente invención se explica básicamente en relación con la utilización con bayetas o paños absorbentes y/o esterillas para diferentes aplicaciones industriales, los técnicos en la materia podrán apreciar que su utilidad no está limitada a estas aplicaciones específicas.
El agente químico humectante se puede aplicar al substrato mediante uno o varios métodos conocidos por los técnicos en la materia. De manera deseable, el agente químico humectante se aplica de manera substancialmente uniforme en la totalidad del substrato. Un método para tratar substratos es lo que se describe más adelante con referencia a la figura 2. El substrato poroso (22), tal como un elemento laminar no tejido, es desenrrollado de un rollo de suministro (20) y se desplaza en la dirección de las flechas asociadas con el mismo. No obstante, se apreciará que el substrato poroso se podría realizar en línea en oposición a su extracción de un rollo de suministro. El substrato poroso (22) se hace pasar a continuación, por debajo de un aplicador (24), tal como un brazo de pulverización o rociado, en el que se aplica o pulveriza sobre el substrato poroso (22) un líquido acuoso (26) que contiene un agente químico humectante. Opcionalmente, se puede posicionar una fuente de vacío (28) por debajo del substrato poroso (22) a efectos de ayudar a extraer líquido acuoso (26) a través del elemento laminar, mejorando la uniformidad deltratamiento. Posteriormente, el substrato poroso con líquido acuoso (26) sobre el mismo, se hace pasar opcionalmente por el secador (27) según sea necesario para eliminar el agua restante. Después de eliminar el agua, los sólidos o agente químico de humectación permanecen sobre el substrato (22) proporcionando material absorbente (23) que tiene características mejoradas de absorbencia. De forma deseable, el agente químico de humectación comprende aproximadamente desde 0,2% a 20% del peso total del material absorbente seco, e incluso de forma más deseable comprende aproximadamente de 0,3% a 10% del peso total del material absorbente seco. Todavía de modo más deseable, el agente químico humectante comprende un peso adicional de aproximadamente 0,3% a 5% del peso del substrato. El material absorbente seco (23) puede ser arrollado entonces sobre el rodillo de rollado (29) (mostrado) para utilización y/o conversión subsiguientes. De manera alternativa, el material absorbente seco (23) puede ser convertido inmediatamente del modo deseado.
Todavía con referencia a la figura 2, el líquido acuoso (26) puede ser dispuesto desde un depósito o contenedor (30). La emulsión o solución acuosa (26) comprende de modo deseable desde aproximadamente 50% a 99,5% (en peso) de agua y desde 0,5% a 50% aproximadamente de sólidos y de manera más deseable aproximadamente 97% de agua y 3% de sólidos. Tal como se utiliza en esta descripción el término "sólidos" indica de manera colectiva la combinación suma de cada uno de los componentes del agente químico de humectación descrito en lo anterior. La utilización de un porcentaje en peso de sólido más elevado ofrece un mejor rendimiento en términos de capacidad de utilizar producciones más bajas, y por lo tanto, reducir desperdicios y mejorar el secado. No obstante, al aumentar el porcentaje de sólidos igual lo hace la viscosidad de la emulsión acuosa, lo que puede hacer más difícil de conseguir un tratamiento homogéneo del substrato poroso. Además, a efectos de evitar la utilización de conservantes y otros agentes similares dentro de la solución acuosa, justamente antes del tratamiento del substrato, la solución acuosa puede ser calentada a una temperatura comprendida entre 40ºC y 80ºC aproximadamente, y de forma más deseable a unos 50ºC, a efectos de impedir el crecimiento de bacterias u otros organismos no deseables que pueden encontrarse presentes en la solución acuosa. No obstante, a este respecto, se ha de observar que si se utilizan niveles insuficientes de co-tensoactivos, tal como poli(etilén glicol) éster y/o alquil poliglicósido, la fase de alcohol etoxilato se puede separar en el calentamiento.
En otro aspecto adicional, es también posible tratar muchos de los substratos porosos en línea. Esto puede proporcionar una uniformidad mejorada en el tratamiento, colaborando además en el secado del elemento laminar del substrato. Como ejemplo, y haciendo referencia a la figura 3, un elemento laminar de fibras de soplado en fusión (43) se consigue depositando fibras (42) de soplado en fusión sobre una rejilla de formación (44). A este respecto, las fibras de soplado en fusión son insufladas desde una serie o conjunto de matrices de soplado en fusión (45) sobre una rejilla o cinta móvil dotada de orificios (44). Unos conductos de rociado (48) pueden quedar dispuestos adyacentes a cada alineación o serie de matrices (45) de soplado en fusión a efectos de pulverizar las fibras (42) con un líquido acuoso (50) antes de la formación de un elemento laminar (43) de soplado en fusión sobre la rejilla de formación (44). El calor de las fibras sobre las que se ha realizado el soplado provoca que la mayor parte del agua se evapore con rapidez dejando el agente químico humectante sobre las superficies de las fibras. De este modo, se puede evitar una etapa de secado separada y adicional. También son adecuados métodos adicionales de tratamiento de los substratos para su utilización con la presente invención, tal como, procesos de "inmersión y escurrido", procesos de recubrimiento mediante cepillo y otros.
Pruebas
Capacidad de Absorción: se pesa inicialmente una muestra de 4 pulgadas por 4 pulgadas (10,2 cm por 10,2 cm). La muestra pesada es sumergida en una cubeta de fluido de pruebas (por ejemplo, aceite de parafina o agua) durante tres minutos. El fluido de pruebas debe tener como mínimo una profundidad de 2 pulgadas (5,08 cm) en la cubeta. La muestra es retirada del fluido de pruebas y se deja escurrir suspendida en la posición en forma de "diamante" (es decir, con una esquina en el punto más bajo). La muestra se deja escurrir durante tres minutos para el agua y 5 minutos para el aceite. Después del tiempo de secado asignado, la muestra es colocada en un platillo de pesado y sometida a pesado. Se comprueba la absorbencia de ácidos o bases, que tienen una viscosidad más similar al agua, de acuerdo con el procedimiento para la prueba de capacidad de absorción del agua. Capacidad de Absorción (gr) = peso en húmedo (gr) - peso en seco (gr); y Capacidad Específica (gr/gr) = Capacidad de Absorción (gr)/peso seco (gr). Esta prueba se describe de manera más completa más adelante.
Prueba de Goteo (para velocidad de absorbencia): se coloca una muestra sobre la parte superior de un recipiente de acero inoxidable y se cubre con una plantilla para mantener la muestra en su lugar. Utilizando una pipeta, formando ángulo recto entre 1,27 y 2,54 cm (0,5 y 1 pulgada) por encima de la muestra, se dispensan 0,5 ml de líquido sobre la muestra. Se pone en marcha simultáneamente el cronómetro con la dispensación de líquido sobre la muestra. Cuando el fluido ha quedado completamente absorbido, se apaga el cronómetro. El punto final se alcanza cuando el fluido es absorbido hasta el punto en que la luz no se refleja desde la superficie del líquido. El promedio de un mínimo de tres pruebas se utiliza para calcular el tiempo de la Prueba de Goteo ("Drop Test").
Reducción Electroestática: Esta prueba determina lascaracterísticas electroestáticas de un material midiendo el tiempo necesario para disipar una carga desde la superficie del material. Excepto en el caso de que se indique de manera expresa, esta prueba es llevada a cabo de acuerdo con el método 5.930 del Federal Standard Test Method Standard No. 191A. Descrito de forma general, se acondiciona una muestra de 8,9 cm por 16,5 cm (3,5 pulgadas por 6,5 pulgadas), incluyendo la eliminación de cualesquiera cargas existentes. La muestra es colocada a continuación en un equipo de pruebas de reducción de carga electroestática y se carga a 5.000 voltios. Una vez la muestra ha aceptado la carga, se elimina el voltaje de carga y se ponen a tierra los electrodos. El tiempo necesario para que la muestra pierda una cantidad predeterminada de la carga (por ejemplo, 50% ó 90%) se registra. Los tiempos de reducción de la carga electroestática para las muestras indicadas se comprobaron utilizando un medidor de reducción de carga estática calibrado Modelo No. SDM 406C y 406D de la firma Electro-Tech Systems, Inc. de Glenside, PA.
Resistividad eléctrica (Resistividad Superficial): Esta prueba mide la "resistividad", es decir la oposición que ofrece una tela al paso de una corriente eléctrica permanente y cuantifica la facilidad con la que las cargas se pueden disipar desde una tela. Los valores de la Resistividad Superficial o Resistividad Eléctrica reflejan la capacidad de una tela para disipar una carga y/o la tendencia de una tela en acumular una carga electroestática. Excepto lo que se indica más adelante, la prueba es llevada a cabo de acuerdo con el método de pruebas INDA: IST 40.1 (95). Descrito de modo general, una muestra de una por cuatro pulgadas se coloca entre dos electrodos separados entre sí una pulgada, de manera que la muestra y los electrodos definen un cuadrado de una pulgada. Se aplica a continuación una corriente continua de 100 voltios y se lee en un medidor la cantidad de corriente eléctrica realmente transmitida por la muestra. Los datos descritos se han obtenido utilizando un medidor de corriente tal como el modelo 610C de la firma Keithley Instruments, Inc. De Cleveland, OH.
Ejemplos Ejemplo 1
Una tela de soplado en fusión de 11,5 onzas por yarda cuadrada (390 gr por metro cuadrado) que comprende fibras de polipropileno fue formada con un agente químico humectante aplicado a la misma. El agente químico humectante comprendía una proporción en peso de 1:1:0,6 de polioxietilén decil alcohol: poli(etilén glicol) monolaurato: octilpoliglicósido y tenía un porcentaje de añadidura de peso de 0,7%. El agente químico humectante fue aplicado a las fibras de acuerdo con el proceso descrito de manera general con referencia a la figura 3. Las características de absorbencia del elemento laminar fueron comprobadas utilizando la Prueba de Goteo, descrita anteriormente, para varios fluidos. Los resultados se indican en la tabla 1, a continuación. El material absorbente tratado tenía las siguientes características antiestáticas:
Resistividad Superficial (Dirección Máquina, Cara) 5,48 x 10^{10} ohmios
Resistividad Superficial (Dirección Máquina, Soporte) 4,70 x 10^{10} ohmios
Reducción electroestática (50%, + Carga, Dirección transversal, Soporte) 0,043 segundos
Reducción electroestática (50%, + Carga, Dirección transversal, Cara) 0,020 segundos
Reducción electroestática (50%, - Carga, Dirección transversal, Soporte) 0,037 segundos
Reducción electroestática (50%, - Carga, Dirección transversal, Cara) 0,023 segundos
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 1
2
Ejemplo 2
Una tela de 2 onzas por yarda cuadrada (67,8 gr por metro cuadrado) comprendiendo fibras de soplado en fusión de polipropileno fue formada con un agente químico humectante aplicado a la misma. El agente químico humectante comprendía una mezcla 1:1:0,6 (en peso) de polioxietilén decil alcohol: poli(etilén glicol) monolaurato: octilpoliglicósido. El porcentaje en peso añadido del agente químico humectante y los resultados de una Prueba de Goteo para diferentes fluidos se indican a continuación en la Tabla 2.
TABLA 2
3
Ejemplo 3
Un elemento laminar no tejido de fibras de soplado en fusión de polipropileno fue formado con un peso base aproximado de 34 gr/m^{2} con aplicación de un agente químico humectante al mismo. El agente químico humectante comprendía una proporción de 1:0,6:0,3 (en peso) de poli(etilén glicol) monolaurato: octilpoliglicósido: lauril sulfato sódico. La añadidura en porcentaje en peso del agente químico humectante fue de 1,9%. El elemento laminar no tejido tratado tenía un tiempo de Prueba de Goteo de 1-2 segundos para hidróxido sódico al 25%, 25 segundos para hidróxido sódico al 40%, 2-3 segundos para ácido sulfúrico al 75%, 3 segundos para ácido sulfúrico al 98% y 1 segundo para agua.
Ejemplo 4
Un elemento laminar no tejido de fibras de soplado en fusión de polipropileno fue formado con un peso base aproximado de 34 gr/m^{2} con un agente químico humectante aplicado al mismo. El agente químico humectante comprendía una proporción de 3,0:0,6:0,5:0,3 (en peso) de poli(etilén glicol) monolaurato: octilpoliglicósido: D-glucopiranósido: lauril sulfato sódico. La añadidura de porcentaje en peso del agente químico humectante fue de 1,9%. El elemento laminar no tejido tratado tenía un tiempo de Prueba de Goteo de 3 segundos para hidróxido sódico al 25%, 20 segundos para hidróxido sódico 40%, 3 segundos para ácido sulfúrico al 75%, 5 segundos para ácido sulfúrico a 98% y un 1 segundo para agua.
Se han incorporado a esta descripción a modo de referencia, diferentes patentes y otros materiales, y en el caso enque exista alguna incoherencia entre los materiales que se han incorporado y la descripción escrita, se tendrá en cuenta la descripción escrita. Además, si bien la invención ha sido descrita de manera detallada con respecto a realizaciones específicas de la misma, y particularmente, por los ejemplos descritos, quedará evidente para los técnicos en la materia que se pueden introducir diferentes alteraciones, modificaciones y otros cambios sin salir del ámbito de la presente invención. Se desea, por lo tanto, que la totalidad de dichas modificaciones, alteraciones y otros cambios queden comprendidos en las reivindicaciones.

Claims (24)

1. Material absorbente, que comprende:
un substrato poroso seleccionado en el grupo que consiste en elementos laminares no tejidos, materiales esponjosos de celdas abiertas, materiales tejidos y materiales tricotados; teniendo dicho substrato una superficie que se ha dotado de un agente químico humectante aplicado a la misma;
de manera que el agente químico humectante comprende (i) un glicósido y/o un derivado de glicósido y (ii) un éster etoxilato de ácido graso; y (iii) uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en alquil alcohol etoxilatos, aril alcohol etoxilatos, y análogos halogenados a los mismos, y dicho material absorbente tiene una Resistividad Superficial menor de 1 x 10^{14} ohmios y una velocidad de absorción de menos de 10 segundos para aceite de parafina, agua, ácido sulfúrico al 75% e hidróxido sódico al 30%.
2. Material absorbente, según la reivindicación 1, en el que dicho substrato poroso comprende un elemento laminar no tejido de fibras de poliolefina y tiene una Resistividad Superficial menor de 1 x 10^{11}.
3. Material absorbente, según la reivindicación 2, en el que dicho material absorbente tiene una pérdida de carga electroestática del 90% en menos de 0,1 segundos.
4. Material absorbente, según la reivindicación 2, en el que dicho material absorbente tiene una velocidad de absorción menor de 5 segundos para aceite de parafina, agua, ácido sulfúrico al 98% e hidróxido sódico al 30%.
5. Material absorbente, según la reivindicación 4, en el que dicho substrato poroso comprende un elemento laminar no tejido de fibras de poliolefina y una Capacidad Específica mínima de 8 gramos de aceite por gramo de substrato.
6. Material absorbente, según la reivindicación 5, en el que dicho material absorbente tiene una velocidad de absorción de menos de 10 segundos para hidróxido sódico al 40%.
7. Material absorbente, según la reivindicación 1, en el que dicho substrato poroso comprende un material fibroso y en el que dicho agente químico humectante está colocado sobre las superficies de las fibras, y porque además, dicho agente químico humectante comprende desde (i) 10% a 80% en peso, de un glicósido y/o un derivado de glicósido; (ii) 10% a 80% en peso, de un éster etoxilato de ácido graso; y (iii) de 10% a 80% en peso, de uno o varios tensoactivos seleccionados del grupo que consiste en alquil alcohol etoxilatos y análogos halogenados de los mismos, aril alcohol etoxilato y análogos halogenados de los mismos, alquil sulfonatos, alquil sulfatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfatos y aril análogos de los mismos, alquil fosfonatos y aril análogos de los mismos, alquil sulfosuccinatos y ésteres de ácidos grasos sulfatados.
8. Material absorbente, que comprende:
un substrato poroso que tiene un agente químico humectante sobre su superficie; comprendiendo dicho agente químico humectante (i) 10% a 80% en peso de un glicósido y/o un derivado de glicósido; (ii) 10% a 80% en peso de un éster etoxilato de ácido graso; y (iii) de 5% a 35% en peso de uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en alquil alcohol etoxilatos y análogos halogenados de los mismos, aril alcohol etoxilatos y análogos halogenados de los mismos, alquil sulfonatos, alquil sulfatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfatos y aril análogos de los mismos, alquil fosfonatos y aril análogos de los mismos, alquil sulfosuccinatos y ésteres de ácidos grasos sulfatados.
9. Material absorbente, según la reivindicación 8, en el que dicho agente químico humectante comprende (i) de 20% a 60% de un glicósido y/o un derivado de glicósido; (ii) de 20% a 60% de un éster etoxilato de ácido graso; y (iiia) de 5% a 30% de uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en alquil alcohol etoxilatos, aril alcohol etoxilatos, y análogos halogenados de alquil y aril alcohol etoxilatos y (iiib) 5% y 30% de uno o varios tensoactivos seleccionados entre el grupo que consiste en alquil sulfonatos, alquil sulfatos, alcohol éter sulfatos, alquil fosfatos y aril análogos de los mismos, alquil fosfonatos y aril análogos de los mismos, alquil sulfosuccinatos y/o esteres de ácidos grasos sulfatados.
10. Material absorbente, según la reivindicación 9, en el que dicho agente químico humectante comprende de 0,1% a 10% en peso del material absorbente.
11. Material absorbente, según la reivindicación 10, en el que dicho substrato poroso comprende un substrato fibroso que tiene numerosos espacios intersticiales.
12. Material absorbente, según la reivindicación 11, en el que dicho substrato poroso comprende un elemento laminar no tejido.
13. Material absorbente, según la reivindicación 12, en el que dicho substrato poroso comprende un elemento laminar de fibras extrusionadas de poliolefina con un peso base mínimo de 17 gr/m^{2}.
14. Material absorbente, según la reivindicación 12, enel que dicho substrato poroso comprende un elemento laminar de fibras de soplado en fusión de poliolefina con un peso base mínimo de 17 gr/m^{2}.
15. Material absorbente, según la reivindicación 11, en el que el substrato poroso tiene una Resistividad Superficial menorde 1 x 10^{14} ohmios y una velocidad de absorción de menos de 10 segundos para aceite de parafina, agua, ácido sulfúrico al 75% e hidróxido sódico al 30%.
16. Material absorbente, según la reivindicación 15, en el que el substrato poroso tiene una Capacidad Específica mínima de 8 gramos de aceite por gramo de substrato.
17. Material absorbente, según la reivindicación 9, en el que dicho substrato poroso comprende un elemento laminar no tejido de poliolefina y en el que dicho material absorbente tiene una Capacidad Específica mínima de 8 gramos de aceite por gramo de substrato, una Resistividad Superficial de menos de 1 x 10^{11} y una velocidad de absorción de menos de 10 segundos para aceite de parafina, agua, ácido sulfúrico al 98% e hidróxido sódico al 40%.
18. Material absorbente, según la reivindicación 9, en el que el componente (i) comprende un alquil poliglicósido.
19. Material absorbente, según la reivindicación 18, en el que el componente (ii) comprende un poli(etilén glicol)éster.
20. Material absorbente, según la reivindicación 19, en el que dicho componente de agente humectante (iiia) comprende un alcohol etoxilato alifático.
21. Material absorbente, según la reivindicación 18, en el que dicho componente químico humectante (iiib) comprende un alquil sulfato.
22. Material absorbente, según la reivindicación 19, en el que dicho componente químico humectante (iiib) comprende un alquil sulfato.
23. Material absorbente, según la reivindicación 19, en el que dicho substrato poroso comprende un material fibroso y en el que dicho material absorbente tiene una Capacidad Específica mínima de 8 gramos por gramo de substrato, una Resistividad Superficial de menos de 1 x 10^{11} y una velocidad de absorción de menos de 5 segundos para aceite de parafina, agua, ácido sulfúrico al 98% e hidróxido sódico al 40%.
24. Material absorbente, según la reivindicación 23, en el que dicho material fibroso comprende un elemento laminar no tejido de un polímero de poliolefina, seleccionado entre el grupo que consiste en elementos laminares de fibras extrusionadas, elementos laminares de fibras de soplado en fusión, elementos laminares de fibras hidroentrelazadas, elementos laminares de fibras cortadas, y laminados de capas múltiples de los mismos.
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