ES2260494T3 - Metodo para formar un material en hojas a partir de una mezcla de fibras. - Google Patents

Abstract

Método para formar un material en hojas a partir de una mezcla de fibras que comprende fibras de base de cuero en donde las fibras se presentan en forma de tela, y la tela se somete a entremezcla; caracterizado por las fases que consisten en: mezclar las fibras de base de cuero con fibras sintéticas adicionales, teniendo dichas fibras sintéticas capas externas fusibles, calentar hasta fundir las capas externas de fibras sintéticas adicionales para hacer que se fundan las fibras entre sí en intersecciones para formar una red dentro de la tela, someter la red a una entremezcla para entremezclar las fibras de base mientras la red las está apretando.

Description

Método para formar un material en hojas a partir de una mezcla de fibras.

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a la formación de material en hojas a partir de fibras usando en particular un proceso conocido como hidroentremezcla o entrelazado de hilos.

La solicitud de patente anterior PCT/GB 01/02451 describe el uso de la hidroentremezcla o entrelazado de hilos para producir un material en hojas de cuero reconstituido de gran calidad a partir de fibras de cuero de desecho.

Una característica del proceso que se describe en la solicitud anterior es el uso de tamices especiales hacia los cuales se dirigen chorros de hidroentremezcla a gran presión para que los atraviesen, a diferencia de los procesos anteriores conocidos donde la entremezcla comienza a baja presión hasta que las fibras se entrelazan de manera suficiente para evitar que los chorros las rompan. Las fibras de cuero se entremezclan con suma facilidad, y con los procesos anteriores conocidos, forman una capa superficial de fibras entremezcladas que impide que se sigan entremezclando más. Esto, en particular, supone una desventaja para las telas gruesas que se necesitan para los productos de cuero, aunque si se usan los tamices descritos, los chorros pueden penetrar profundamente a alta presión para hidroentremezclar a través de la profundidad de la tela.

Las dificultades que suponen la ruptura y formación de una capa superficial surgen debido a que las fibras que resultan de la desintegración de cuero de desecho son mucho más cortas y finas que las que normalmente se usan para hidroentremezclar. Los tamices de la solicitud de patente anterior proporcionan un medio para apretar tales fibras e impedir que los chorros las arrastren, pero incluso con tamices es difícil apretar fibras muy cortas ya que se producen abatanando cuero de desecho con martillos. Además, sea cual sea la longitud de las fibras, aproximadamente la mitad de la energía que se usa para la hidroentremezcla se desperdicia cuando se usan tamices, debido a las partes sólidas de los mismos tamices que protegen a una gran parte de la superficie de la tela de los chorros. La pérdida de energía que se produce cuando se usan tamices y los menores rendimientos al usar fibras de cuero con una mayor longitud son inherentes al proceso de la solicitud anterior.

La DE-A-19807821 describe la formación de material termoaislante o insonorizante a partir de fibras de base mezcladas con fibras sintéticas fusibles de dos componentes. Las fibras mezcladas se entremezclan después de ablandar las fibras sintéticas para formar una matriz de soporte para las fibras de base. Las fibras de base son fibras de plantas, en concreto de lino.

La WO-A-9639553 describe la formación de material no tejido absorbente a partir de fibras de base mezcladas con fibras sintéticas fusibles de dos componentes. Las fibras mezcladas se entremezclan con chorros de agua después de preunir térmicamente las fibras sintéticas. Las fibras de base son fibras naturales, en concreto fibras de madera y/o rayón.

La WO-A-131131 describe la formación de material insonorizante a partir de fibras primarias mezcladas mecánicamente con fibras sintéticas fusibles de dos componentes. Las fibras primarias son fibras minerales o sintéticas, en concreto fibras de vidrio.

Breve descripción de la invención

Un propósito de la presente invención consiste en proporcionar un método de entremezcla de fibras para formar material en hojas con el cual los problemas anteriores que surgen del uso de tamices y fibras más largas se pueden evitar o al menos reducir al máximo.

Por tanto, según un aspecto de la invención, se proporciona un método para formar un material en hojas a partir de una mezcla de fibras que comprende fibras de base de cuero en donde las fibras se presentan en forma de tela, y la tela se somete a entremezcla; método caracterizado por las fases que consisten en: mezclar las fibras de base de cuero con fibras sintéticas adicionales, teniendo dichas fibras sintéticas capas externas fusibles, calentar hasta fundir las capas externas de fibras sintéticas adicionales para hacer que se fundan las fibras entre si por las intersecciones para formar una red dentro de la tela, someter la tela a una entremezcla para entremezclar las fibras de base mientras la red las está apretando.

De manera preferible, la entremezcla es hidroentremezcla.

La entremezcla del método de la invención se realiza preferiblemente usando chorros de líquido a alta presión (en concreto agua) preferiblemente en varias fases. Se hace referencia a la solicitud anterior para obtener más detalles de tales características.

En una realización preferida, la invención proporciona un método para formar material en hojas con una mezcla de fibras de cuero y fibras de dos componentes hechas a mano, teniendo dichas fibras de dos componentes capas externas con un punto de fusión inferior al de las almas internas de las mismas. La mezcla de fibras se forma en una tela, que avanza a través de un calentador que ablanda las capas externas de las fibras de dos componentes de manera que se funden por sus intersecciones, y forman una red tridimensional a través de la tela. Los chorros delgados de agua a alta presión se dirigen después a la tela de manera que penetran profundamente en ella e hidroentremezclan las fibras de cuero mientras las está apretando la red de fibras de dos componentes.

Las redes de soporte de dos componentes fundidas se conocen aunque no en el contexto de la presente invención.

Tales redes se usan junto con fibras de pasta de madera para impartir la mayor parte o toda la resistencia del producto acabado para aplicaciones tales como toallitas húmedas y productos sanitarios absorbentes. Los chorros a alta presión que se usan en la hidroentremezcla interrumpen la unión de tal red y, cuando se usan tales redes en la hidroentremezcla, las fibras de dos componentes se funden después de la hidroentremezcla, evitando así tal interrupción. Con la presente invención, la red se usa con una finalidad diferente a la de proporcionar refuerzo estructural al producto final, y la entremezcla se efectúa después de la fusión.

Un requisito básico de la entremezcla consiste en que las fibras tienen que moverse para entremezclarse, y se espera que la red fundida impida la entremezcla de fibras. Sorprendentemente, se ha descubierto que las fibras de cuero puede entremezclarse de manera eficaz dentro de tales redes incluso aunque aumenten los efectos restrictivos que se producen al comprimir las redes que contienen las fibras de cuero y las de dos componentes mientras que las superficies de las fibras de dos componentes están todavía pegajosas, presentando así una capa sustancialmente más densa a los chorros hidroentremezcladores.

Con el plan de la invención, la red puede asumir parte de o toda la función de los tamices externos que se usan en el método de la solicitud de patente anterior. Sin embargo, en vez de actuar sobre la superficie, la red puede proporcionar una sucesión de tamices mucho más ligeros dentro de la red. Cada tamiz interno puede tener una superficie relativamente mucho más abierta que un tamiz externo, aunque en conjunto pueden proporcionar una alternativa eficaz y mejorada al tamiz externo de la solicitud anterior. En concreto, la red de tamices internos permite que los chorros hidroentremezcladores penetren a presiones que de otro modo romperían la red.

La red de dos componentes, además de asumir la función de los tamices, puede mejorar también el modo en el que se hidroentremezclan las fibras de cuero. Una de las dificultades a la hora de hidroentremezclar fibras de cuero consiste en que incluso aunque se usen tamices, las fibras se consolidan tan fácilmente que impiden el drenaje de agua y la inundación que se produce impide una entremezcla óptima. Sin embargo, la estructura tridimensional de la red de dos componentes puede regularizar la velocidad de consolidación de la tela, que junto con la penetración profunda puede ayudar a que pase agua a través de la tela hasta que se obtenga una entremezcla completa.

Se cree que este efecto filtrante se consigue si la red tridimensional de fibras de dos componentes proporciona una restricción flexible a la compactación dentro del cuerpo de las fibras de cuero. Es conveniente asegurar que la red no sujete las fibras de cuero alejadas una distancia con la que no se podrían entremezclar bien entre sí, ya que esto daría como resultado un material esponjoso menos deseable para productos de cuero. Este efecto se puede disminuir o evitar reduciendo la cantidad de fibras de dos componentes en la mezcla y/o usando dos componentes con un diámetro y/o un módulo elástico menores.

En la práctica de la hidroentremezcla normal, la mayor parte de las fibras pueden empezar muy alejadas para entremezclarse de manera efectiva, y un primer paso por los chorros se usa para acercar las fibras lo suficiente para que se entremezclen. En una realización preferida de la presente invención, las fibras se acercan más antes de que empiece la entremezcla comprimiendo la tela que contiene la red de dos componentes antes de que se solidifiquen las juntas fundidas de la red. Esto puede reducir a más de la mitad el grosor de la tela en comparación con la práctica convencional y puede eliminar de manera eficaz la primera fase de hidroentremezcla que se usa en la práctica convencional.

En el método de la solicitud anterior, el tamiz externo ayudaba a comprimir la tela en la primera fase de entremezcla, aunque esto puede provocar una pérdida significativa de energía de hidroentremezcla ya que el área superficial de la tela se protege de los chorros. Sin embargo, en la presente invención, las partes sólidas de los tamices de dos componentes internos pueden ser relativamente insustanciales con lo cual puede haber sustancialmente menos protección de los chorros hidroentremezcladores desde las fibras. Esto puede reducir el número de pasos que necesitan los chorros sobre la tela para conseguir una entremezcla completa y reducir el consumo de energía. Las velocidades de producción normales también pueden aumentarse desde 6 m/min en la solicitud anterior hasta por encima de los 10 m/min en la presente invención.

Siendo relativamente fina, la red de dos componentes puede ser menos efectiva que los tamices que se han aplicado externamente para ocultar los surcos de la superficie que han producido los chorros. En consecuencia, con el método de la presente invención, los tamices externos (que pueden ser del tipo que normalmente se describe en la solicitud anterior) pueden usarse también en al menos un paso para eliminar, al menos reducir o sustancialmente evitar la formación de surcos superficiales que producen los chorros hidroentremezcladores. En la medida en que la red de dos componentes actúa como una serie de tamices internos, los tamices que se han aplicado externamente pueden tener más superficie abierta que las aberturas preferidas que se describen en la solicitud de patente anterior, reduciendo así la pérdida de energía. Tales tamices externos aún derrochan energía, aunque se pueden limitar a pasos en los que sea necesario ocultar las marcas de los chorros. Normalmente, este puede ser el último paso en la cara terminada, y posiblemente el primer paso para que los chorros ataquen menos profundamente mientras que las fibras están menos entremezcladas.

La solicitud de patente anterior describe un método para producir fibras de cuero largas para mejorar el resultado del producto final aunque tales fibras también pasan más despacio a través del equipo preferido para colocar las telas por aire. Sin embargo con la presente invención, se pueden usar fibras de cuero cortas sin que esto influya forzosamente y de manera negativa en el resultado del producto final ya que la red puede reducir o eliminar algunos de los defectos que se producen con las fibras de cuero cortas. Por ejemplo, las superficies de los productos hechos con fibras de cuero cortas tienen más tendencia a agrietarse, aunque las fibras de dos componentes cortas todavía pueden utilizarse de manera ventajosa para mejorar el rendimiento del equipo para colocar telas, ya que si se funden las fibras de dos componentes para formar una red, éstas actúan como fibras mucho más largas y por tanto impiden de manera más eficaz que se agrieten las superficies. Las fibras cortas también tienen más tendencia a erosionarse durante la hidroentremezcla, aunque la red de fibras de dos componentes fundidas puede reducir considerablemente esto sin interferir en los movimientos relativamente pequeños necesarios para la hidroentremezcla.

A diferencia de otros campos de fabricación en los que las fibras de dos componentes cortas se funden por sus intersecciones, la contribución de las fibras de dos componentes a la resistencia primaria puede ser insignificante, y es preferible reducir al máximo la proporción de tales fibras en la mezcla total ya que pueden desvirtuar seriamente el tacto de las imitaciones de cuero. En casos en los que tiene que mejorarse significativamente el rendimiento de los productos hechos con fibras cortas, esto se puede conseguir incorporando fibras normales con una proporción menor de fibras de dos componentes.

La proporción de fibra de dos componentes necesaria para proporcionar simplemente los beneficios del proceso de elaboración de la presente invención puede ser tan reducida como un 2% del peso total de la tela, y puede ser varias veces menor que el porcentaje que se usa en aplicaciones convencionales donde una red de dos componentes es una fuente principal de resistencia. Además de aumentar de manera no deseada la rigidez y hacer más áspera al tacto la superficie del producto final, una red de dos componentes que proporciona una ayuda estructural significativa puede reducir la unión de las fibras de cuero a los tejidos de refuerzo internos impidiendo que las fibras de cuero se acoplen en los intersticios del tejido.

Debido a estas limitaciones, en una realización preferida de la presente invención, las fibras de dos componentes se utilizan con envolturas externas frágiles para asegurar una rotura parcial de la red a medida que la tela pasa por las sucesivas fases de hidroentremezcla. Con cada paso, el aumento de hidroentremezcla de las fibras de cuero puede compensar la reducción de uniones entre las fibras de dos componentes, y puede dar como resultado productos acabados con una rigidez mínima a partir de la red. Tal proceso supondría una desventaja en la práctica convencional pero, como con los tamices de la solicitud anterior aplicados externamente, el principal propósito de la red consiste en eliminar problemas de procesamiento característicos de la hidroentremezcla en vez de proporcionar resistencia estructural.

Los beneficios de los procesos de elaboración de la red de dos componentes también se amplían para producir las propias telas, en particular con equipos asequibles comercialmente que se usan normalmente para colocar por aire fibras de pasta de madera. Tales procesos pueden tener velocidades de producción altas para fibras cortas tales como las de la pasta de madera, y la red de dos componentes puede reducir sustancialmente la erosión de las fibras cortas en la hidroentremezcla. Esto permite que las fibras de cuero cortas, tales como por ejemplo las que se producen mediante abatanado con martillos, puedan hidroentremezclarse de manera más eficaz que con los métodos de la solicitud anterior.

Otra ventaja del proceso de elaboración de redes de dos componentes consiste en que puede proporcionarse suficiente resistencia a la tela antes de la hidroentremezcla para permitir a las telas enrollarse en carretes en fases intermedias de la producción. Esto evita la necesidad de tener que suministrar telas directamente desde el equipo de colocación de telas por aire a la línea de hidroentremezcla como en el método de la solicitud anterior, y permite producir las telas a velocidades óptimas que determina el equipo de colocación de telas por aire sin perjudicar el funcionamiento de la línea de hidroentremezcla. Así, en una realización, la tela (o cada tela) se enrolla en un carrete después de formarse la red, y se tira de la tela desde dicho carrete para someterlo a dicha entremezcla.

Además, cuando el producto necesita dos telas en cada lado de un tejido de refuerzo, ambas telas pueden formarse usando una planta de colocación de telas por aire. Después, se pueden suministrar dos carretes de telas estabilizados con redes de dos componentes a la línea de hidroentremezcla, y esto puede suponer un ahorro sustancial de gastos de instalación si se compara con el método de la solicitud anterior en el que se necesitaban dos medios de colocación de telas por aire completos para alimentar de manera continua la línea de hidroentremezcla. Cuando se usa un tejido de refuerzo, se prefiere que las fibras de base penetren en el mismo para entremezclarse con él.

El contenido de fibra que se necesita para proporcionar una resistencia adecuada para manipular el carrete depende del grosor de la tela, del contenido de los dos componentes y de la resistencia de la envoltura fusible que cubre las fibras de dos componentes. Sin embargo, normalmente el porcentaje de fibra de dos componentes necesario para impartir resistencia suficiente al devanado del carrete durante la fabricación no tiene que ser mayor que el mismo contenido bajo de los dos componentes que puede proporcionar tamices internos eficaces en el método de la presente invención. Esta resistencia durante la fabricación para telas individuales es de manera favorable menor que la resistencia después de la hidroentremezcla, en concreto después de hidroentremezclar telas y reforzar tejido para formar un producto acabado.

Como ocurre con la mayoría de los productos fibrosos, la longitud de la fibra tiene que ser preferiblemente la máxima posible. Sin embargo, las fibras de cuero largas que se producen con métodos de recuperación de materia textil tienen una amplia distribución de longitudes de fibra de entre aproximadamente 1 mm y en ocasiones hasta por encima de 15 mm, y el límite superior de la distribución puede provocar velocidades de producción muy lentas al usar un equipo de colocación de telas por aire diseñado para fibras de pasta de madera. Por tanto, puede ser preferible limitar la longitud máxima de tales fibras a aproximadamente 6 mm, por ejemplo haciendo que pasen por una granuladora convencional (teniendo cuidado de evitar que se acorten más de lo necesario para conseguir una mejora que valga la pena en la producción de colocación por aire). Tales métodos de acortamiento de fibras pueden ser muy parecidos, aunque preferiblemente al menos un 90% de las fibras tienen que medir menos de 6 mm para una colocación por aire efectiva. Así, en el método de la invención, para obtener un rendimiento mejorado del equipo de colocación de telas por aire diseñado para fibras de pasta de madera, al menos un 90% de las fibras de base tienen una longitud máxima de fibra de 6 mm.

En el caso de fibras de cuero abatanadas con martillos también hay una amplia distribución de longitudes de fibra, aunque las longitudes son normalmente mucho menores que las que se producen con métodos de recuperación de materia textil. Normalmente, la longitud máxima puede rondar los 3 mm y, al igual que con las fibras que se producen con métodos de recuperación de materia textil, la longitud media de las fibras es sustancialmente menor que la máxima. Para las fibras abatanadas con martillos no se necesita granulación, aunque la longitud mucho más corta puede hacer que sea necesario aumentar la longitud media de la mezcla añadiendo fibras hechas a mano con una longitud óptima predeterminada a fin de mejorar las propiedades físicas del producto final.

A diferencia de las fibras de cuero, las fibras hechas a mano pueden cortarse con una longitud constante para que todas tengan una longitud que proporcione un equilibrio óptimo entre la producción de la colocación por aire y el funcionamiento del producto final. Para el equipo de colocación por aire diseñado para pasta de madera, la longitud de las incorporaciones hechas a mano puede rondar los 6 mm, aunque mejoras recientes en la técnica de colocación por aire pueden conseguir aumentar ésta hasta por encima de 10 mm. Estas longitudes de fibra indicativas se aplican normalmente a fibras hechas a mano de dos componentes y no de dos componentes que oscilan entre 1,7 y 3,0 dtex. Las fibras más delgadas pueden reducir significativamente la producción de la colocación por aire a menos que se reduzca de manera adecuada la longitud de las fibras.

Las velocidades de colocación por aire varían considerablemente dependiendo no sólo de la longitud y diámetro de las fibras, sino también de la suavidad y forma de las mismas. En este sentido, las fibras de cuero son particularmente desfavorables en lo que se refiere a la producción de la colocación por aire, ya que normalmente son rizadas y tienen ramales de fibra finamente fibrilados que pueden impedir su circulación a través de los tamices de distribución perforados del equipo de colocación por aire. La velocidad de colocación por aire para fibras de cuero no granuladas producidas con métodos de recuperación de materia textil puede ser tan baja como 3 m/min para una tela de 200 gsm, aunque puede ser de más del doble si se acortan las fibras. Las velocidades de colocación para fibras hechas a mano y de pasta de madera pueden ser sustancialmente más rápidas.

En lo que se refiere al porcentaje de fibra de dos componentes en la mezcla, se prefiere en general mantenerlo en el mínimo como ya se ha descrito. El grado en el que la red de dos componentes perjudica el tacto de la imitación del cuero depende del uso final, y para el calzado, pueden ser más aceptables o incluso más beneficiosas la mayor rigidez y propiedades de desgaste que confiere la red de dos componentes si se compara (por ejemplo) con el cuero para ropa. Para calzado, se puede usar hasta un 10% de fibras de dos componentes de 3,0 dtex, aunque para obtener un mejor tacto, es preferible usar menos de un 5% de fibras de dos componentes y una mayor proporción de fibras no de dos componentes. En general, el porcentaje total de fibras sintéticas adicionales oscila entre el 2% y el 10% en peso prefiriéndose una tendencia hacia el punto más bajo del porcentaje.

Desde el punto de vista de proporcionar tamices internos efectivos, el número de fibras de dos componentes puede ser tan importante como el porcentaje en peso de la mezcla total. Por ejemplo, una reducción del 3,0 al 1,7 dtex en una mezcla del 5% aumentaría proporcionalmente el número de fibras en la mezcla, y para obtener un efecto de tamiz similar, puede ser necesario reducir el porcentaje de fibras de 1,7 dtex hasta por debajo del 3%. El uso de fibras de dos componentes más finas puede proporcionar un mejor tacto superficial al producto final, lo que supone un beneficio añadido.

Las fibras de dos componentes asequibles comercialmente no son normalmente inferiores a 1,7 dtex, aunque se puede mejorar el tacto del producto final eligiendo fibras de dos componentes con un módulo de elasticidad bajo, por ejemplo polipropileno. Estas tienen normalmente envolturas de polietileno fusibles que no son especialmente fuertes aunque pueden proporcionar todavía una resistencia suficiente para manipular un carrete incluso con porcentajes de adición muy bajos. Como ya se ha mencionado, el grado de debilidad de unión puede suponer una ventaja para algunas aplicaciones de productos ya que puede mejorar el tacto del producto final. En aplicaciones donde se acepta o necesita más rigidez, se pueden usar fibras de dos componentes más fuertes, por ejemplo poliéster con envolturas de nailon.

La unión entre fibras de dos componentes por sus intersecciones se puede conseguir haciendo pasar aire caliente a través de la tela para ablandar el revestimiento externo mientras que las fibras se mantienen entre correas porosas. La unión puede que no sea lo suficientemente fuerte para enlazar fibras cortas entre sí para ayudar significativamente a la resistencia a la tracción del producto final, pero las uniones pueden ser suficientes para proporcionar una red efectiva para hidroentremezclar y un anclaje suficiente para evitar que se agriete la superficie del producto acabado.

La entremezcla interrumpe al menos parcialmente las intersecciones fundidas de la red.

La resistencia al agrietamiento de la superficie se puede mejorar incluyendo en la mezcla fibras hechas a mano no de dos componentes normales. Tales fibras también pueden mejorar sustancialmente la resistencia a la peladura del revestimiento superficial que se aplica normalmente sobre el producto final. Además, cuando las fibras sintéticas tienen libertad de movimiento, unos chorros pueden moverlas con más facilidad hasta los intersticios del tejido de refuerzo y mejorar de ese modo la resistencia a la peladura entre las telas y el tejido de refuerzo. Esto es especialmente importante para el calzado resistente, y se pueden usar porcentajes relativamente altos de tales fibras (si se compara con las de dos componentes) sin hacer demasiado rígido el producto final.

En el caso de un material de refuerzo de tejido que tiene una o más telas o cuerpos de fibras unidos con el tejido, la tela (o cada tela) o cuerpo puede contener una proporción más grande de dicho material sintético adicional cerca de la capa de refuerzo en vez de cerca la superficie externa.

El efecto del tacto de tales fibras adicionales (no de dos componentes) depende de lo delgadas que sean y de su porcentaje de mezcla, y en este sentido, no tiene que ser superior a 1,7 dtex. Para un efecto mínimo sobre el tacto, tales fibras pueden estar en el rango de las "microfibras" de menos de 1,0 dtex, y con fibras hechas a mano suficientemente delgadas, se puede mantener un tacto adecuado por encima de un 10% del contenido total de fibra. Sin embargo, si se reduce el grosor aumenta el número de fibras presentes, lo que puede cambiar el tacto del producto. De manera alternativa, cuando es más importante la resistencia a la peladura que el tacto, las fibras más ásperas pueden producir mejores resultados. Normalmente, por razones de precio y quitando mérito al tacto de las imitaciones de cuero del producto final, es preferible mantener el contenido de fibra sintética adicional por debajo del 20% en peso del material en hojas del producto final. La proporción puede ser de entre un 5 y un 20% en peso.

En particular con fibras hechas a mano más ásperas, porcentajes incluso pequeños de las mismas en la mezcla pueden desvirtuar el tacto superficial característico del cuero auténtico, en particular porque después del pulido, la resistencia a la abrasión mejor de las fibras hechas a mano puede hacer que sean más prominentes. En otro aspecto de la invención, se aplica aire caliente u otras fuentes térmicas adecuadas en la superficie de la tela después de pulir a una temperatura suficiente para ablandar las fibras de dos componentes sin perjudicar las fibras de cuero. La técnica explota la alta retención de humedad del cuero que lo mantiene frío, y su capacidad de chamuscarse en vez de ablandarse cuando se somete a un calor local excesivo. Tal chamuscado se puede cepillar o pulir ligeramente, dejando un acabado de cuero sustancialmente natural.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describe la invención con más detalle, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan en los que:

La figura 1 es una vista esquemática de las fases iniciales de una forma del aparato que se usa en la ejecución del método de la invención y que muestra los principios funcionales más importantes de una planta asequible comercialmente para hacer una tela de fibra con una red de dos componentes fundida.

La figura 2 muestra otras fases del aparato para combinar la tela con tejido de refuerzo e hidroentremezclar el sándwich resultante.

Descripción detallada de la invención

Refiriéndonos a la figura 1, fibras de cuero de desecho formadas con métodos de recuperación de materia textil, cortadas ligeramente a una longitud máxima de aproximadamente 6 mm se mezclan con un 4% de fibras de dos componentes de 1,7 dtex y un 5% de fibras de poliéster estándar de 3,0 dtex cortadas con una longitud constante de 6 mm. La mezcla se distribuye por igual, aproximadamente 200 g/m^{2} sobre una correa porosa 1 accionada como mínimo por un par de tambores perforados 2 mientras que una caja al vacío 3 tira de las fibras hacia la correa porosa.

Un aparato transportador de vacío convencional 5 traslada la tela 4 resultante de fibras colocadas uniformemente a unas correas porosas 6 y 7 que contienen y comprimen parcialmente la tela mientras se insufla aire caliente desde una caja 8 a través de las correas 6 y 7 y la tela 4, aire caliente que recibe una caja aspirante 9. La temperatura del aire caliente es suficiente para ablandar la envoltura externa de las fibras de dos componentes (aunque no el alma interna) y fundir así las fibras entre sí por sus intersecciones.

Antes de que las envolturas ablandadas se solidifiquen en las intersecciones de las fibras de dos componentes, la tela puede comprimirse con unos rodillos prensadores 10 para formar una tela más densa que consiste en fibras de cuero y de poliéster sueltas que sostiene una red tridimensional de fibras de dos componentes. Al solidificarse las intersecciones, la red proporciona a la tela resistencia suficiente para enrollarse en un carrete 11 para su transporte y/o almacenaje.

Refiriéndonos a la figura 2, dos de estas telas 4a y 4b se desenrollan de los carretes 11a y 11b junto con un refuerzo de tejido 4c que se desenrolla de un carrete 12, y los rodillos 13 los juntan para extenderlos sobre una correa porosa 14. Las telas 4a, 4b y el tejido 4c que forman una tela compuesta 15 son transportados por una correa 14 a través de unos chorros hidroentremezcladores 16, y una caja al vacío 17 arrastra el agua procedente de los chorros a través de la tela 15 y la correa porosa 14. El agua que rebota desde la superficie de la tela compuesta se recoge en unas bandejas 18 y se descarga como se ha descrito con más detalle en la solicitud anterior.

Para completar la hidroentremezcla, se hace pasar la tela compuesta por una pluralidad de fases de hidroentremezcla sucesivas, una o más de las cuales puede incorporar un tamiz colocado sobre la superficie de la tela 15. Las fases de hidroentremezcla se distribuyen de modo que los chorros se puedan aplicar sobre ambas superficies de la tela, y para el presente ejemplo, tal aplicación de chorros se produce en lados alternos cinco veces a una velocidad de 10 m/min.

En este ejemplo, unos tamices perforados con una superficie abierta de aproximadamente el 60% hechos de acero inoxidable atacado químicamente del tipo descrito en la solicitud anterior, se colocan en cada lado de la tela para la fase final de hidroentremezcla a fin de ocultar las marcas de los surcos que producen los chorros. Para evitar que se formen líneas de coincidencia en la superficie, el paso de las aberturas del tamiz se hace igual que el de los orificios de los chorros.

Los orificios de los chorros para este ejemplo son de 140 micrómetros a una distancia de 0,9 mm entre centros, y cuando se aplican a través de los tamices, las presiones de los chorros pueden alcanzar el máximo que permiten normalmente los equipos de hidroentremezcla comercialmente disponibles a 200 bar. Sin tamices, las presiones se pueden reducir ligeramente a 180 bar, y a diferencia de las telas similares que no tienen una red de dos componentes, esta misma presión alta se puede aplicar en la primera fase de hidroentremezcla sin necesitar un tamiz externo.

La tela hidroentremezclada resultante se puede acabar impregnándola con aceites emulsionados, pigmentos y fijadores de pigmentos al igual que puede aplicarse en el cuero natural, seguido de secado y pulido en ambos lado. El lado que recibe tres fases de hidroentremezcla (y que por tanto tiene un grado más alto de entremezcla y unión al tejido de refuerzo) puede revestirse después con una acabado de tipo cuero con medios convencionales igual que se usa para revestir cuero sintético.

Los procedimientos anteriores pueden resultar adecuados para material de calzado, pero para materiales no revestidos tales como por ejemplo ante para ropa, la tela 4 sólo puede estar en un lado del tejido de refuerzo y sólo se aplican cuatro fases de hidroentremezcla, todas sobre el lado que tiene la tela. Después de pulir e impregnar la cara de la tela, ésta puede tratarse con aire caliente para hacer que las fibras hechas a mano se ablanden y cepillar la superficie para retirar cualquier chamuscado por pequeño que sea dejando un acabado muy similar al del cuero natural.

El material en hojas resultante es un cuero reconstituido de gran calidad con un tacto, una resistencia y un acabado superficial excelentes.

Se entiende, naturalmente, que la invención no se limita a los detalles de la realización anterior que sólo se describe a modo de ejemplo.

Así, por ejemplo, la tela puede colocarse mojada, aunque ello puede tener desventajas.

Como se ha descrito en la solicitud de patente anterior, las telas se pueden colocar mojadas con métodos que se usan normalmente para fabricar papel o pueden cardarse si hay fibras textiles suficientemente largas para hacer que las fibras de cuero pasen por un proceso de cardado. El uso de fibras de dos componentes que se añaden o que forman las fibras de soporte proporciona un "tamiz" de hidroentremezcla según la presente invención. Para conseguir un cardado efectivo, se necesita normalmente por encima de un 5% de fibras de soporte de 1,7 dtex de 20 mm o más, y es necesario hacer las fibras de cuero, usando métodos de recuperación de materia textil, de manera que sean lo suficientemente largas para evitar una expulsión excesiva de finos. Si las telas se colocan mojadas, las fibras de dos componentes tienen que ser cortas y hay que secar las telas antes de su fusión. Esto puede no resultar completamente satisfactorio cuando la siguiente fase consiste en mojar de nuevo las telas para hidroentremezclarlas, mientras que las desventajas del cardado incluyen velocidades lentas de producción y desperdicios que resultan de la expulsión de fibras finas.

Dentro del objeto de la invención, se pueden realizar una gran variedad de cambios. En general, en la presente invención se pueden aplicar el tamaño de los orificios de los chorros, los detalles del tamiz, las velocidades de producción y otros detalles que se proporcionan en la solicitud anterior. El cambio principal consiste en la reducción de aplicación de los tamices en la superficie, y para asegurar una buena unión con el alma de refuerzo, a menudo es deseable hidroentremezclar lados alternos del tejido, de manera que las fibras sean empujadas uniformemente hacia los intersticios del tejido. Además, debido al efecto estabilizador de la red de dos componentes, las presiones pueden ser más altas y las fibras de cuero más cortas que en el método de la solicitud anterior.

Las composiciones de los productos pueden variar mucho y el grosor de la tela entre la superficie revestida final y la capa de refuerzo interna puede diferir sustancialmente de la tela que forma la capa posterior. Por ejemplo, en vez de las telas iguales que se incluyen en el ejemplo descrito antes, la frontal puede ser de 150 g/m^{2} y contener un 15% de fibras sintéticas no de dos componentes y la posterior puede ser de 250 g/m^{2} y contener un 0% de fibra no de dos componentes. Sin embargo, el contenido de dos componentes para ambos telas puede ser constante en un 4%.

Las limitaciones de producción de los equipos que se venden para colocar telas pueden determinar en gran medida las longitudes de las fibras y, cuando los equipos alternativos para colocar telas (por ejemplo para el cardado) pueden manipular fibras hechas a mano más largas, puede no ser necesario incorporar un refuerzo de tejido. Además, cuando se aceptan las marcas que producen los chorros en el producto acabado, puede no ser necesario aplicar tamices en las superficies. De manera alternativa, se pueden usar tamices de manera extensiva para complementar los tamices internos de la red de dos componentes, en particular si estos últimos son muy ligeros y las fibras de cuero son particularmente cortas.

Las velocidades de hidroentremezcla pueden variar mucho dependiendo de una gama completa de parámetros entre los que se incluyen: peso por unidad de superficie del material que se está hidroentremezclando, superficie abierta del refuerzo de tejido, presiones de los chorros, diámetro de los chorros, separación de los chorros, número de pasos a través de los chorros, peso de la red de dos componentes, tipo de fibra de cuero, número de pasos usando tamices externos y superficie abierta de los tamices. Normalmente, las redes más ligeras pueden hidroentremezclarse a más velocidad y por regla general 600 g/m^{2} de material pueden necesitar 6 m/min mientras que 200 g/m^{2} pueden entremezclarse completamente a 15 m/min.

La opción de usar fibras de cuero de desecho relativamente largas hechas usando métodos de recuperación de materia textil o fibras cortas hechas mediante abatanado (por ejemplo abatanado con martillos o discos) puede depender de los costes y de la disponibilidad de los diferentes tipos de cuero de desecho. El abatanado resulta más económico y puede usar recortes de cuero de desecho, normalmente más económicos que el desecho de hojas que se usa en la planta de recuperación de materia textil. Sin embargo, la calidad del producto acabado puede ser inferior y puede ser necesario añadir fibras hechas a mano más caras para obtener un resultado aceptable. Las mezclas de ambos tipos de fibras de desecho también se pueden usar para productos de calidad intermedia.

Al igual que con la solicitud anterior, la limitación principal en el peso de las telas compuestos que pueden hidroentremezclarse consiste en el mismo principio de la hidroentremezcla ya que reduce la permeabilidad a los chorros y restringe la siguiente hidroentremezcla. Tal restricción es mucho mayor con las fibras de cuero que con las fibras sintéticas convencionales aunque, si se usan los métodos de esta invención, es posible fabricar un producto aceptable con pesos de telas compuestos relativamente altos de aproximadamente 600 g/m^{2}. Producir productos acabados con una calidad aceptable y con un peso mucho mayor es posible aunque cada vez es más difícil. Las telas más ligeras son más fáciles de hidroentremezclar, y los pesos mínimos de las telas se pueden establecer más por los límites de la precisión de formación de las telas y por los límites de la demanda comercial para productos de cuero extraordinariamente delgados.

Las interrelaciones entre todos los parámetros anteriores son complejas y pueden variar considerablemente para los diferentes tipos de producto final. Una balance óptimo entre el rendimiento, los costes y el resultado del producto acabado puede establecerse realizando pruebas empíricas dentro de la amplia guía que se proporciona en esta solicitud de patente. La red de dos componentes y las características asociadas de la presente invención ayudan considerablemente a mejorar la velocidad de producción y la calidad de los productos con costes más bajos si se compara con los métodos de la solicitud anterior.

Claims (51)

1. Método para formar un material en hojas a partir de una mezcla de fibras que comprende fibras de base de cuero en donde las fibras se presentan en forma de tela, y la tela se somete a entremezcla; caracterizado por las fases que consisten en: mezclar las fibras de base de cuero con fibras sintéticas adicionales, teniendo dichas fibras sintéticas capas externas fusibles, calentar hasta fundir las capas externas de fibras sintéticas adicionales para hacer que se fundan las fibras entre sí en intersecciones para formar una red dentro de la tela, someter la red a una entremezcla para entremezclar las fibras de base mientras la red las está apretando.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha entremezcla consiste en una hidroentremezcla.

3. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la hidroentremezcla se realiza con la ayuda de chorros a alta presión de un líquido que penetra en la red.

4. Método según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la hidroentremezcla se realiza con la ayuda de chorros a alta presión de un líquido que se aplica desde los lados opuestos de la tela.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la hidroentremezcla se realiza con ayuda de chorros a alta presión de un líquido y porque está prevista una estructura de recepción de agua para recibir el líquido que rebota.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la entremezcla se realiza con la ayuda de chorros a alta presión de un líquido en varios pasos.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el líquido es agua.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la hidroentremezcla se realiza con la ayuda de un tamiz o varios tamices entre la tela y los chorros en al menos uno de los mencionados pasos.

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque el tamiz está abierto como mínimo en un 60%.

10. Método según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el tamiz comprende aberturas con un paso idéntico al de los chorros.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el tamiz está diseñado para evitar sustancialmente que los chorros de la hidroentremezcla formen surcos.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque la hidroentremezcla se realiza mientras que la tela avanza a una velocidad superior a 6 m/min.

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque al menos un 90% de las fibras de base tienen una longitud de fibra máxima de 6 mm.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales tienen una longitud de fibra máxima de 10 mm.

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales constituyen entre un 2 y un 10% del peso de la mezcla de fibras.

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales constituyen hasta un 5% del peso de la mezcla de fibras.

17. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales oscilan entre 1,7 y 3,0 dtex.

18. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 17, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales son fibras de dos componentes que tienen capas externas con un punto de fusión inferior al de las almas internas de las mismas.

19. Método según la reivindicación 18, caracterizado porque las capas externas son de polietileno y las almas internas son de poliéster o de polipropileno.

20. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 19, caracterizado porque dicha mezcla de fibras incluye también otras fibras sintéticas que no se ablandan para fundirse entre sí.

21. Método según la reivindicación 20, caracterizado porque las otras fibras sintéticas son inferiores a 1,0 dtex.

22. Método según la reivindicación 20 ó 21, caracterizado porque las otras fibras representan del 5 al 20% en peso del material.

23. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque las fibras de base tienen longitudes inferiores a 3 mm.

24. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque las capas externas de las fibras sintéticas adicionales se ablandan al pasar aire caliente a través de la tela.

25. Método según la reivindicación 24, caracterizado porque la tela se mantiene entre correas porosas durante el paso de aire caliente a través de la tela.

26. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la superficie de la tela entremezclada se somete a calor para ablandar dichas fibras adicionales que están en dicha superficie.

27. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26 caracterizado porque la superficie de la tela entremezclado se pule.

28. Método según la reivindicación 26, caracterizado porque la superficie de la tela entremezclado se pule antes de calentar la superficie de la tela.

29. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque dos telas separados se unen en lados opuestos de un tejido de refuerzo antes de la entremezcla.

30. Método según la reivindicación 29, caracterizado porque dichas fibras de base se entremezclan con el tejido de refuerzo.

31. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque la tela (o cada tela) se enrolla en un carrete después de formarse la red, y porque se tira de la tela desde dicho carrete para someterlo a dicha entremezcla.

32. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31, caracterizado porque la entremezcla interrumpe al menos parcialmente las intersecciones fundidas de la red.

33. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque la red es en su mayoría abierta con lo cual las partes sólidas de la red representan una proporción mínima de su estructura.

34. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 33, caracterizado porque dicha mezcla de fibras se comprime después de la fusión de las fibras sintéticas adicionales aunque antes de que se hayan fundido entre sí y solidificado en las intersecciones.

35. Material en hojas fabricado según el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 34.

36. Material en hojas que comprende como mínimo un cuerpo hecho con fibras de base entremezcladas en donde una estructura de tipo abierta se extiende por el interior del cuerpo para que penetren en el mismo las fibras de base, estando definida dicha estructura de tipo abierta por una red de fibras sintéticas adicionales fundidas entre sí en sus intersecciones, y en donde la red representa una parte menor en peso del material en hojas, caracterizado porque las fibras de base son fibras de cuero.

37. Material en hojas según la reivindicación 36, caracterizado porque las fibras de cuero tienen una longitud de fibra máxima de 6 mm.

38. Material en hojas según la reivindicación 36 ó 37, caracterizado porque el 90% de las fibras sintéticas adicionales tienen una longitud de fibra máxima de 10 mm.

39. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 38, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales constituyen un 10% del peso del material en hojas.

40. Material en hojas según la reivindicación 39, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales constituyen hasta un 5% del peso del material en hojas.

41. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 40, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales son fibras de dos componentes que tienen capas externas con un punto de fusión inferior al de las almas internas de las mismas.

42. Material en hojas según la reivindicación 41, caracterizado porque las capas externas son de polietileno y las almas internas son de poliéster o de polipropileno.

43. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 42, caracterizado porque las fibras sintéticas adicionales oscilan entre 1,7 y 3,0 dtex.

44. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 43, caracterizado porque dicho cuerpo de fibras entremezcladas comprende también otras fibras sintéticas que no se ablandan para fundirse entre sí.

45. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 44, caracterizado porque las otras fibras sintéticas son inferiores a 1,0 dtex.

46. Material en hojas según la reivindicación 44 ó 45, caracterizado porque las otras fibras sintéticas representan menos del 20% en peso del material en hojas.

47. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 46, caracterizado porque las fibras de cuero tienen longitudes inferiores a 3 mm.

48. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 47, caracterizado porque la red es en su mayoría abierta con lo cual las partes sólidas de la red representan una proporción mínima de su estructura.

49. Material en hojas según cualquiera de las reivindicaciones 36 a 49, que comprende dos de los mencionados cuerpos unidos por los lados opuestos de una capa de tejido.

50. Material en hojas según la reivindicación 49, caracterizado porque dichas fibras de cuero penetran en la capa de tejido.

51. Material en hojas según la reivindicación 49 ó 50 y la reivindicación 44 o según cualquier reivindicación dependiente de las mismas, caracterizado porque el cuerpo (o cada cuerpo) contiene una proporción más grande del otro material sintético mencionado cerca de la capa de refuerzo en vez de en la superficie externa.