ES2260615T3

ES2260615T3 - Materiales y metodos compuestos elasticos y respirables.

Info

Publication number: ES2260615T3
Application number: ES03714350T
Authority: ES
Inventors: Pai-Chaun Wu; Dale Eugene Robinson; Richard Arnold Bradford
Original assignee: Clopay Plastic Products Co Inc
Current assignee: Clopay Plastic Products Co Inc
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: HUP0500179A2; AR039093A1; KR100682113B1; CO5611186A2; RU2310565C2; BR0308656B1; JP4848120B2; MXPA04009224A; EP1487639A1; DE60304031T2; PL372411A1; ATE320344T1; CN100404247C; AU2003218353A1; CN1649730A; US7674733B2; EP1487639B1; WO2003082571A1; PL212700B1; BR0308656A

Abstract

Un material compuesto elástico estirado de modo incremental respirable que consta de una película elastomérica interior laminado por extrusión sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película, en el cual la película elastomérica interior tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental que tienen un diámetro medio que va desde 10 µm a 100 µm y está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros.

Description

Materiales y métodos compuestos elásticos y respirables.

Campo de la invención

La presente invención se dirige a materiales permeables al aire, compuestos elásticos estirados de modo incremental que constan de un tejido Him elastomérico interior laminado por extrusión a un material no tejido, de preferencia en cada superficie de película. La invención se dirige además a ropas y/o artículos desechables formados al menos en parte de tales materiales compuestos y a métodos de fabricación de tales materiales compuestos.

Historial de la invención

Se conocen materiales compuestos elásticos en la técnica. Por ejemplo, las patentes estadounidenses de Wu de números 5.422.172 y 5.861.074 dan a conocer hojas laminadas elásticas de un tejido fibroso no tejido y una película elastomérica. Wu define el término "elástico" como estirable bajo fuerza y recuperable a su forma original o esencialmente original al liberar esa fuerza. Wu da a conocer que el laminado elástico puede ser estirado de modo incremental para proporcionar un acabado fibroso suave que tiene el aspecto de unas fibras no tejidas con fuerzas de unión superiores, proporcionando con ello un material compuesto ventajoso para el uso en ropa y otras aplicaciones donde es deseable un acabado suave. Wu además da a conocer que el laminado elástico se caracteriza por ser impermeable al paso de fluidos por virtud de la película elastomérica, mientras que mantiene una sensación blanda sobre la superficie del tejido fibroso del laminado, aunque se pueden lograr varios grados de permeabilidad al aire o al vapor al proporcionarle micro-vacíos mecánicos.

Procesos convencionales para proporcionar micro-vacíos mecánicos incluyen el punzonado con aguja caliente, satinado/calandrado de laminación en caliente, perforación ultrasónica o similares. Tales procesos mecánicos pueden ser incómodos y/o difíciles de controlar durante la fabricación a alta velocidad de los materiales compuestos. También es conocido el proporcionar una permeabilidad al vapor de agua y al aire en películas de polímero por la inclusión en ello de uno o más rellenadores de formación de poros tal como carbonato cálcico, seguido por el estirado de las películas para formar microporos en áreas adyacentes al rellenador. Sin embargo, a menudo es difícil proporcionar un grado deseado de permeabilidad en películas elásticas que usan tales técnicas. Correspondientemente, hay un deseo continuado para materiales elásticos permeables al aire que se puedan fabricar con facilidad.

Resumen de la invención

Por tanto es un objeto de la invención proporcionar unos materiales compuestos elásticos permeables al aire mejorados y proporcionar unos métodos perfeccionados para la fabricación de tales materiales.

En una realización, la invención se dirige a materiales compuestos elásticos estirados de modo incremental permeables al aire. El material compuesto consta de una película elastomérica interior laminada por extrusión a un material no tejido exterior en cada superficie de película. La película elastomérica interior tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental que tiene un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum y está sustancialmente libre del rellenador que forma poros.

En una realización alternativa, los materiales compuestos elásticos estirados de modo incremental, permeables al aire constan de una película elastomérica laminada por extrusión a un material no tejido en una o en las dos superficies de la película. La película elastomérica tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental que tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum y está sustancialmente libre de rellenador de formación de poros.

En otra realización, la invención está dirigida a ropa. La ropa está formada, al menos en parte, de un material compuesto elástico estirado de modo incremental, permeable al aire de acuerdo con la invención. En otra realización, la invención está dirigida a artículos desechables formados, al menos en parte, de un material compuesto elástico estirado de modo incremental, permeable al aire de acuerdo con la invención.

En aún otra realización, la invención se dirige a métodos de fabricación de un material compuesto elástico permeable al aire. El método consta de la laminación por extrusión de una película elastomérica en al menos un material no tejido en una superficie de película para unir con ello de forma prieta el material no tejido, y un estirado incremental del laminado resultante para formar un patrón al azar de macro-orificios en la película elastomérica. La película elastomérica está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros. En una realización específica, la película elastomérica está laminada por extrusión a un material no tejido en cada superficie de película.

Los materiales compuestos de acuerdo con la presente invención son ventajosos por el hecho de que presentan una combinación deseable de permeabilidad al aire y elasticidad y pueden ser fácilmente fabricados de acuerdo con los métodos de la invención. Estos y objetos adicionales y ventajas serán aparentes en mayor grado a la vista de la descripción detallada que sigue, que ilustra varios modos contemplados para llevar a cabo la invención. Como se dará cuenta, la invención es capaz de otros aspectos obvios diferentes, todos ellos sin salirse de la invención. Correspondientemente, los dibujos y la especificación son ilustrativos en su naturaleza y no restrictivos.

Breve descripción de los dibujos

Mientras que la especificación concluye con unas reivindicaciones que apuntan particularmente y de modo claro reivindicando la presente invención, la invención se comprenderá mejor de la siguiente descripción detallada tomada en unión con los dibujos adjuntos, en los cuales:

Las figuras 1A y 1B son diagramas esquemáticos de vistas en sección transversal de las realizaciones primera y segunda, respectivamente, de materiales compuestos de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es un diagrama esquemático de una sección de laminado por extrusión y una sección de estirado incremental de un aparato adecuado para el uso en una realización de los métodos de acuerdo con la invención;

La figura 3 es una vista ampliada (50 x) de una capa de película elastomérica interior de un material compuesto de acuerdo con la presente invención del modo descrito en el ejemplo 1;

La figura 4 es una vista en sección transversal ampliada (500 x) de un material compuesto de acuerdo con la invención del modo descrito en el ejemplo 1;

La figura 5 es una vista ampliada (1000 x) de una capa de película elastomérica interior de un material compuesto de acuerdo con la presente invención del modo descrito en el ejemplo 1; y

La figura 6 expone gráficamente la permeabilidad al aire de una película compuesta de acuerdo con la invención del modo descrito en el ejemplo 1, como una función del diferencial de presión.

Descripción detallada

La presente invención se dirige a unos materiales compuestos elásticos estirados de modo incremental. Dentro del contexto de la presente especificación, el término "respirable" significa que los materiales compuestos presentan una permeabilidad al aire. En unas realizaciones adicionales, los materiales compuestos son 1 tanto permeables al aire como al vapor de humedad. En realizaciones específicas, los materiales compuestos tienen una permeabilidad al aire de al menos aproximadamente 10 cc/min/cm^{2} cuando se le aplica una presión de aproximadamente 60 psi. En una realización más específica, los materiales compuestos pueden tener una permeabilidad al aire de al menos aproximadamente 15 cc/min/cm^{2} cuando se le aplica una presión de aproximadamente 60 psi. Dentro del contexto de la presente especificación, el término "elástico" significa estirable bajo fuerza y recuperable a una forma original o esencialmente original al liberar la fuerza de estirado, mientras que el término "elastomérico" se usa para describir un material polímero elástico. En unas realizaciones específicas, los materiales compuestos tienen una estirabilidad de al menos un 150% y, cuando se libera la fuerza de estirado, una deformación permanente de no más de un 15%. En otras realizaciones, el material compuesto tiene una estirabilidad de al menos un 200% y cuando se libera la fuerza de estirado, una deformación o un alargamiento permanente de no más de un 25%. Finalmente, dentro del contexto de la presente especificación, el término "estirado de modo incremental" significa que el material compuesto incluye alternativamente zonas de estirado y zonas no estiradas a través de su longitud. El proceso de estirado incremental se describirá en mayor detalle posteriormente.

Las figuras 1A y 1B exponen unos diagramas esquemáticos de sección transversal de las realizaciones primera y segunda de materiales compuestos de acuerdo con la invención. En la figura 1A, el material compuesto (10) consta de una película elastomérica interior (12) y un material no tejido exterior (14) en cada superficie de película. El material compuesto (20) de la figura 1B consta de una película elastomérica (22) que tiene un material no tejido (24) en una superficie de la película. Mientras muchas de las realizaciones específicas descritas en este documento incluyen dos materiales no tejidos a lo largo de las líneas del material compuesto (10) de la figura 1A, se debería observar que la invención del modo dado a conocer ampliamente engloba material compuesto (20) del modo indicado en la figura 1B. Además, en los materiales compuestos (10 y 20), las películas elastoméricas (12 y 22), respectivamente, se muestran esquemáticamente como una sola capa. También se encuentra dentro del objetivo de la invención el que la película elastomérica conste de una estructura de múltiples capas, del modo que se describe en mayor detalle posteriormente con respecto a las realizaciones individuales de la invención.

En los materiales compuestos de la invención, la película elastomérica está laminada por extrusión a un material no tejido en una o en las dos superficies de la película. De acuerdo con una característica importante de la invención, la laminación por extrusión une de modo prieto la película elastomérica al material o a los materiales no tejidos. Dentro del contexto de la presente especificación, "unido de modo prieto" significa que la película elastomérica y el material no tejido no se pueden separar uno de otro. Las condiciones de procesado adecuadas para proporcionar una unión prieta entre la película elastomérica y el material o los materiales no tejidos se tratará en mayor detalle a continuación. Como resultado de la unión prieta entre estas capas del material compuesto, las fibras del material no tejido están incrustadas en la película y, con el estirado incremental, se produce un patrón al azar de macro-orificios o agujeros de pequeña abertura en la película elastomérica para hacer que los materiales compuestos sean respirables. El patrón al azar es controlado típicamente y uniforme en la concentración a lo largo de la longitud y del ancho del material compuesto. Adicionalmente, el tamaño de los macro-orificios es relativamente uniforme a lo largo de la longitud y del ancho del material compuesto. En una realización, los materiales compuestos se hacen respirables hasta tal cantidad que los materiales no son impermeables a los líquidos. Por tanto los materiales compuestos de acuerdo con tales realizaciones son adecuados para aplicaciones en las cuales no se requiere una barrera a los líquidos. Dependiendo de las composiciones y los parámetros físicos de la película elastomérica y de los materiales no tejidos, se puede controlar el grado de unión prieta entre ello y las condiciones del proceso de estirado incremental, el tamaño de los agujeros de pequeña abertura o macro- orificios formados en la película elastomérica. El diámetro medio de los macro-orificios va de 10 \mum a 100 \mum, más específicamente de 10 \mum a 50 \mum, más específicamente de 15 p a 35 \mum. Estas varias condiciones también se pueden usar para controlar la concentración de los agujeros de pequeña abertura o macro-orificios por área de superficie del material compuesto. Mientras que la concentración de los macro- orificios se puede variar dependiendo del uso en particular del material compuesto, en realizaciones específicas, la concentración puede variar de 5 a 500 por pulgada^{2}, más específicamente de 10 a 100 por pulgada^{2}, más específicamente de 25 a 75 por pulgada^{2}.

La película elastomérica empleada en los materiales compuestos de acuerdo con la presente invención pueden incluir cualquier material elastomérico que es capaz de formarse dentro de una película por extrusión por troquel. Adicionalmente, la película elastomérica puede constar de una película monocapa individual o, alternativamente, puede constar de una película de múltiples capas que consta de dos o más capas, que típicamente están co-extrusionadas. Mientras que la elasticidad específica deseada de una película y el material compuesto resultante se determinará, basado en la aplicación deseada del material compuesto, en una realización, la película elastomérica presenta una deformación permanente de menos de un 20%, más específicamente de entre un 12 y un 18%, con un alargamiento de un 200%. En aún otra realización, la película elastomérica presenta una relajación de la tensión de un 15 - 20% con un alargamiento de un 200%. Ejemplos de materiales elastoméricos adecuados incluyen copolímeros elastoméricos de bloque, polímeros y copolímeros de elastomero de metaloceno, por ejemplo copolímeros elastoméricos de olefinas de metaloceno, homopolímeros y copolímeros elastoméricos de poliuretano, homopolímeros y/o copolímeros elastomericos de polisoloxano y similares, y mezclas de tales materiales elastoméricos. Polímeros no elastoméricos también se pueden incluir en ello siempre que la película resultante presente las propiedades elásticas desea-
das.

Unos copolímeros elastoméricos de bloque adecuados incluyen aquellos que tienen al menos un bloque aromático de vinilo y al menos un bloque de goma. Monómeros de vinilo aromáticos específicos para la formación de tales copolímeros de bloque incluyen estireno y monómeros de estireno sustituidos, por ejemplo estirenos sustituidos de alquilo y estirenos sustituidos de halógeno, y mezclas de ello. A los copolímeros elastoméricos de bloque que contienen uno o más de estos bloques de monómeros de estireno son comúnmente referenciados como copolímeros elastoméricos de bloque de estireno. Los monómeros específicos para la formación de los bloques de goma incluyen, pero no están limitados a, butadieno, isopreno, etileno-propileno, etileno-butileno y similares. Los copolímeros de bloque pueden constar de dos bloques, tres bloques o más. Los copolímeros de bloque disponibles comercialmente incluyen los polímeros de Kraton disponibles de Kraton Polymers, que incluyen pero no están limitados a, poli(estireno-butadieno-estireno), poli(estireno-isopreno-estireno), poli estireno-etileno-butileno-estireno), poli(estireno-etileno-propileno-estireno) y similares.

Los polímeros y copolímeros elastoméricos de olefina de metaloceno incluyen, pero no están limitados a poliolefinas producidas de catalizadores de metaloceno de una sola referencia. Típicamente, uno o más olefinas tales como etileno, propileno, estireno o similares se polimerizan con buteno, hexeno, octeno, mezclas de ello o similares, para proporcionar elastomeros adecuados para el uso en la presente invención. Los ejemplos incluyen, pero no están limitados a poli(etileno-buteno), poli(etileno-hexeno), poli(etileno-octeno), poli(etileno-propileno) y/o terpolímeros de poliolefina de ello.

Materiales elastoméricos adicionales para el uso en la capa de película elastomérica de la invención incluyen poli(ester-eter), poli(eter-amida), poli(etileno-vinilo acetato), poli(etileno-metacrilato), poli(ácido etileno-acrílico), poli(etileno butilacrilato), poli(etileno-propileno-dieno) y goma de propileno-etileno.

En una realización, la película elastomérica consta de una mezcla de al menos un copolímero elastomérico de bloque estirenico y al menos un copolímero elastomérico de olefina de metaloceno. Las cantidades respectivas de los copolímeros pueden variar dependiendo de las propiedades elásticas deseadas del material compuesto. En una realización más específica, tales mezclas constan de un 10 a un 90 por ciento de peso del copolímero de bloque estirénico y de un 10 a un 90 por ciento de peso del copolímero de olefina de metaloceno. En otra realización, tales mezclas constan de un 50 a un 90 por ciento de peso del copolímero de bloque estirénico y de un 10 a un 50 por ciento de peso de copolímero de olefina metaloceno.

En realizaciones adicionales, la película elastomérica puede constar de una o más capas de núcleo (A) y una o más capas de piel o capa (B). Generalmente, tales capas de piel o de cubrición pueden estar provistas para aislar químicamente una capa de otra o para aislar físicamente una capa de un entorno de uso. Por ejemplo, cuando se emplea una mezcla de copolímero elastomérico de bloque estirénico de Kraton y un polietileno de metaloceno en la película elastomérica, la película tiende a presentar una sensación de superficie pegajosa y puede ser deseable proporcionar las superficies de película elastomérica con una capa de cubrición en cada superficie. Típicamente, una capa delgada de poliolefina, por ejemplo polietileno, polipropileno o mezclas de ello, puede usarse como capa de cubrición en ambos lados de la capa de mezcla de núcleo, donde la película elastomérica constará de una capa de múltiples capas de la estructura A/B/A. Las capas de cubrición pueden estar convenientemente proporcionadas por coextrusión con la capa de núcleo.

Mientras se forma el patrón al azar de los macro orificios formados por estirado incrementa) en la película elastomérica por el proceso de estirado incremental, no es necesario incluir ningún tipo de rellenador de formación de poros en la película elastomérica. Por tanto, la película elastomérica está sustancialmente libre de rellenador de poros. Dentro del contexto de la presente especificación, el término "sustancialmente libre del rellenador de formación de poros" significa que la película elastomérica contiene una cantidad insuficiente del rellenador de formación de poros para hacer que la película sea microporosa con el estirado incremental debido a la formación de un microvacío adyacente al rellenador. En unas realizaciones más específicas, la película elastomérica contiene menos de un 20 por ciento de peso de rellenador de formación de poros, más específicamente, menos de un 10 por ciento de peso de rellenador de formación de poros, y aún más específicamente, menos de un 5 por ciento de peso de rellenador de formación de poros. En otras realizaciones, la película elastomérica contiene menos de un 1 por ciento de peso del rellenador de formación de poros. En otra realización, la película elastomérica no contiene ningún rellenador de formación de
poros.

El peso o el espesor de la película elastomérica se puede ajustar dependiendo de las propiedades deseadas para el material compuesto. Típicamente, la película elastomérica puede tener un calibre que va desde 25 a 70 gramos/m^{2}, y en unas realizaciones más específicas, la 1 película elastomérica puede tener un calibre que va desde 30 a 40 gra-
mos/m^{2}.

Del modo usado en este documento, "tejido fibroso no tejido" se usa en su sentido genérico para definir una estructura generalmente planar que es relativamente plana, flexible y porosa, y está compuesta de fibras de prensahilos o filamentos continuos. Para una descripción detallada de materiales no tejidos, véase "Muestrario de Referencia y Material no tejido Inicial " por E.A. Vaughn, Asociación de la Industria de Materiales no Tejidos, tercera edición (1992). Los no tejidos pueden estar preparados por cualquier proceso convencional, y puede ser, entre otros, cardado, unido por hiladura, colocado húmedo, colocado por aire y soplado por derretido o cualquier combinación de ello, del modo que tales productos son bien conocidos en el comercio. Los tejidos fibrosos no tejidos pueden comprender fibras de poliolefinas, que incluyen, pero no están limitados a, polietileno y/o polipropileno e incluyen poliolefinas catalizadas de metaloceno, poliesteres, rayón, celulosa, nylon y mezclas de tales fibras. Las fibras también pueden comprender fibras de dos componentes, formados de dos o más materiales en cualquier disposición físi-
ca.

En una realización, el material no tejido en sí no es elástico. En una realización más específica, el no tejido es estirable, es decir, se alarga bajo fuerza, incluso si no es recuperable a su forma original al liberar la fuerza de estirado. Típicamente, los no tejidos que están formados de modo suelto pueden ser más ampliamente estirables. En otras realizaciones, el no tejido puede ser elástico. En una realización, el material no tejido tiene un peso de menos de 40 g/m^{2}. En una realización más específica, el material no tejido tiene un peso de menos de 25 g/m^{2}. En aún otra realización, el material no tejido tiene un peso de 12 g/m^{2}.

En realizaciones específicas, el material no tejido puede constar de una poliolefina unida por hiladura, por ejemplo polietileno unido por hiladura o polipropileno unido por hiladura. Varios tejidos de poliolefinas unidos por hiladura están disponibles comercialmente y son adecuados para el uso en la invención. Tejidos unidos por hiladura formados de polietileno y polipropileno son también adecuados. Por ejemplo no tejidos unidos por hiladura formados de fibras que constan de una mezcla de polietileno y polipropileno, en cualquier proporción y/o formado de fibras que constan de una coextrusión de polietileno y polipropileno, también son adecuados. Estos no tejidos están disponibles comercialmente, por ejemplo de BBA.

Los materiales compuestos de acuerdo con la presente invención se pueden usar en varias aplicaciones donde se desee una respirabilidad, por ejemplo la permeabilidad al vapor de humedad y al aire, y unas propiedades elastoméricas. En una realización, los materiales compuestos se emplean en la formación de ropas, que incluyen pañales, pantalones, batas quirúrgicas y similares. Los materiales compuestos son también ventajosos para el uso en la formación de artículos desechables que incluyen ropa desechable del tipo descrito anterioremnte. Adicionalmente, los materiales compuestos se pueden emplear en la formación de sábanas desechables, gasas, productos higiénicos y similares. En una realización preferida, los materiales compuestos de la invención se emplean en pañales de bebe y pantalones de entrenamiento de bebes en zonas donde no se requiere una impermeabilidad de líquidos, es decir en zonas laterales a los que comúnmente se refiere como "orejas de pañales". Los materiales compuestos presentan una buena combinación de fuerza de retención y de elasticidad, junto con una buena respirabilidad y suavidad, para un uso de modo ventajoso en tales aplicaciones.

De acuerdo con una característica importante, los materiales compuestos de la invención se pueden fabricar fácilmente. Específicamente, la película elastomérica se lamina por extrusión a un material no tejido exterior en al menos una superficie de la película, para unir a ello de modo prieto el material no tejido. En una realización más específica, la película elastomérica es laminada por extrusión a un material no tejido exterior en cada superficie de película para unir a ello de modo prieto los materiales no tejidos. La laminación por extrusión de la película elastomérica y el material o más materiales no tejidos pueden ser llevados de acuerdo con cualquier técnica de laminación por extrusión convencional. De modo importante, la laminación por extrusión se lleva a cabo bajo condiciones que unen de modo prieto la película elastomérica con los materiales no tejidos. El laminado resultante entonces se extiende de modo incremental para formar un patrón al azar de macro-orificios en la película elastomérica interior. Del modo tratado anteriormente, la película elastomérica está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros.

El estirado incremental se lleva de preferencia a cabo en una dirección transversal, a lo que se refiere aquí como estirado entremallado de CD. Un estirador de entremallado de CD típicamente consta de un par de elementos de tipo engranaje sobre ejes en paralelo. Los ejes están dispuestos entre dos placas laterales de la máquina, el eje inferior está situado en cojinetes fijos y el eje superior está situado en los cojinetes en miembros deslizables verticalmente. Los miembros deslizables son ajustables en la dirección vertical por elementos en forma de cuña operables por tornillos de ajuste. El atornillado de las cuñas afuera o adentro moverá los miembros deslizables verticalmente respectivamente hacia abajo o hacia arriba para conectar o desconectar más los dientes en forma de engranaje del rodillo de entremallado superior con el rodillo de entremallado inferior. Los micrómetros montados a las estructuras laterales son operables para indicar la profundidad de la conexión de los dientes de los rodillos de entremallado. Los cilindros de aire se emplean típicamente para mantener los miembros deslizables en su posición inferior conectada firmemente contra las cuñas de ajuste para oponerse a la fuerza hacia arriba ejercida por el material que se está estirando. Estos cilindros también se pueden retraer para desconectar los rodillos de entremallado superior e inferior entre sí para los propósitos de material de rosca a través del equipo de entremallado o en unión con un circuito de seguridad que abriría todos los puntos entre cilindros de la máquina cuando se activan. La propulsión para el estirador de entremallado de CD debe operar tanto los rodillos superior e inferior de entremallado salvo en el caso de estirado de entremallado de materiales con un coeficiente relativamente elevado de fricción.

Los elementos de entremallado de CD están típicamente mecanizados en materiales sólidos pero se pueden describir mejor como una pila alternativa de dos discos de diámetros diferentes. En una realización, los discos de entremallado son de aproximadamente 6'' de diámetro, alrededor de 0,031'' de espesor y tienen un radio completo en su borde. Los discos espaciadores que separan los discos de entremallado son de alrededor de 5,5'' de diámetro y de aproximadamente 0,069'' de espesor. Dos rodillos de esta configuración se podrían entremallar hasta 0,231'' dejando un espacio libre de 0,019'' para el material en todos los lados. Esta configuración del elemento de entremallado de CD tendría un paso de 0,100''.

La conexión de los elementos de rodillo de entremallado de CD se puede ajustar para proporcionar los macro-orificios en la película elastomérica. En una realización, la conexión de los elementos de entremallado de rodillos es de al menos alrededor de 0,12 pulgadas, más específicamente de alrededor de 0,12 pulgadas a aproximadamente 0,20 pulgadas.

Como quiera que los elementos de entremallado de CD son típicamente capaces de unas profundidades de conexión amplias, es importante que el equipo incorpore unos medios para causar que los ejes de los dos rodillos de entremallado permanezcan en paralelo cuando el eje superior se eleva y baja. Esto es necesario para asegurar que los dientes de un rodillo de entremallado siempre caigan entre los dientes del otro rodillo de entremallado y se evite cualquier contacto físico potencialmente dañino en el contacto físico entre los dientes de entremallado. Se puede asegurar este movimiento en paralelo por una disposición de cremallera y engranaje en el cual esté sujeta una cremallera de engranaje estacionaria a cada estructura lateral en yuxtaposición con los miembros deslizables verticalmente. Un eje atraviesa las estructuras laterales y opera en un cojinete en cada uno de los miembros deslizables verticalmente. Un engranaje reside en cada final de este engranaje y opera en conexión con cremalleras para producir el deseado movimiento en paralelo.

Si se desea, el material compuesto puede también estar sujeto a un estirado de entremallado (MD) dirigido por una máquina, aunque el estirado de MD puede típicamente no ser necesario ya que hay provista una respirabilidad suficiente por el estirado de entremallado de CD. El equipo de estirado de entremallado de MD es típicamente idéntico al equipo de estirado de entremallado de CD salvo por el diseño de los rodillos de entremallado. Los rodillos de entremallado de MD se parecen mucho a engranajes rectos de paso fino. En una realización, los rodillos tienen un diámetro de 5,933'', un paso de 0,100'', un paso diametral (30), un ángulo de presión de 14 1/2 grados y son básicamente un engranaje de tapa de cabeza larga. Un segundo paso puede tomarse en estos rodillos con el macho maestro del engranaje, desplazado 0,010'' para proporcionar un diente estrechado, con más espacio libre. Con aproximadamente 0,090'' de conexión, esta configuración tendrá un espacio libre de aproximadamente 0,010'' en los lados del espesor del material. Si se desea, se puede llevar a cabo un estirado adicional, incluyendo un tendedor o un estirado de orientación de dirección de la máquina, aunque, cómo se ha acordado anteriormente, para muchas aplicaciones, el estirado de entremallado de CD será suficiente.

La figura 2 expone una representación esquemática de una realización de los métodos de la invención. Se extrusiona una película elastomérica (6) de un extrusionador (1) a través de un troquel (2) y pasado una cuchilla de aire (3), en un punto entre cilindros formado entre los rodillos (4 y 5). La extrusión es dirigida en o por encima de la temperatura de derretido del material de película, típicamente del orden de aproximadamente 400 - 500°F. Convencionalmente, el rodillo (4) puede ser un rodillo de metal mientras que el rodillo (5) puede ser un rodillo de goma. Dos materiales no tejidos (9, 9) se suministran de los rodillos (13, 13) y la película (6) y los tejidos (9) se pasan a través del punto entre cilindros de los rodillos (4 y 5) para laminar los tejidos a las superficies de la película. La presión entre cilindros se ajusta para obtener la unión prieta deseada entre los materiales no tejidos y la película elastomérica. Típicamente, se emplean presiones de más de aproximadamente 50 libras por pulgada lineal. En una realización más específica, la presión entre cilindros es de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 libras por pulgada lineal, más específicamente de aproximadamente 50 a aproximadamente 120 libras por pulgada lineal. El laminado resultante (12) se dirige por el rodillo (7) pasado un rodillo precalentado opcional (20) y a la sección de estirado incremental donde el laminado se pasa a través de los rodillos de estirado de la dirección transversal incremental (CD) (10 y 11) para formar el material compuesto elastomérico estirado de modo incremental y respirable (14). El material (14) puede opcionalmente ser pasado a través de una sección de estirado adicional donde está sujeto a más estirado. Por ejemplo, el material (14) se muestra en la figura 2 como que pasa otro rodillo precalentado (21) y a través de unos rodillos extensores (MD) de guiado de la máquina incremental (10' y 11'). Una persona con conocimientos en la técnica apreciará que los rodillos precalentados (20 y 21) se pueden omitir si se desea.

Los siguientes ejemplos demuestran las realizaciones específicas de las películas de microporos de múltiples capas de acuerdo con la invención. En los ejemplos, y a lo largo de toda la especificación, las partes y los porcentajes son por peso a no ser que se especifique de otra forma.

Ejemplo 1

En este ejemplo, se prepara un material compuesto de acuerdo con la invención. Una mezcla que consta de aproximadamente un 70 por ciento de peso de un elastomero copolímero de bloque de poli(estireno-butadieno-estireno) y aproximadamente un 30 por ciento de peso de un plastomero de poletileno de metaloceno se extrusiona usando unas técnicas de extrusión de una película convencional. La mezcla es co-extrusionado como una capa de núcleo (B) con las capas exteriores (A) que constan de una mezcla de aproximadamente un 80 por ciento de peso de un polietileno de una densidad muy baja (VLDPE) y aproximadamente un 20 por ciento de peso de un polietileno de una densidad baja (LDPE) para formar una película elastomérica de la estructura (A/B/A).

La película elastomérica resultante es laminada por extrusión en cada superficie de película con un material no tejido de unión por hiladura altamente estirable que tiene un peso de aproximadamente 30 gramos/m^{2}. Se usa una presión entre cilindros de aproximadamente 60 libras por pulgada lineal para formar una unión prieta entre los materiales no tejido y la película elastomerica. El laminado entonces se extiende de modo incremental usando el estirado de entremallado CD con una profundidad de conexión de rodillo de aproximadamente 0,120 de pulga-
da.

El material compuesto resultante tiene un peso de aproximadamente 95 gramos/m^{2} y presenta una buena respirabilidad, una buena elasticidad y un tacto suave. Cuando se extiende aproximadamente un 100%, el material compuesto presenta alrededor de una deformación de un 7%.

Las figuras 3 - 5 muestran vistas del material compuesto: específicamente, la figura 3 consta de una ampliación de 50 veces la película elastomérica estirada del material compuesto, con los macro-orificios que aparecen en las áreas de círculo. La figura 4 consta de una ampliación de 500 veces el material compuesto, con la capa de la película elastomérica indicada en (32) y las capas de material no tejido indicadas en (34). Esta vista muestra la unión prieta entre la película y los materiales no tejidos. La figura 5 consta de una ampliación de 1000 veces la película elastomérica estirada del material compuesto, con un macro-orificio mostrado en ello que tiene un diámetro de aproximadamente 20 \mum.

El material compuesto de este ejemplo está sujeto a la medición del flujo de aire a través de ello como una función de la presión de aire aplicada. Los resultados se muestran en la figura 6 donde se indica el flujo de aire en cc/min/cm^{2} y la presión se indica en libras por pulgada cuadrada.

De modo interesante, se ha determinado que los materiales compuestos de acuerdo con la presente invención no son solo estirables y recuperables, sino también presentan una permeabilidad de aire incrementada en su estado estirado. En este ejemplo, la permeabilidad del aire del material compuesto se mide en pies cúbicos por minuto, como una función del estirado en porcentaje. Se emplea un "Testador de Permeabilidad de aire TexText", modelo FX3300, disponible de ATI (Advanced Testing Instruments) Corporation de Spartansburg, Carolina del Sur, a una presión de 125 Pa (0,018 psi). Los resultados están expuestos en la tabla 1.

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TABLA 1

Medición	Estirado en porcentaje	CFM
1	0	0,16
2	50	0,44
3	100	0,85
4	150	1,10

Los resultados en la Tabla 1 demuestran la permeabilidad de aire incrementada del material compuesto de este ejemplo al estirarse.

Ejemplo 2

En este ejemplo, se prepara un material compuesto de acuerdo con la invención. Se prepara una película elastomérica por extrusión laminando una mezcla de 90 por ciento de peso de un elastomero copolímero de bloque de poli(estireno-butadieno-estireno) y aproximadamente un 10 por ciento de peso de un copolímero de acetato de vinilo de etileno. La película elastomérica es laminada por extrusión en cada superficie de película con un material no tejido de polipropileno estirable unido por hiladura. Se usa una presión entre cilindros de aproximadamente 60 libras por pulgada lineal para formar una unión prieta entre los materiales no tejido y la película elastomérica. Se precalienta el laminado usando un rodillo precalentado que tiene una temperatura de aproximadamente 210°F y se extiende de modo incremental usando un estirado de entremallado CD con una profundidad de conexión de rodillo de aproximadamente 0,130 pulgadas.

El material compuesto resultante es estirable y recuperable, presenta una buena respirabilidad, una buena elasticidad y un tacto suave. Cuando se extiende a aproximadamente un 200%, el material compuesto presenta una deformación permanente de aproximadamente un 20%. El material compuesto tiene un peso de aproximadamente 88 g/m^{2}.

La permeabilidad del aire del material compuesto de este ejemplo se mide de acuerdo con los procedimientos y aparatos descritos en el ejemplo 1. Los resultados se exponen en la Tabla 2.

TABLA 2

Medición	Estirado en porcentaje	CFM
1	0	0,08
2	50	0,78
3	100	1,09
4	150	1,15

Por tanto, el material compuesto de este ejemplo presenta una permeabilidad al aire incrementada al estirarse.

Las ilustraciones específicas y las realizaciones descritas en este documento a modo de ejemplo solo son de naturaleza y no están previstas como siendo una limitación de la invención definida por las reivindicaciones.

Claims

1. Un material compuesto elástico estirado de modo incremental respirable que consta de una película elastomérica interior laminado por extrusión sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película, en el cual la película elastomérica interior tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental que tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum y está sustancialmente libre del rellenador de formación de po-
ros.

2. El material compuesto de la reivindicación 1, que tiene una permeabilidad al aire de al menos 10 cc/min/cm^{2} cuando se le aplica una presión de 0,414 MPa (60 psi).

3. El material compuesto de la reivindicación 1, que tiene una estirabilidad de al menos un 200% con una deformación permanente de no más de un 25%.

4. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual la película elastomérica interior consta de un copolímero en bloque de elastomero, un polímero o un copolímero de olefina de metaloceno elastomérico, un poliuretano elastomérico, un polisiloxano elastomérico o unas mezclas de ello.

5. El material compuesto de la reivindicación 4, en el cual la película elastomérica interior consta de un copolímero en bloque de estireno elastomérico.

6. El material compuesto de la reivindicación 5, en el cual la película elastomérica interior consta de un poli(estireno-butadieno-estireno), poli(estireno- isopreno-estireno), poli(estireno-etileno-butileno- estireno), o combinaciones de estos.

7. El material compuesto de la reivindicación 5, en el cual la película elastomérica interior consta de una mezcla de un copolímero en bloque de estireno elastomérico y un copolímero de polietileno de metaloceno elastomérico.

8. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual la película elastomérica interior es una película de una sola capa.

9. Un material compuesto elástico estirado de modo incremental respirable que consta de una película elastomérica interior laminada por extrusión sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película, en el cual la película elastomérica interior tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental y está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros y en el cual la película elastomérica interior consta de una película de múltiples capas.

10. El material compuesto de la reivindicación 9, en el cual la película elastomérica interior consta de una capa de núcleo que incluye un copolímero en bloque de estireno elastomérico coextrusionado en cada superficie con una capa de cobertura de poliolefina.

11. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual los materiales no tejidos constan individualmente de una poliolefina unida por hiladura.

12. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual cada material no tejido tiene un peso inferior a 40 g/m^{2}.

13. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual cada material no tejido tiene un peso de 12 g/m^{2}.

14. Una ropa formada al menos en parte del material compuesto de la reivindicación 1.

15. Un artículo desechable formado al menos en parte del material compuesto de la reivindicación 1.

16. El artículo desechable de la reivindicación 15, que consta de un pañal.

17. Un material compuesto elástico estirado de modo incremental respirable que consta de una película elastomérica interior que consta de una mezcla de un copolímero en bloque de estireno elastomérico y un copolímero de polietileno de metaloceno elastomérico laminado por extrusión a un material no tejido de poliolefina unido por hiladura exterior en cada superficie de película, en el cual la película elastomérica interior tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental que tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum y está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros.

18. Una ropa formada al menos en parte del material compuesto de la reivindicación 17.

19. Un artículo desechable formado al menos en parte del material compuesto de la reivindicación 17.

20. El artículo desechable de la reivindicación 19, que consta de un pañal.

21. Un material compuesto elástico estirado de modo incremental respirable que consta de una película elastomérica de laminación por extrusión sobre un material no tejido en una o en las dos superficies de película, en el cual la película elastomérica interior tiene un patrón al azar de macro-orificios formados por estirado incremental que tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum y está sustancialmente libre del rellenador de formación de po-
ros.

22. Una ropa formada al menos en parte del material compuesto de la reivindicación 21.

23. Un artículo desechable formado al menos en parte del material compuesto de la reivindicación 21.

24. El artículo desechable de la reivindicación 23, que consta de un pañal.

25. Un método de fabricación de un material compuesto elastomérico estirado respirable que consta de la laminación por extrusión de una película elastomérica interior sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película para unir a ello de modo prieto los materiales no tejidos; y estirar de modo incremental el laminado resultante para formar un patrón al azar de macro-orificios que tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum en la película elastomérica interior,en el cual la película elastomérica interior está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros.

26. Un método de fabricación de un material compuesto elastomérico estirado respirable que consta de la laminación por extrusión de una película elastomérica interior sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película a una presión entre cilindros de más de 222 N por 2,54 cm (50 libras por pulgada lineal) para unir a ello de modo prieto los materiales no tejidos; y estirar de modo incremental el laminado resultante para formar un patrón al azar de macro-orificios en la película elastomérica interior, en el cual la película elastomérica interior está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros.

27. El método de la reivindicación 25, en el cual el estirado incremental consta de un estirado de entremallado (CD) de guiado transversal.

28. El método de la reivindicación 27, en el cual el estirado de entremallado de CD emplea una conexión de rodillos de entremallado de al menos 0,305 cm (0,12 pulgadas).

29. El método de la reivindicación 25, en el cual el material compuesto tiene una permeabilidad al aire de al menos aproximadamente 10 cc/min/cm^{2} cuando se le aplica una presión de 0,414 MPa (60 psi).

30. Un método de fabricación de un material compuesto elastomérico estirado respirable que consta de la laminación por extrusión de una película elastomérica interior sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película para unir a ello de modo prieto los materiales no tejidos; y

estirar de modo incremental el laminado resultante para formar un patrón al azar de macro-orificios en la película elastomérica interior, en el cual la película elastomérica interior está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros y en el cual el material compuesto tiene una estirabilidad de al menos un 200% con una deformación permanente de no más de un 25%.

31. El método de la reivindicación 25, en el cual la película elastomérica interior consta de un copolímero en bloque de estireno elastomérico.

32. El método de la reivindicación 25, en el cual la película elastomérica interior consta de una mezcla de un copolímero en bloque de estireno elastomérico y de un copolímero de polietileno de metaloceno elastomérico.

33. Un método de fabricación de un material compuesto elastomérico respirable que consta de la laminación por extrusión de una película elastomérica interior sobre un material no tejido exterior en cada superficie de película para unir a ello de modo prieto los materiales no tejidos; y estirar de modo incremental el laminado resultante para formar un patrón al azar de macro-orificios en la película elastomérica interior, en el cual la película elastomérica interior está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros y en el cual la película elastomérica interior consta de una capa de núcleo que consta de un copolímero en bloque de estireno elastomérico, coextrusionado en cada superficie con una capa de cobertura de poliolefina.

34. El método de la reivindicación 25, en el cual los materiales no tejido constan individualmente de una poliolefina unida por hiladura.

35. El método de la reivindicación 25, en el cual cada material no tejido tiene un peso inferior a 40 g/m^{2}.

36. El método de la reivindicación 25, en el cual cada material no tejido tiene un peso de 12 g/m^{2}.

37. Un método de fabricación de un material compuesto elastomérico respirable que consta de la laminación por extrusión de una película elastomérica sobre un material no tejido exterior en uno o en las dos superficies de película para unir a ello de modo prieto el material no tejido; y estirar de modo incremental el laminado resultante para formar un patrón al azar de macro-orificios que tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 100 \mum en la película elastomérica, en el cual la película elastomérica está sustancialmente libre del rellenador de formación de poros.

38. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual los macro-orificios tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 50 \mum.

39. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual los macro-orificios tienen un diámetro medio que va desde 15 \mum a 35 \mum.

40. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 5 a 500 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

41. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 10 a 100 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

42. El material compuesto de la reivindicación 1, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 25 a 75 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

43. El material compuesto de la reivindicación 17 en el cual los macro-orificios tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 50 \mum.

44. El material compuesto de la reivindicación 17, en el cual los macro-orificios tienen un diámetro medio que va desde 15 \mum a 35 \mum.

45. El material compuesto de la reivindicación 17, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 5 a 500 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

46. El material compuesto de la reivindicación 17, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 10 a 100 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

47. El material compuesto de la reivindicación 17, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 25 a 75 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

48. El material compuesto de la reivindicación 21, en el cual los macro-orificios tienen un diámetro medio que va desde 10 \mum a 50 \mum.

49. El material compuesto de la reivindicación 21, en el cual los macro-orificios tienen un diámetro medio que va desde 15 \mum a 35 \mum.

50. El material compuesto de la reivindicación 21, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 5 a 500 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

51. El material compuesto de la reivindicación 21, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 10 a 100 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).

52. El material compuesto de la reivindicación 21, en el cual la concentración de los macro-orificios en ello está en una gama que va desde 25 a 75 por 6,45 cm^{2} (1 pulgada^{2}).