ES2266643T3 - Procedimiento para fabricar una pelicula compuesta elastica permeable al aire. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar una película compuesta elástica permeable al aire que presenta una capa intermedia elástica y capas exteriores de material fibroso no tejido dispuestas por ambas caras de la misma, en el que 1.1)se alimenta una película de masa fundida de elastómero termoplástico a un mecanismo de forrado y se introduce dicha película en estado termoplastificado entre dos bandas de material fibroso no tejido que entran en el mecanismo de forrado, 1.2)se enfría la capa intermedia fundida del material multicapa hasta la temperatura de solidificación y se obtiene así un conjunto de forrado con capas de cubierta consistentes en material fibroso no tejido, y 1.3)se alimenta seguidamente el conjunto de forrado a una estación de soldadura ultrasónica en la que se funde en sitios discretos la capa intermedia elastómera mediante soldaduras puntiformes por ultrasonidos, conservándose la sustancia del material fibroso no tejido y obteniéndose estructuras permeables al aire en los sitios fundidos.
Description
Procedimiento para fabricar una película
compuesta elástica permeable al aire.
La invención concierne a un procedimiento para
fabricar una película compuesta elástica permeable al aire que
presenta una capa intermedia elastómera y capas exteriores
dispuestas por ambas caras de la misma y hechas de un material
fibroso no tejido. Una película compuesta de esta clase se emplea,
por ejemplo, en la fabricación de pañales braga como manguito de
remate elástico. Tiene que ser elástica y ampliamente hermética a
los líquidos. Para mejorar la comodidad de uso, posee una superficie
textil y es permeable al aire.
En un procedimiento conocido por el documento DE
42 38 541 A1 se aplican por ambas caras bandas de material
constituidas por material fibroso no tejido sobre una película
portadora elastómera prefabricada y dilatada y se unen dichas bandas
de manera puntiforme con la película portadora por medio de
soldadura ultrasónica. En los sitios de soldadura se funde
completamente la lámina portadora, uniéndose las bandas exteriores
de material no tejido una con otra e integrándose en el material
parcialmente fundido de la película portadora. Se originan entonces
zonas permeables al aire que están cubiertas por una fina estructura
reticular obtenida a partir de hilos de material no tejido. Para
establecer una unión suficientemente sólida de las capas es
necesario un gran número de soldaduras por puntos uniformemente
distribuidas por la banda de material. Queda fijada así también la
distribución de los sitios permeables al aire. En el procedimiento
conocido no existe posibilidad alguna de fijar la disposición de las
zonas permeables al aire en una forma relacionada con uso ni de
concentrarla, por ejemplo, sobre determinados tramos de la película
compuesta. La resistencia del conjunto de la película compuesta
conocida está también aún necesitada de mejora.
En un procedimiento conocido por el documento WO
01/54900 A1 para la fabricación de una película compuesta elástica
se alimenta una película de masa fundida de elastómero termoplástico
a un mecanismo de forrado y se introduce dicha película en estado
termoplastificado entre dos bandas de material fibroso no tejido que
entran en el mecanismo de forrado. La capa intermedia fundida del
material multicapa es enfriada hasta la temperatura de
solidificación y se obtiene así un conjunto de forrado con capas de
cubierta constituidas por material fibroso no tejido. El material no
es permeable al aire.
Se conoce por el documento US 5 554 246 el
recurso de perforar posteriormente un conjunto de forrado y hacerlo
así permeable al aire. Para la perforación se emplean herramientas
troqueladoras en forma de rodillos dotados de púas. Las herramientas
troqueladoras atraviesan mecánicamente el material compuesto.
La invención se basa en el problema de indicar
un procedimiento para fabricar una película compuesta elástica
permeable al aire con el que pueda obtenerse un material de alta
resistencia de trabazón y en el que puedan fijarse las zonas
permeables al aire en una forma relacionada con su uso. En este
caso, el número de pasos del procedimiento deberá ser lo más pequeño
posible para que la lámina compuesta pueda ser fabricada a bajo
coste.
Es objeto de la invención y solución de este
problema un procedimiento para fabricar una película compuesta
elástica permeable al aire que presenta una capa intermedia
elastómera y capas exteriores de material fibroso no tejido
aplicadas por ambas caras de la misma, en el que
- a)
- se alimenta una película de masa fundida de elastómero termoplástico a un mecanismo de forrado y se introduce dicha película en estado termoplastificado entre dos bandas de material fibroso no tejido que entran en el mecanismo de forrado,
- b)
- se enfría la capa intermedia fundida del material multicapa hasta la temperatura de solidificación y se obtiene así un conjunto de forrado con capas de cubierta consistentes en material fibroso no tejido, y
- c)
- se alimenta seguidamente el conjunto de forrado a una estación de soldadura ultrasónica en la que se funde por ultrasonidos la capa intermedia elastómera por medio de soldaduras puntiformes, conservándose la sustancia del material fibroso no tejido en sitios discretos y obteniéndose estructuras permeables al aire en los sitios fundidos.
El enfriamiento de la capa intermedia fundida se
efectúa convenientemente en un rodillo de acero enfriado en una
rendija del mecanismo de forrado limitada por dos rodillos. En la
estación de soldadura ultrasónica adyacente al mecanismo de forrado
se funde la capa de elastómero en sitios discretos por medio de
soldaduras puntiformes, conservando las capas de cubierta sus
estructuras de forma fibrosa. Resultan zonas permeables al aire que
están cubiertas por una fina estructura fibrosa de las capas
exteriores. Durante la fusión parcial de la capa de elastómero
enfriada y solidificada en el mecanismo de forrado se integran las
fibras de las capas de cubierta en el material termoplastificado de
la capa de elastómero. Esta fijación adicional del material no
tejido refuerza la trabazón del material ya existente.
Preferiblemente, el conjunto de forrado es
conducido en la estación de soldadura ultrasónica sobre una rodillo
de soldadura con púas de soldadura sobresalientes por el lado del
perímetro, generándose vibraciones ultrasónicas en las superficies
de contacto entre las púas de soldadura y el conjunto de forrado. La
herramienta ultrasónica puede construirse especialmente en forma de
dos rodillos, presentando un rodillo una superficie periférica lisa
y formando un contrafuerte para el proceso de soldadura y estando
formado el otro rodillo como un rodillo de soldadura con púas de
soldadura sobresalientes por el lado del perímetro y representando
el sonotrodo de la herramienta.
En otra ejecución la invención aporta la
enseñanza de que la película de masa fundida constituida por un
material elastómero es alimentada al mecanismo de forrado en tiras
paralelas distanciadas una de otra y es introducida entre las bandas
de material consistentes en material fibroso no tejido. Las bandas
de material consistentes en material fibroso no tejido se pegan
entonces una con otra en las zonas situadas entre las tiras de
película de masa fundida, aplicándose el pegamento en forma de
tiras, antes de la entrada de las bandas de material en el mecanismo
de forrado, sobre al menos una de las dos bandas de material. Como
pegamento se pueden utilizar, por ejemplo, pegamentos termofusibles
que pueden ser rociados sobre la banda de material. Las boquillas de
rociado pueden disponerse cerca del rodillo de acero enfriado del
mecanismo de forrado. A continuación del mecanismo de forrado, la
banda compuesta de material recorre la estación de soldadura
ultrasónica en la que se producen de la manera ya descrita
estructuras permeables en los tramos elásticos del material
compuesto.
Está también dentro del ámbito de la invención
que se fabrique una película de masa fundida multicapa por
coextrusión y se introduzca ésta en estado termoplastificado entre
las bandas de material fibroso no tejido que entran en el mecanismo
de forrado, consistiendo al menos una capa de la película de masa
fundida en un elastómero termoplástico. El material de las capas que
entran en contacto con el material fibroso no tejido puede fijarse y
optimizarse según criterios adicionales. Se obtienen ventajas, tal
como, por ejemplo, un mejor control de la adherencia del conjunto
entre el núcleo elástico de la película y el material fibroso no
tejido exterior. Además, mediante una fijación adecuada del
material se puede mejorar la estabilidad de la película compuesta
frente a influencias del medio ambiente y frente a sustancias, por
ejemplo en agentes de protección de la piel. El empleo de una
película de masa fundida multicapa fabricada por coextrusión es
posible en todas las ejecuciones anteriormente descritas del
procedimiento según la invención.
El conjunto de forrado fabricado según el
procedimiento conforme a la invención puede ser seguidamente
estirado en dirección longitudinal y/o transversalmente a la
dirección de retirada o bien puede ser sometido a un estiramiento
incremental. Mediante el tratamiento posterior, la película
compuesta obtiene una elasticidad más alta en las zonas
estiradas.
A continuación, se explica la invención con más
detalle haciendo referencia a un dibujo que representa únicamente un
ejemplo de realización. Muestran:
La figura 1, un esquema del procedimiento según
la invención y
La figura 2, otra ejecución del procedimiento
según la invención.
El procedimiento representado en las figuras
sirve para fabricar una película compuesta elástica permeable al
aire que presenta una capa intermedia elastómera y capas de cubierta
de un material fibroso no tejido.
En el procedimiento representado en la figura 1
se fabrica por extrusión una película 1 de masa fundida a partir de
un elastómero termoplástico y se alimenta esta película a un
mecanismo de forrado 2. La película 1 se coloca en estado
termoplastificado entre bandas 3 de un material fibroso no tejido
que entran también en el mecanismo de forrado 2. La capa intermedia
fundida del material multicapa es enfriada hasta la temperatura de
solidificación, obteniéndose un conjunto de forrado 4 con una capa
intermedia elastómera y unas capas de cubierta de material fibroso
no tejido. El conjunto de forrado 4 es alimentado seguidamente a una
estación de soldadura ultrasónica 5 en la que se funde en sitios
discretos la capa de elastómero mediante soldaduras puntiformes por
ultrasonidos, conservándose la sustancia del material fibroso no
tejido. Se originan entonces estructuras permeables al aire en los
sitios fundidos. Para las soldaduras ultrasónicas puntiformes se
emplea un rodillo de soldadura 6 que presenta púas de soldadura 7
sobresalientes por el lado del perímetro. El conjunto de forrado 4
es conducido sobre la superficie periférica del rodillo 6,
generándose vibraciones ultrasónicas en las superficies de contacto
entre las púas de soldadura 7 y el conjunto de forrado 4. A este
fin, las púas de soldadura 7 pueden estar equipadas con cabezas
ultrasónicas 8. Sin embargo, no deberán excluirse tampoco otros
dispositivos con los cuales se puedan realizar soldaduras
ultrasónicas puntiformes en películas de plástico.
En la ejecución del procedimiento según la
invención, representada en la figura 2, se alimenta la película 1 de
masa fundida al mecanismo de forrado 2 en forma de tiras paralelas 9
distanciadas una de otra y se introduce dicha película entre las
bandas 3 consistentes en material fibroso no tejido. Las bandas 3 de
material fibroso no tejido se pegan una con otra en zonas 10
situadas entre las tiras de película de masa fundida. En el ejemplo
de realización se efectúa un pegado superficial de estas bandas de
material 3, aplicándose el pegamento en tiras sobre al menos una de
las bandas de material 3 antes de la entrada de dichas bandas de
material en el mecanismo de forrado 2.
En el procedimiento representado en la figura 1
y la figura 2 se puede emplear también como película de masa fundida
una película de masa fundida multicapa fabricada por coextrusión, la
cual es introducida en estado termoplastificado entre las bandas de
material 3 que entran en el mecanismo de forrado. Para las capas de
la película coextruida se pueden emplear materiales diferentes. Al
menos una capa de la película de masa fundida consiste en este caso
en un elastómero termoplástico.
Las películas compuestas fabricadas según el
procedimiento de la invención pueden ser estiradas seguidamente en
dirección longitudinal y/o transversalmente a la dirección de
retirada o bien pueden ser sometidas a un estiramiento incremental
para mejorar la elasticidad del material. Para el tratamiento
posterior mecánico se puede recurrir a dispositivos conocidos que no
se han representado aquí.
Según el esquema del procedimiento representado
en la figura 1, se extruye en una instalación de extrusión 11 con
boquilla de ranura ancha un material compuesto a base de copolímero
de bloques de estireno-etileno (SEBS) con una
adición de copolímero de polietileno. La anchura de la boquilla es
de 1000 mm. La ranura de la boquilla se ajusta a 0,7 mm. A una
temperatura de 200 \pm 5ºC se extruye la masa fundida directamente
en el mecanismo de forrado 2, que presenta un rodillo de acero
enfriado 12 y un rodillo de goma 12'. Se desenrollan dos capas de
material no tejido de polipropileno y se alimentan éstas al
mecanismo de forrado 2 como bandas de material exteriores 3. La masa
fundida de polímero fluye entre las dos capas del material no tejido
de fibras de polipropileno y se enfría en el rodillo de
enfriamiento 12 de acero hasta por debajo de la temperatura de
solidificación. La temperatura del rodillo de enfriamiento 12 de
acero asciende a 60ºC. La rendija de forrado se ajusta a 0,09 mm.
Directamente después de abandonar el mecanismo de forrado 2, el
material compuesto es alimentado a la estación de soldadura
ultrasónica 5 y recorre una herramienta de soldadura constituida por
rodillos 6, 13 dispuestos en pareja. Un rodillo 13 posee una
superficie periférica lisa que sirve como contrafuerte para la
herramienta. El otro rodillo 6 está construido como un rodillo de
soldadura con púas de soldadura 7 sobresalientes por el lado del
perímetro y representa el sonotrodo de la herramienta. Con la
herramienta de soldadura ultrasónica se suelda puntualmente de parte
a parte la película compuesta constituida por dos bandas de material
fibroso no tejido y una capa intermedia elastómera, obteniéndose una
estructura permeable a aire. En los sitios ultrasónicamente soldados
es también mayor la adherencia entre las capas del laminado que en
las zonas circundantes.
Según el esquema de la instalación representado
en la figura 2, se utiliza una boquilla de extrusión especial 14
desde la cual se alimenta la película de masa fundida al mecanismo
de forrado 2 en forma de tiras paralelas 15 distanciadas una de otra
y se introduce dicha película entre las bandas 3 consistentes en
material fibroso no tejido. Las tiras 15 consistentes en un
elastómero termoplástico presentan un espesor de aproximadamente 100
\mum y tienen una anchura de 50 mm. La distancia entre las tiras
asciende en cada caso a 100 mm. Sobre un material no tejido entrante
3 de fibras de polipropileno se rocía en forma de tiras un pegamento
en caliente a base de copolímero de bloques de
estireno-isopreno-estireno (SIS). La
anchura de las tiras termofusibles asciende a 105 mm en el caso de
una distancia de aproximadamente 40 mm entre las tiras
termofusibles. Las tiras termofusibles están posicionadas de modo
que se produce un pegado entre las dos bandas de material fibroso no
tejido en las zonas 10, en las cuales no están presentes tiras
elastómeras. El material compuesto fabricado según el procedimiento
descrito es hecho a continuación permeable al aire y pegado
puntualmente de la manera anteriormente descrita por medio de
soldaduras ultrasónicas. Se obtiene una película compuesta permeable
al aire con incrustaciones de tiras elásticas.
Claims (7)
1. Procedimiento para fabricar una película
compuesta elástica permeable al aire que presenta una capa
intermedia elástica y capas exteriores de material fibroso no tejido
dispuestas por ambas caras de la misma, en el que
- 1.1)
- se alimenta una película de masa fundida de elastómero termoplástico a un mecanismo de forrado y se introduce dicha película en estado termoplastificado entre dos bandas de material fibroso no tejido que entran en el mecanismo de forrado,
- 1.2)
- se enfría la capa intermedia fundida del material multicapa hasta la temperatura de solidificación y se obtiene así un conjunto de forrado con capas de cubierta consistentes en material fibroso no tejido, y
- 1.3)
- se alimenta seguidamente el conjunto de forrado a una estación de soldadura ultrasónica en la que se funde en sitios discretos la capa intermedia elastómera mediante soldaduras puntiformes por ultrasonidos, conservándose la sustancia del material fibroso no tejido y obteniéndose estructuras permeables al aire en los sitios fundidos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el enfriamiento de la capa intermedia
fundida se efectúa en un rodillo de acero enfriado dentro de una
rendija limitada por dos rodillos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el conjunto de forrado se conduce en la
estación de soldadura ultrasónica sobre un rodillo de soldadura con
púas de soldadura sobresalientes por el lado del perímetro,
generándose vibraciones ultrasónicas en las superficies de contacto
entre las púas de soldadura y el conjunto de
forrado.
forrado.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la película de
masa fundida se alimenta al mecanismo de forrado en forma de tiras
paralelas distanciadas una de otra y se introduce entre las bandas
consistentes en material fibroso no tejido, y porque las bandas
consistentes en material fibroso no tejido se pegan una con otra en
las zonas situadas entre las tiras de película de masa fundida.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque las bandas de material se pegan en su
superficie, aplicándose el pegamento en forma de tiras sobre al
menos una de las dos bandas de material antes de la entrada de
dichas bandas de material en el mecanismo de forrado.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se fabrica por
coextrusión una película multicapa de masa fundida y se introduce
esta película en estado termoplastificado entre las bandas de
material fibroso no tejido que entran en el mecanismo de forrado,
consistiendo al menos una capa de la película de masa fundida en un
elastómero termoplástico.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el conjunto de
forrado que sale de la estación de soldadura ultrasónica es estirado
en dirección longitudinal y/o transversalmente a la dirección de
retirada o bien es sometido a un estiramiento incremental.
Applications Claiming Priority (2)
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