ES2287805T3

ES2287805T3 - Tejido de bucles.

Info

Publication number: ES2287805T3
Application number: ES04810161T
Authority: ES
Inventors: Jayshree Seth; Dennis L. Becker
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2007-12-16
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: WO2005068189A1; EP1706264A1; RU2006121728A; TWI334386B; PL1706264T3; US7303805B2; DE602004006781D1; JP2007515320A; BRPI0417957A; TW200528274A; CN100537221C; US20050136213A1; CN1918004A; EP1706264B1; AR047145A1; ATE363383T1; JP4988357B2; BRPI0417957B1; KR101211308B1; KR20060129287A

Abstract

Un material mixto de bucles que comprende: una capa de material no tejido de bucles conformada a partir de una banda no tejida compuesta de fibras formadas a partir de polímeros termoplásticos, copolímeros termoplásticos o mezclas de los mismos; y una capa pelicular inelástica orientada, unida directamente a la capa del material de bucles en una zona unida, en el que el material mixto tiene zonas unidas y zonas no unidas y la capa pelicular está orientada al menos entre las zonas unidas, cuyas zonas no unidas forman partes arqueadas de la capa de material no tejido de bucles en el material mixto.

Description

Tejido de bucles.

Antecedentes y sumario

La presente invención se refiere a un material de bucles, de bajo coste, para un sujetador de ganchos y bucles, que tiene al menos una lámina de material no tejido y flexible unido intermitentemente a una película orientada inelástica. La invención además se refiere a métodos para producir estos materiales de bucles.

Los tejidos de bucles formados por laminación de géneros no tejidos sobre una película son conocidos, por ejemplo, por la Patente de EE.UU. n.º 5.032.122 en la que se forman proporcionando un soporte de material orientable, en su estado inestable dimensionalmente; posicionando una pluralidad de filamentos sobre el soporte; afianzando los filamentos al soporte en zonas espaciadas fijas a lo largo de cada uno de los filamentos, definiendo entre cada par de zonas fijas una zona de agarre no afianzada; y haciendo que el material orientable se transforme a su estado estable dimensionalmente a lo largo de su recorrido de respuesta, frunciéndose con ello los filamentos en las zonas de agarre de modo que forman elementos fibrosos que sobresalen del soporte entre las zonas fijas. La Patente de EE.UU. n.º 5.547.531 describe la formación de un tejido de bucles mediante un método que comprende las etapas de proporcionar una primera lámina que comprende una película elastomérica con adhesivo sensible a la presión, que tiene una primera superficie adhesiva y una segunda superficie adhesiva opuesta a dicha primera superficie adhesiva; una orientación relajada y una orientación alargada; estirar dicha primera lámina desde dicha orientación relajada hasta dicha orientación alargada; poner en contacto una segunda lámina, que comprende una banda no tejida, con dicha primera superficie de dicha primera lámina en dicha orientación alargada, uniendo así directamente dicha segunda lámina y dicha primera lámina formando un material estratificado; y relajar dicha primera lámina de modo que se frunza dicha segunda lámina formando zonas de agarre capaces de entrelazarse con los ganchos de un componente macho de sujeción complementario. La Patente de EE.UU. n.º 5.595.567 también usa una banda no tejida que preferiblemente se une con un soporte mientras el soporte está en su orientación inestable alargada. Las uniones constructivas forman un patrón de unión que une al soporte la banda no tejida. Cuando se contrae el soporte desde su orientación alargada hasta su orientación relajada, las zonas no afianzadas de la banda no tejida se fruncen y se extienden hacia fuera del soporte formando zonas de agarre que son capaces de entrelazarse con los elementos de enganche de un componente macho de sujeción complementario. La Patente de EE.UU. n.º 5.256.231 describe un método de proporcionar una lámina de material de bucles adaptada para cortarse en piezas que forman partes de material de bucles, para sujetadores del tipo que comprende partes de material de ganchos y de material de bucles que pueden engancharse de modo soltable e incorporarse en artículos tales como prendas o pañales desechables. La lámina de material de bucles incluye una lámina de fibras orientadas longitudinalmente, que tienen partes de anclaje y partes arqueadas que sobresalen en dirección opuesta a las partes de anclaje, y una capa de material termoplástico de soporte, extruido sobre las partes de anclaje, que se une a las partes de anclaje formando al menos una parte de un soporte del material de bucles.

Todos estos métodos de formar materiales de bucles recalcan la importancia de que las fibras del material de bucles sobresalgan hacia fuera de un soporte o capa base. Esto aumenta la posibilidad de que las fibras se enganchen con los elementos de ganchos adecuados. No obstante, los soportes por lo general están especializados y son costosos, inestables dimensionalmente o gruesos. Se desea proporcionar un material de bucles cuyas fibras sobresalgan de un soporte que sea delgado, de alta resistencia (estable dimensionalmente), de bajo coste y fácil de fabricar.

Breve descripción

La presente invención proporciona un material mixto de bucles, mejorado y de alta resistencia, inelástico y estable dimensionalmente, que comprende una película inelástica orientada que se extiende al menos en una primera dirección y una o más láminas de material no tejido y flexible unidas intermitentemente a lo largo de al menos una parte de la superficie de la película inelástica orientada. Preferiblemente, el material de bucles tiene partes de unión, espaciadas regularmente, entre el material no tejido y la película orientada. Estas partes de anclaje y de unión intermitente están separadas por partes no unidas donde la película y el material no tejido están enfrentados, pero no están unidos. Estos materiales mixtos de bucles proporcionan ventajas únicas, tal como un material de bucles de bajo coste, flexible o blando, estable dimensionalmente, de buenos resultados, que es relativamente simple de fabricar.

Según la presente invención también se proporciona un método para formar una lámina de tejido de bucles que comprende (1) proporcionar una primera lámina de material no tejido y flexible (p. ej., una banda no tejida de fibras, y/o hebras, naturales y/o poliméricas); (2) conformar la primera lámina de material no tejido y flexible, de modo que tenga partes arqueadas que sobresalgan, en la misma dirección, de las partes de anclaje espaciadas de la primera lámina de material no tejido y flexible; (3) extruir una lámina de material termoplástico que sea inelástico (p. ej., poliésteres, poliolefinas, nailones, poliestirenos) sobre la primera lámina de material flexible de bucles; (4) suministrar el termoplástico de la película, cuando está fundido, al menos hacia las partes de anclaje espaciadas de la primera lámina de material no tejido y flexible, para unir la lámina extruida de la película termoplástica al material no tejido en lugares de unión o en las partes de anclaje; y (5) orientar el material mixto de lámina y de género no tejido, unidos por extrusión, al menos en la dirección longitudinal de la lámina, orientando así la lámina y reduciendo la altura de las partes arqueadas del material no tejido. Con este método se proporciona un novedoso material mixto de bucles, no tejido y similar a una lámina, que comprende un material no tejido y flexible unido intermitentemente a una película orientada, delgada y de alta resistencia.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describe la presente invención con referencia a los dibujos anejos, donde las referencias numéricas iguales remiten a partes iguales en las diversas vistas, y en los que:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización de un material precursor de bucles, preparado según la presente invención;

la Figura 2 es una vista esquemática de una primera realización de un material de bucles, preparado según la invención, que usa el material precursor de la Fig. 1;

la Figura 3 es una vista esquemática que ilustra un método de formar el material de bucles de la invención representado en la Fig. 1;

la Figura 4 es una vista superior de los miembros de ondulación representados en la Fig. 3;

la Figura 5 es una vista superior de miembros de ondulación alternativos que podrían sustituir a los miembros de ondulación ilustrados en la Fig. 4.

Descripción detallada

El tejido mixto de bucles se forma, preferiblemente, extruyendo una película inelástica sobre las partes de anclaje de una primera lámina de material no tejido y flexible, formada de modo que tenga partes arqueadas que se extiendan desde las partes de anclaje, seguido por la orientación para proporcionar un material mixto de bucles reforzado. La película fundida encapsula las fibras de las partes de anclaje, creando lugares de unión. La película fundida puede formar lugares de unión a lo largo de toda o parte de la longitud de la película en que haya partes de anclaje, (p. ej., una parte plana del material no tejido). La película inelástica solidificada tiene en general una morfología uniforme a lo largo de su longitud, incluyendo los lugares de unión. La película puede apretarse contra las partes de anclaje en los lugares de unión, aumentando la resistencia de la unión entre la lámina no tejida y la película.

Un método para conformar un material de bucles no tejido con estructuras arqueadas de material no tejido entre lugares de unión espaciados, comprende una etapa de conformar un material no tejido y arqueado precursor, que puede comprender las etapas siguientes. Se proporcionan miembros de ondulación primero y segundo, cilíndricos en general, cada uno de los cuales tiene un eje e incluye una multiplicidad de nervios espaciados que definen la periferia de los miembros de ondulación. Los nervios tienen superficies externas y definen espacios entre los nervios, adaptados para recibir partes de nervios del otro miembro de ondulación engranando entre sí y con la lámina de material flexible situada entre ellos. Los nervios pueden tener la forma de nervios paralelos, espaciados radial o longitudinalmente, o pueden cruzarse definiendo formas regulares o irregulares, siendo los nervios lineales, curvos, continuos o intermitentes. Los miembros de ondulación se montan axialmente paralelos entre sí, con partes de los nervios opuestos engranando entre sí. Se hace girar al menos uno de los miembros de ondulación. La lámina de material no tejido y flexible se introduce entre las partes engranadas de los nervios para conformar la lámina de material no tejido y flexible sobre la periferia de uno de los miembros de ondulación. Esto forma las partes arqueadas de la lámina de material no tejido y flexible, en los espacios existentes entre los nervios de un primer miembro de ondulación, y las partes de anclaje de la lámina de material no tejido y flexible, a lo largo de las superficies externas de los nervios del primer miembro de ondulación. La lámina conformada de material no tejido y flexible se retiene a lo largo de la periferia del primer miembro de ondulación, durante una distancia predeterminada, después de su movimiento por las partes engranadas de los nervios. Después de formar el material arqueado no tejido precursor, se extruye una película inelástica en una etapa de extrusión que incluye proporcionar una extrusora que, a través de una boquilla con una abertura de boquilla, extruye una lámina de material fundido termoplástico sobre las partes de anclaje de la lámina de material no tejido y flexible, a lo largo de la periferia del primer miembro de ondulación y dentro de la distancia predeterminada mencionada anteriormente. El material mixto unido por extrusión y formado de este modo, se orienta después haciendo que la lámina experimente una orientación molecular, al menos entre los lugares de unión espaciados entre sí. El grado de orientación generalmente está entre al menos 1,25 y 1,0, al menos en la dirección longitudinal, y puede estar entre 4,0 y 1,0 en la dirección longitudinal, preferiblemente la lámina unida por extrusión se orienta en dos o más direcciones entre 2,5 y 1,0, preferiblemente entre 1,5 y 1,0.

Las fibras adecuadas para formar el material no tejido de bucles de la capa fibrosa no tejida pueden producirse a partir de una amplia diversidad de polímeros termoplásticos que son conocidos para formar fibras. Los polímeros termoplásticos adecuados se seleccionan entre poliolefinas, poliamidas, poliésteres, copolímeros que contengan monómeros acrílicos, y mezclas y copolímeros de los mismos. Las poliolefinas adecuadas incluyen polietileno, p. ej., polietileno lineal de baja densidad, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad y polietileno de media densidad; polipropileno, p. ej., polipropileno isotáctico, polipropileno sindiotáctico, mezclas de los mismos y mezclas de polipropileno isotáctico y polipropileno atáctico; y polibutileno, p. ej., poli(1-buteno) y poli(2-buteno); polipenteno, p. ej., poli-4-metilpenteno-1 y poli(2-penteno); además de mezclas y copolímeros de los mismos. Las poliamidas adecuadas incluyen nailon 6, nailon 6/6, nailon 10, nailon 4/6, nailon 10/10, nailon 12, nailon 6/12, nailon 12/12, y copolímeros hidrófilos de poliamidas, tales como copolímeros de caprolactama y un óxido de alquileno, p. ej., óxido de etileno, y copolímeros de hexametilen adipamida y un óxido de alquileno, además de mezclas y copolímeros de los mismos. Los poliésteres adecuados incluyen poli(etilen tereftalato), poli(butilen tereftalato), poli(ciclohexilendimetilen tereftalato), y mezclas y copolímeros de los mismos. Los copolímeros acrílicos incluyen los de etileno-ácido acrílico, etileno-ácido metacrílico, etileno-metilacrilato, etileno-etilacrilato, etileno-butilacrilato y mezclas de los mismos. Los polímeros particularmente adecuados son poliolefinas, incluyendo polietileno, p. ej., polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de media densidad, polietileno de alta densidad y mezclas de los mismos; polipropileno; polibutileno; además de mezclas y copolímeros de los mismos.

Las fibras preformadas pueden hacerse en forma de banda fibrosa no tejida por cualquier método adecuado, tal como cardado, métodos rando-webber, hidroentrelazado, y punzonado con agujas. Alternativamente, la banda fibrosa no tejida puede formarse directamente a partir de polímeros termoplásticos de formación de fibras, por ejemplo mediante hilado con autoencolado o mediante fundido y soplado, y técnicas similares que formen directamente materiales no tejidos a partir de un polímero fundido. Estos materiales no tejidos pueden modificarse agregando y mezclando otros materiales particulados o fibrosos adicionales, recubiertos o que incluyan aditivos de fusión adecuados para el uso final previsto. Generalmente, la banda fibrosa no tejida, usada para formar el material mixto de bucles de la invención, tendrá entre 10 y 100 g/m^{2}, preferiblemente entre 15 y 50 g/m^{2} y comprenderá, al menos en parte, fibras termoplásticas adecuadas para la unión, tal como al menos el 10 por ciento de fibras termoplásticas unibles, en una realización específica entre el 20 por ciento y el 100 por cien de fibras termoplásticas unibles.

La Fig. 1 ilustra un material no tejido de bucles precursor, antes de la orientación, indicado en general con la referencia numérica 10, cuyo material estratificado no tejido 10 se orienta y después generalmente se corta en piezas destinadas a usarse en un sistema de cierre individual. Generalmente, el material estratificado no tejido 10 tiene un soporte 11 que comprende una película termoplástica con superficies delantera y trasera, 13 y 14. La banda no tejida 16 tiene partes indeformadas de anclaje 17 unidas de modo autógeno al soporte 11 formando posiciones de unión 18. Las posiciones de unión 18 de la Fig. 1 están situadas a lo largo de la superficie delantera 13 junto con partes arqueadas 20 de la banda no tejida 16 que sobresalen de la superficie delantera 13 de la capa soporte 111 entre las posiciones de unión 18. Como se muestra en la Fig. 1, las posiciones de unión pueden ser hileras continuas que se extiendan transversalmente en el material mixto no tejido de bucles 10. No obstante, las posiciones de unión pueden adoptar cualquier patrón incluyendo, por ejemplo, líneas intermitentes, celdas hexagonales, celdas romboidales, celdas cuadradas, uniones puntuales aleatorias, uniones puntuales con figuras geométricas, líneas cuadriculadas, o cualquier otro patrón geométrico regular o irregular.

La Fig. 2 ilustra el material mixto de bucles de la Fig. 1 después de la orientación. El material mixto de bucles 36 comprende una película termoplástica orientada 42 con superficies delantera y trasera, 43 y 44. La banda no tejida tiene partes de anclaje 48 unidas de modo autógeno a la capa soporte 42. Estas partes de anclaje pueden estar deformadas, al menos ligeramente. La película situada entre las posiciones de unión 48 está orientada al menos en la dirección longitudinal 2 y preferiblemente también en la dirección transversal 1. El grado de orientación generalmente está entre 4,0 y 1,0 o menos.

La Fig. 3 ilustra esquemáticamente un método y un equipo de formación del tejido de bucles 10 mostrado en la Fig. 1. El método generalmente comprende proporcionar miembros o rodillos de ondulación primero y segundo, 26 y 27, cada uno de los cuales tiene un eje e incluye una pluralidad de nervios 28 que se extienden axialmente en general y están espaciados circunferencialmente a su alrededor y que definen su periferia, con espacios entre los nervios 28 que están adaptados para recibir partes de los nervios 28 del otro miembro de ondulación, 26 ó 27, engranando entre sí y con la banda no tejida 16 situada entre los nervios 28 engranados. Los miembros de ondulación 26 y 27 están montados axialmente paralelos entre sí, engranando en general partes de los nervios 28 como los dientes de un engranaje; se hace girar al menos uno de los miembros de ondulación, 26 ó 27; y la banda no tejida 16 se introduce entre las partes engranadas de los nervios 28 de los miembros de ondulación 26 y 27 para ondular en general la banda no tejida 16. La banda no tejida y ondulada 16 se retiene a lo largo de la periferia del primer miembro de ondulación 26 después de que se ha movido por las partes engranadas de los nervios 28. En el método de la Fig. 3 se forma una capa soporte termoplástica 12 de una película y se une a las partes de anclaje 17 de la lámina de fibras 16 en las superficies finales de los nervios 28 del primer miembro de ondulación 26 extruyendo o coextruyendo la capa soporte termoplástica 12 en estado fundido desde una boquilla 24 hacia una línea de contacto entre las partes de anclaje 17 del material no tejido 16 de la periferia del primer miembro de ondulación 26 y un rodillo de refrigeración 25. Esto embebe en la capa soporte pelicular las fibras de la banda no tejida. Después de la refrigeración mediante el rodillo de refrigeración 25 en la línea de contacto entre los dos rodillos, la lámina de material de bucles 10 se separa del primer miembro de ondulación 26 y se transporta parcialmente alrededor del rodillo de refrigeración 25 y a través de una línea de contacto entre el rodillo de refrigeración 25 y un rodillo de presión 29 para completar la refrigeración y solidificación de la capa soporte 12. El material mixto de bucles se orienta después en la dirección longitudinal y/o transversal mediante dispositivos convencionales 31 y 32 que pueden ser secuenciales o simultáneos.

La banda fibrosa no tejida puede formarse a partir de fibras individuales usando, p. ej., una máquina cardadora 30, cuya banda no tejida de fibras orientadas aleatoriamente 16 tiene suficiente integridad para ser alimentada desde la máquina cardadora 30 hacia la línea de contacto entre los miembros de ondulación 26 y 27 (si es necesario podría instalarse una cinta transportadora [no mostrada] para soportar y guiar la banda no tejida 16 entre la máquina cardadora 30 y los miembros de ondulación 26 y 27). Cuando se usa una banda no tejida 16 de esta clase, preferiblemente el primer miembro de ondulación 26 tiene un acabado rugoso (p. ej., formado mediante chorro de arena), el segundo miembro de ondulación 27 tiene un acabado liso pulido, y el primer miembro de ondulación 26 se calienta a una temperatura ligeramente superior a la temperatura del segundo miembro de ondulación 26, de modo que la banda no tejida 16 se mantendrá preferentemente a lo largo de la superficie del primer miembro de ondulación 26 y será transportada hacia la línea de contacto entre el primer miembro de ondulación y el rodillo 25 después de pasar a través de la línea de contacto entre los miembros de ondulación 26 y 27. Alternativamente, podría usarse vacío para ayudar a mantener la banda fibrosa no tejida 16 sobre la estructura del primer miembro de ondulación 26.

Los miembros de ondulación 26 y 27, como se muestra en la Fig. 3, adaptados de manera que se introduzca entre ellos una banda fibrosa no tejida 16, pueden tener nervios 28 orientados en general dentro del intervalo de 0 a 45 grados con respecto a sus ejes, pero preferiblemente tienen sus nervios 28 orientados a 0 grados con respecto a (o paralelos a) sus ejes, lo cual simplifica la fabricación de los miembros de ondulación 26 y 27.

En las realizaciones mostradas en la Fig.3 el rodillo de refrigeración 25 puede estar refrigerado por agua y tener una periferia cromada. Alternativamente, el rodillo de refrigeración 25 puede tener una capa externa de caucho que defina su superficie. Si el rodillo 25 es un rodillo calentado, esto podría hacerse mediante un rodillo calentado por aceite o agua o un rodillo de inducción.

Preferiblemente, en un método de unión por extrusión o de unión térmica que use rodillos de ondulación 26 y 27 y un rodillo de presión 25, los mecanismos de impulsión de los miembros de ondulación 26 y 27 y del rodillo 25 pueden hacerse girar a una velocidad periférica que sea igual o distinta a la velocidad periférica del primer miembro de ondulación 26. Cuando el rodillo 25 y el primer miembro de ondulación 26 se hacen girar de modo que tengan la misma velocidad periférica, el material no tejido 16 tendrá aproximadamente la misma forma a lo largo del soporte 11 que la que tenía a lo largo de la periferia del primer miembro de ondulación 26, como se ilustra en la Fig. 3. Cuando el rodillo 25 y el primer miembro de ondulación 26 se hacen girar de modo que el rodillo 25 tenga una velocidad periférica que sea menor que la velocidad periférica del primer miembro de ondulación 26 (p. ej., un cuarto o un medio) las partes de anclaje 17 del material no tejido 16 se acercarán entre sí en la capa soporte 12 en la línea de contacto entre el rodillo 25 y el primer miembro de ondulación 26, con lo que se obtiene mayor densidad de partes arqueadas 20 a lo largo del soporte 11 que cuando el rodillo de refrigeración 25 y el primer miembro de ondulación 26 se hacen girar de modo que tengan la misma velocidad circunferencial.

Las Figs. 4 y 5 ilustran dos miembros de ondulación diferentes. Uno o un par de miembros de ondulación 65, cilíndricos y calentados, podrían sustituir al miembro de ondulación 26 ó 27 para formar un material mixto no tejido de bucles usando en general el método descrito anteriormente con referencia a la Fig. 3. El miembro de ondulación 65 y su miembro de ondulación 67 conjugado, si se instala, tienen un eje cada uno y cada uno de ellos incluye una pluralidad de nervios 63 ó 66. Los nervios 63 ó 66 de cada miembro de ondulación definen espacios entre los nervios 63 ó 66, cuyos espacios pueden estar adaptados de modo que reciban una parte de los nervios del otro miembro de ondulación engranando entre sí al modo de un par de ruedas dentadas. Si se desea, los nervios de un primer miembro de ondulación podrían adoptar cualquier patrón adecuado, incluyendo palabras, números o símbolos conformados, por ejemplo, según una marca comercial, sobre el material mixto no tejido de bucles.

Las partes arqueadas de la banda precursora no tejida situadas entre posiciones de unión adyacentes constituyen el espesor en la dirección z y tienen una altura máxima, uniforme en general, desde la capa soporte, menor de unos 10 mm y preferiblemente de 0,5 a 5,0 mm. La altura de las partes arqueadas del material fibroso no tejido al menos es un tercio de, y preferiblemente un medio de, hasta una y media veces, la distancia existente entre posiciones de unión adyacentes. Después de la orientación del soporte de la película, las partes arqueadas tienen una altura máxima, uniforme en general, desde la capa soporte orientada, menor de 3,0 mm, preferiblemente de 0 a 1 mm, y la distancia existente entre las partes unidas es de 4 mm a 1000 mm, preferiblemente de 5 mm a 500 mm. Las partes arqueadas generalmente comprenden del 20 al 99 por ciento de la sección transversal del material mixto de bucles completo, preferiblemente del 50 al 95%.

La mayoría de las fibras individuales que forman la banda fibrosa no tejida preferiblemente tienen un diámetro medio de 1 a 70 \mum. El material de la banda fibrosa no tejida, sin el soporte, tiene un peso base comprendido en el intervalo de 10 a 100 g/m^{2} (y preferiblemente en el intervalo de 15 a 50 g/m^{2}) medido a lo largo de la primera superficie 13. La capa soporte generalmente tiene un peso base de 15 a 150 g/m^{2}, preferiblemente de 20 a 50 g/m^{2}. El material mixto no tejido de bucles 10 en total tiene un peso base de 30 a 300 g/m^{2}, preferiblemente de 40 a 100 g/m^{2}.

Si el material no tejido es un material de banda fibrosa no tejida proporcionado mediante cardado de bandas Rando, bandas expuestas al aire, bandas de encaje hilado, bandas de hilado con autoencolado, o similares, el material fibroso no tejido preferiblemente no se reúne, ni consolida, para maximizar la zona porosa o abierta existente entre las fibras. No obstante, para poder manejar las bandas preformadas es necesario realizar de vez en cuando una unión por puntos adecuada, y similares, que sólo debería alcanzar el grado suficiente que proporcione integridad para desenrollar de un rollo la banda preformada e introducirla en el proceso de conformación para crear el material mixto no tejido de bucles de la invención.

Generalmente, las partes no unidas de la banda fibrosa no tejida son del 99,5 al 50 por ciento, proporcionando áreas unidas en el 50 al 0,5 por ciento de la superficie específica de la banda fibrosa no tejida, preferiblemente, el área unida total del material no tejido es del 20 al 2 por ciento. Las áreas unidas incluyen las áreas de la lámina de fibras que estén unidas a la capa soporte, además de cualesquiera áreas reunidas o consolidadas que estén dispuestas para mejorar la integridad de la banda. Las partes o áreas específicas de unión unidas a la capa soporte generalmente pueden tener cualquier anchura; sin embargo, preferiblemente tienen entre 0,01 y 0,2 centímetros en su dimensión de menor anchura. Las partes de unión adyacentes generalmente tienen un espaciado medio entre sí de 0,1 a 2,0 cm y preferiblemente de 0,2 a 1,0 cm. Cuando las partes unidas están formadas por uniones por puntos, los puntos generalmente tienen una forma sustancialmente circular que proporcione uniones circulares, formadas preferiblemente mediante unión por extrusión o por unión térmica. Cabe la posibilidad de usar otras formas en las partes unidas y no unidas que proporcionen zonas no unidas o partes arqueadas cuya forma sea circular, triangular, hexagonal o irregular.

Para mantener la blandura deseable del material de bucles, la capa o capas de soporte generalmente tienen un espesor de 10 a 300 micras, preferiblemente de 20 a 100 micras, que proporciona un material estratificado de bucles, blando, fibroso y no tejido que tiene una resistencia total a la flexión circular (medida según el ensayo ASTM D4302) menor de 9 N, preferiblemente menor de 7 N, y más preferiblemente comprendida entre 6 N y 1 N. El material mixto de bucles tiene suficiente resistencia a la tracción para usarse de modo fiable en técnicas de fabricación continua que requieran un material estable dimensionalmente, generalmente con una resistencia a la tracción de al menos 0,5 kg/cm, preferiblemente al menos 1,0 kg/cm.

Alternativamente, el material no tejido de bucles con estructuras arqueadas no tejidas puede unirse a una película preformada por métodos de unión convencionales, tales como unión térmica, unión ultrasónica y unión adhesiva. Un proceso de este tipo está descrito en el documento EP 341 993 B1.

Métodos de Ensayo Peso Base

Los pesos base de los materiales mixtos se midieron troquelando una muestra de 10 cm por 10 cm de una banda de material y pesando la muestra a la décima de gramo más próxima en una escala. Se pesaron y promediaron tres especímenes y se presentan en la Tabla 1 siguiente.

Límite de Elasticidad en Tracción

Las resistencias a la tracción de los materiales mixtos no tejidos se midieron según el método ASTM D882 con una máquina de tracción con velocidad constante de extensión INSTRON Modelo 1122. Se cortó una muestra de 25 mm de anchura por 76 mm de longitud de la banda de material mixto, siendo la dirección longitudinal la dirección de máquina (MD) de la banda. La muestra se montó en las mordazas de la máquina de ensayo con una separación inicial entre mordazas de 76 mm. A continuación se separaron las mordazas a una velocidad de 30,5 cm/min hasta que se llegó al punto de rotura de la muestra. Se registró en libras la carga existente en el límite elástico de la muestra. Se probaron y promediaron entre sí cuatro especímenes y se convirtió en una carga correspondiente al límite elástico en unidades de kg/cm.

Ensayo de Pelado a 135 grados

El ensayo de pelado a 135 grados se usó para medir la magnitud de la fuerza que se requirió para desprender una muestra de material sujetador mecánico de ganchos (KN-3457, 3M Co., St. Paul, MN) de una muestra del material mixto no tejido de bucles. Se afianzó una pieza de 5,1 cm x 12,7 cm del material de bucles del ensayo sobre un panel de acero de 5,1 cm x 12,7 cm usando una cinta adhesiva de doble cara. El material de bucles se puso sobre el panel con la dirección transversal del material de bucles paralela a la dimensión longitudinal del panel. Se cortó una tira de 1,9 cm x 2,5 cm del sujetador de ganchos, siendo la dimensión longitudinal la dirección de máquina de la banda. Se sujetó un papel de arrastre, de 2,5 cm de ancho por 20 cm de longitud, en el lado liso de un extremo de la tira del material de ganchos. Después se colocó la tira del material de ganchos centralmente sobre del material de bucles, de modo que había un área de contacto de 1,9 cm x 2,5 cm entre la tira y el material de bucles, y el borde delantero de la tira estaba a lo largo de la longitud del panel. Después se hizo rodar a mano un rodillo de 1000 gramos sobre la tira y el material estratificado del material de bucles, a una velocidad aproximada de 30,5 cm por minuto y dos veces en cada dirección. A continuación se colocó la muestra en una plantilla de pelado a 135 grados. La plantilla se colocó en la mordaza inferior de una máquina de ensayos de tracción INSTRON Modelo 1122. El extremo suelto del papel de arrastre se puso en la mordaza superior de la máquina de ensayos de tracción. Se usó una velocidad de cruceta de 30,5 cm por minuto y un equipo registrador de gráficos con una velocidad de desarrollo de 50,8 cm por minuto para registrar la fuerza de pelado, a medida que se desprendía del material de bucles la tira del material de ganchos con un ángulo constante de 135 grados. Se registró en gramos un promedio de los cuatro valores máximos. La fuerza requerida para separar del material de bucles la tira del sujetador mecánico se dio en gramos/anchura en cm. Se hicieron 12 especímenes y se promedió cada combinación de materiales de ganchos y bucles. Las resistencias al pelado se normalizaron dividiendo las resistencias al pelado entre el peso base del material mixto de bucles para llegar a una resistencia al pelado por peso unitario del material mixto.

Deslizamiento Relativo Dinámico

El ensayo de deslizamiento relativo dinámico se usó para medir la magnitud de la fuerza requerida para deslizar una muestra de material sujetador mecánico de ganchos sobre una muestra del material mixto no tejido de bucles. Para realizar el ensayo de deslizamiento relativo se usó el mismo material de ganchos que el descrito anteriormente en el ensayo de pelado a 135 grados. Se cortó una muestra de 2,5 cm x 7,5 cm del material de bucles, siendo la dimensión corta la dirección de máquina del material de ganchos. Después se reforzó en su reverso esta muestra del material de bucles con cinta de embalar de 3M. También se preparó una muestra de 1,25 cm x 2,5 cm del material de ganchos. La dimensión longitudinal es la dirección de máquina del material de ganchos. Esta muestra se aplicó al extremo de una lengüeta de cinta de embalar de 3M de 2,5 cm de ancho x 7,5 cm de largo. La cinta de embalar se dobló sobre sí misma por el extremo desprovisto de material de ganchos y cubriendo el adhesivo. Después se colocó el material de ganchos centralmente sobre el material de bucles, con las direcciones longitudinales de las lengüetas paralelas entre sí, de modo que la lengüeta del material de bucles se extendía por fuera del primer extremo y la lengüeta del material de ganchos se extendía por fuera del segundo extremo. El material de ganchos se enganchó con el material de bucles haciendo rodar a mano cinco veces, hacia delante y hacia atrás, un rodillo de acero de 5 kg recubierto de caucho. Las lengüetas ensambladas se colocaron en las mordazas de una máquina de ensayos de tracción Instron Modelo 1122. La lengüeta del material de ganchos se puso en la mordaza superior, la lengüeta del material de bucles se puso en la mordaza inferior. Se usó una velocidad de cruceta de 30,5 cm por minuto y un equipo registrador de gráficos con una velocidad de desarrollo de 50,8 cm por minuto para registrar la fuerza de deslizamiento relativo a medida que se deslizaba la tira del material de ganchos sobre el material de bucles con un ángulo constante de 180 grados. Se registró la carga máxima en gramos. La fuerza requerida para deslizar la tira del sujetador mecánico sobre el material de bucles se dio en gramos/anchura en cm. Se hicieron 8 especímenes y se promedió cada combinación de materiales de ganchos y bucles. Las resistencias al deslizamiento relativo se normalizaron dividiendo las resistencias al deslizamiento relativo entre el peso base del material mixto de bucles para llegar a una resistencia al deslizamiento relativo por peso unitario de material mixto.

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Ejemplos

Ejemplo Comparativo C1

Se preparó un material mixto no tejido de bucles usando el método ilustrado y descrito en la Patente de EE.UU. n.º 5.643.397 introduciendo una banda no tejida, cardada, de polipropileno (T196, fibras de 4 denier, 40 gramos por metro cuadrado, Fiber Vision, Athens, Georgia) en la línea de contacto entre unos rodillos de ondulación primero y segundo engranados que se mecanizaron con nervios paralelos axialmente y espaciados de modo que había aproximadamente 4 nervios por centímetro y una ranura entre cada par de nervios. Cada nervio se mecanizó de modo que tuviera una superficie superior plana con una anchura de unos 0,7 mm. La lámina ondulada de material no tejido se conformó de modo que tuviera partes arqueadas y partes de anclaje a lo largo de la longitud del material no tejido, teniendo cada parte arqueada unos 0,33 cm de alto y unos 0,33 centímetros de largo a lo largo de la longitud del material no tejido, y teniendo cada parte de anclaje unos 0,07 centímetros de ancho. El primer rodillo de ondulación se calentó a 93ºC, mientras que el segundo rodillo de ondulación se calentó a 149ºC. Se extruyó por percusión un copolímero de polipropileno (7C50, Dow Chemical, Midland, MI) a través de una boquilla colgante de recubrimiento convencional a una temperatura de boquilla de 246 grados C y sobre las partes de anclaje del material ondulado no tejido, justo encima de la línea de contacto entre el segundo rodillo de ondulación y un rodillo de refrigeración, en una cantidad apropiada para formar una capa soporte termoplástica, que tenía un peso base de 28 gramos por metro cuadrado, con las partes de anclaje de la lámina de fibras conformada embebidas en la capa soporte.

Ejemplo 1

El material mixto no tejido de bucles C1 se orientó biaxialmente usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV (Bruckner Gmbh, Siegfred, Alemania). Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 150 mm por 150 mm, obteniéndose una orientación biaxial entre 1,5 y 1 tanto en la dirección de máquina como en la dirección transversal de la muestra. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo Comparativo C2

Se preparó un material mixto no tejido de bucles como en C1, excepto que el peso base de la banda de fibras de entrada fue de 28 gramos por metro cuadrado y el peso base del material extruido fue de 30 gramos por metro cuadrado.

Ejemplo 2

El material mixto no tejido de bucles C2 se orientó en la dirección transversal usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró en la dirección transversal a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 100 mm por 250 mm, obteniéndose una orientación en la dirección transversal entre 2,5 y 1. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo 3

El material mixto no tejido de bucles C2 se orientó en la dirección de máquina usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró en la dirección de máquina a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 250 mm por 100 mm, obteniéndose una orientación en la dirección de máquina entre 2,5 y 1. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo 4

El material mixto no tejido de bucles C2 se orientó biaxialmente usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 150 mm por 150 mm, obteniéndose una orientación biaxial entre 1,5 y 1 tanto en la dirección de máquina como en la dirección transversal de la muestra. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo Comparativo C3

Se preparó un material mixto no tejido de bucles como en C1, excepto que el peso base de la banda de fibras de entrada fue de 22 gramos por metro cuadrado y el peso base del material extruido fue de 30 gramos por metro cuadrado.

Ejemplo 5

El material mixto no tejido de bucles C3 se orientó en la dirección transversal usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró en la dirección transversal a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 100 mm por 250 mm, obteniéndose una orientación en la dirección transversal entre 2,5 y 1. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo 6

El material mixto no tejido de bucles C3 se orientó en la dirección de máquina usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró en la dirección de máquina a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 250 mm por 100 mm, obteniéndose una orientación en la dirección de máquina entre 2,5 y 1. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo 7

El material mixto no tejido de bucles C3 se orientó biaxialmente usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 150 mm por 150 mm, obteniéndose una orientación biaxial entre 1,5 y 1 tanto en la dirección de máquina como en la dirección transversal de la muestra. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo comparativo C4

Se preparó un material mixto no tejido de bucles como en C1, excepto que el peso base de la banda de fibras de entrada fue de 17 gramos por metro cuadrado y el peso base del material extruido fue de 30 gramos por metro cuadrado.

Ejemplo 8

El material mixto no tejido de bucles C4 se orientó en la dirección transversal usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró en la dirección transversal a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 100 mm por 250 mm, obteniéndose una orientación en la dirección transversal entre 2,5 y 1. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

Ejemplo 9

El material mixto no tejido de bucles C4 se orientó en la dirección de máquina usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró en la dirección de máquina a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 250 mm por 100 mm, obteniéndose una orientación en la dirección de máquina entre 2,5 y 1. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

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Ejemplo 10

El material mixto no tejido de bucles C4 se orientó biaxialmente usando una máquina estiradora con pantógrafo KARO IV. Se cortó una muestra de 115 mm por 115 mm de la banda del material mixto y se montó en la máquina estiradora. La muestra se calentó durante 60 segundos a 140ºC y luego se estiró a una velocidad del 100%/s hasta una dimensión final de aproximadamente 150 mm por 150 mm, obteniéndose una orientación biaxial entre 1,5 y 1 tanto en la dirección de máquina como en la dirección transversal de la muestra. La muestra se retiró de la máquina estiradora y se ensayaron su resistencia a la tracción y sus propiedades de pelado y de deslizamiento relativo.

TABLA 1

1

Esta Tabla muestra que cuando las muestras se orientaron en la dirección transversal (CD - cross direction) o en la dirección de máquina (MD - machine direction), generalmente el rendimiento normalizado de pelado y/o de deslizamiento relativo se mantuvieron en el o próximo al rendimiento de los materiales de bucles no orientados. Sin embargo, cuando los materiales de bucles de los Ejemplos Comparativos se orientaron biaxialmente, el rendimiento normalizado de pelado y de deslizamiento relativo aumentaron significativamente, a pesar del peso base significativamente menor del material mixto de bucles. Esto fue inesperado.

Claims

1. Un material mixto de bucles que comprende:

una capa de material no tejido de bucles conformada a partir de una banda no tejida compuesta de fibras formadas a partir de polímeros termoplásticos, copolímeros termoplásticos o mezclas de los mismos; y

una capa pelicular inelástica orientada, unida directamente a la capa del material de bucles en una zona unida, en el que el material mixto tiene zonas unidas y zonas no unidas y la capa pelicular está orientada al menos entre las zonas unidas, cuyas zonas no unidas forman partes arqueadas de la capa de material no tejido de bucles en el material mixto.

2. El material mixto de bucles de la reivindicación 1, en el que la capa de material no tejido tiene un peso base de 10 a 100 gramos/m^{2}.

3. El material mixto de bucles de la reivindicación 2, en el que la capa de material no tejido tiene una altura en la dirección z, desde el soporte, de al menos 0,1 mm, y las partes arqueadas comprenden entre el 20 y el 99 por ciento del material mixto.

4. El material mixto de bucles de la reivindicación 2, en el que la capa de material no tejido está formada por al menos el 10 por ciento en peso de fibras termoplásticas unibles.

5. El material mixto de bucles de las reivindicaciones 1-4, en el que la capa de material no tejido está formada por al menos el 20 por ciento en peso de fibras termoplásticas unibles.

6. El material mixto de bucles de las reivindicaciones 1-5, en el que la capa soporte está orientada al menos en una dirección y es una capa termoplástica inelástica que tiene una resistencia a la tracción de 0,5 kg/cm a 3,0 kg/cm al menos en una dirección.

7. El material mixto de bucles de las reivindicaciones 1-5, en el que la capa soporte está orientada al menos en dos direcciones y es una capa termoplástica inelástica que tiene una resistencia a la tracción de 0,5 kg/cm a 3,0 kg/cm al menos en una dirección.

8. El material mixto de bucles de las reivindicaciones 1-7, en el que la capa soporte tiene un peso base de 15 a 150 g/m^{2} y la capa de material no tejido tiene un peso base de 15 a 50 g/m^{2} y las fibras que forman la capa de material no tejido predominantemente tienen un diámetro de 1 a 50 \mum y el material mixto tiene un peso base de 30 a 300 g/m^{2}.

9. El material mixto de bucles de la reivindicación 8, en el que la capa soporte tiene un peso base de 20 a 50 g/m^{2} y el material mixto tiene un peso base de 40 a 100 g/m^{2}.

10. El material mixto de bucles de las reivindicaciones 1-9, en el que las partes arqueadas comprenden entre el 50 y el 95 por ciento del área de la sección transversal del material mixto y no está unido entre el 99,5 y el 50 por ciento de la superficie específica de la capa fibrosa de material no tejido del material mixto.

11. El material mixto de bucles de las reivindicaciones 1-10, en el que la altura en la dirección z está entre 0,1 mm y 3,0 mm.

12. Un método de formar un material mixto de bucles (1) proporcionando una primera lámina de material no tejido y flexible (p. ej., una banda no tejida de fibras, y/o hebras, naturales y/o poliméricas); (2) conformando la primera lámina de material no tejido y flexible, de modo que tenga partes arqueadas que sobresalgan, en la misma dirección, de las partes de anclaje espaciadas de la primera lámina de material no tejido y flexible; (3) extruyendo una lámina de material termoplástico que sea inelástico (p. ej., poliésteres, poliolefinas, nailones, poliestirenos) sobre la primera lámina de material flexible de bucles; (4) suministrando el termoplástico de la película, cuando está fundido, al menos hacia las partes de anclaje espaciadas de la primera lámina de material no tejido y flexible, para unir la lámina extruida de la película termoplástica al material no tejido en lugares de unión o en las partes de anclaje; y (5) orientando el material mixto de lámina y de género no tejido, unidos por extrusión, al menos en la dirección longitudinal de la lámina, orientando así la lámina y reduciendo la altura de las partes arqueadas del material no tejido.