ES2315496T3 - Elemento laminar no tejido, coformado. - Google Patents
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Abstract
Elemento laminar no tejido coformado (300; 54) provisto de mechones que comprende una matriz de filamentos termoplásticos obtenidos mediante soplado en estado fundido (20, 21) y, como mínimo, un material secundario (32), en el que el elemento laminar no tejido coformado (300; 54) tiene una primera superficie exterior que incluye los mechones (302), y cada mechón (302) comprende una matriz de los filamentos termoplásticos obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) y el material secundario (32), como mínimo uno, comprende un material absorbente entre el 15% y el 85% en peso del material coformado, que se selecciona entre el grupo compuesto por partículas absorbentes, fibras absorbentes y una mezcla de fibras absorbentes y partículas absorbentes.
Description
Elemento laminar no tejido, coformado.
Esta solicitud reivindica prioridad de la
solicitud provisional de EE.UU. nº 60/379.664 presentada el 10 de
mayo de 2002.
La presente invención se refiere a un elemento
laminar no tejido coformado, preparado a partir de filamentos
termoplásticos y, como mínimo, un material secundario, que presenta
una estructura texturizada tridimensional con salientes hacia el
exterior (denominados "mechones") desde la superficie del
elemento laminar no tejido. El elemento laminar no tejido coformado
tridimensional resulta útil en la fabricación de artículos de
limpieza, tales como estropajos, toallitas, fregonas, entre otros
artículos manufacturados. La presente invención también se refiere
al procedimiento para la producción del elemento laminar no tejido
coformado tridimensional texturizado, al procedimiento para la
utilización del elemento laminar no tejido coformado tridimensional
texturizado en forma de toallita, fregona, estropajo, y similares,
junto con los kits de limpieza que incluyan el elemento laminar no
tejido coformado tridimensional texturizado.
Se conocen en la técnica elementos laminares no
tejidos coformados o materiales coformados, y se han utilizado en
una amplia gama de aplicaciones, incluyendo las toallitas. El
término "material coformado" se refiere a un material
compuesto que contiene una mezcla o matriz estabilizada de
filamentos termoplásticos y, como mínimo, un material adicional,
denominado con frecuencia "segundo material" o "material
secundario". Como ejemplos del segundo material se pueden citar
los materiales orgánicos fibrosos absorbentes tales como pasta de
madera o de origen distinto a la madera, por ejemplo, algodón,
rayón, papel reciclado, pasta en copos; materiales superabsorbentes
tales como partículas y fibras superabsorbentes; materiales
absorbentes inorgánicos y fibras poliméricas cortadas tratadas, así
como otros materiales tales como fibras cortadas no absorbentes y
partículas no absorbentes, y similares. En las Patentes de
titularidad compartida U.S.A. nº 5.350.624 de Georger y otros;
Patente U.S.A. nº 4.100.324 de Anderson y otros; Patente U.S.A. nº
4.469.734 de Minto; y Patente U.S.A. nº 4.818.464 de Lau y otros,
se describen ejemplos de materiales coformados.
En la técnica, se conocen elementos laminares no
tejidos con salientes o mechones. Por ejemplo, la Patente de
titularidad compartida U.S.A. nº 4.741.941 de Engelbert y otros
describe un elemento laminar no tejido con salientes huecos que se
extienden hacia el exterior desde la superficie del elemento laminar
no tejido. Los salientes se pueden fabricar mediante varios
procesos, pero se consiguen preferentemente mediante conformación
directa sobre el elemento laminar no tejido sobre una superficie con
salientes correspondientes, o conformando el elemento laminar no
tejido sobre una superficie con aberturas, aplicando una presión
diferencial suficiente para hacer pasar las fibras a través de las
aperturas, formando de este modo los salientes. En la Patente '941,
la superficie exterior del elemento laminar no tejido resultante no
contiene una mezcla de filamentos termoplásticos y un material
secundario, como ocurre en el caso del elemento laminar no tejido
coformado. No obstante, las capas posteriores del elemento laminar
no tejido provisto de mechones descrito la Patente '941 puede
incluir un material absorbente.
También se han preparado elementos laminares no
tejidos con salientes uniendo una parte del elemento laminar no
tejido y dejando sin unir una parte del elemento laminar no tejido,
utilizando un rodillo compactador. Esto se describe en la Patente
de titularidad compartida U.S.A. nº 5.962.112 de Haynes y otros. El
patrón de unión en la Patente '112 se denomina con frecuencia
"patrón sin unión", "punto sin unión" o simplemente
"PUB". El material textil no tejido con un patrón de unión PUB
presenta un área de unión continua que define varias áreas
discretas sin unión. Las fibras o filamentos del interior de las
áreas sin unión quedan estabilizadas dimensionalmente por el área de
unión continua que circunscribe o rodea a cada área sin unión, de
forma que no es necesaria ninguna capa de soporte o de respaldo
hecha de película o de adhesivo. Al contrario de lo que ocurre con
el elemento laminar no tejido de la Patente '112, los salientes o
mechones del elemento laminar no tejido de la presente invención no
contienen uniones formadas mediante un rodillo compactador entre
los salientes o mechones. Es decir, los salientes o mechones de la
presente invención no presentan una región de unión continua entre
los salientes o mechones individuales.
Los elementos laminares no tejidos coformados se
han utilizado en aplicaciones tales como artículos absorbentes
desechables, toallita secas absorbentes, toallitas húmedas, fregonas
húmedas y fregonas secas absorbentes. No obstante, los materiales
coformados anteriores no presentan mechones, en los que los mechones
comprendan una mezcla de polímeros termoplásticos y un material
secundario.
La Patente U.S.A. 5.643.653 da a conocer un
elemento laminar no tejido que comprende fibras obtenidas mediante
soplado de fusión, así como fibras extrudidas. El elemento laminar
presenta salientes y áreas de valle. Además, la orientación de la
fibra es diferente en las áreas de valle y en los salientes.
En la Patente U.S.A. 4.724.114 se da a conocer
un material obtenido mediante soplado en estado fundido que
comprende una primera capa sin material absorbente y una capa
adicional con material absorbente. La capa adicional puede
comprender un 25% de material superabsorbente.
La Patente EP 0 409 535 B1 da a conocer un
procedimiento para la producción de un material textil no tejido
que comprende una capa de tela base hecha de filamentos
termoplásticos. El material textil presenta orificios y salientes
cilíndricos en los bordes periféricos de los orificios.
La solicitud de Patente internacional WO
03/031172 A1 da a conocer un artículo laminado provisto de mechones
internos. El artículo laminado comprende una capa de material
provisto de mechones dispuesto entre capas exteriores. En
particular, el mechón dispuesto en el material compuesto que se da a
conocer en la solicitud WO 03/031172 A1 está orientado hacia el
interior.
En la Patente U.S.A. 4.823.427 se da a conocer
una tela resistente a la abrasión y una cubierta para cabezal de
mopa antipolvo formada a partir de la tela. En la Patente EP 0 690
163 B1, se da a conocer un artículo laminado de material textil no
tejido que comprende dos elementos laminares extrudidos formados a
partir de fibras termoplásticas y un elemento laminar
tridimensional obtenido mediante soplado en estado fundido,
localizado entre los dos elementos laminares extrudidos.
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La presente invención se refiere a un elemento
laminar no tejido coformado tridimensional provisto de mechones,
según la reivindicación 1, que comprende una matriz de filamentos
termoplásticos obtenidos mediante soplado en estado fundido y, como
mínimo, un material secundario. El elemento laminar no tejido
coformado incluye una primera superficie exterior que presenta
partes elevadas denominadas mechones, y cada uno de los mechones
contiene una matriz de filamentos termoplásticos obtenidos mediante
soplado en estado fundido y, como mínimo, un material
secundario.
La presente invención también se refiere a un
procedimiento para la producción del elemento laminar no tejido
coformado provisto de mechones, según la reivindicación 32. El
procedimiento consiste en
a. disponer, como mínimo, una corriente con
filamentos obtenidos mediante soplado en estado fundido;
b. disponer, como mínimo, una corriente que
contiene, como mínimo, un material secundario;
c. hacer converger, como mínimo, una corriente
que contiene, como mínimo, un material secundario con, como mínimo,
una corriente con filamentos obtenidos mediante soplado en estado
fundido, a fin de formar una corriente compuesta;
d. depositar la corriente compuesta sobre una
superficie de formación conformada como matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido y, como mínimo, un
material secundario a fin de formar una primera capa
depositada;
e. aplicar opcionalmente una diferencia de
presión a la matriz mientras que se encuentra sobre la superficie
de formación; y
f. separar el elemento laminar no tejido de la
superficie de formación conformada, en donde el elemento laminar no
tejido contiene un conjunto de salientes y áreas de valle que se
corresponden con la superficie de formación coformada.
Tanto en el elemento laminar no tejido coformado
provisto de mechones como en el procedimiento para producir dicho
elemento laminar, el material secundario, como mínimo uno, comprende
un material absorbente entre el 15% y el 85% en peso del material
coformado, que se selecciona entre el grupo compuesto por partículas
absorbentes, fibras absorbentes y una mezcla de fibras absorbentes
y partículas absorbentes.
Es posible aplicar capas adicionales sobre la
primera capa añadiendo las etapas adicionales de
d1. disponer una segunda corriente de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido
d2. introducir una corriente, como mínimo, de un
material secundario en la segunda corriente de filamentos obtenidos
mediante soplado en estado fundido para formar una segunda corriente
compuesta;
d3. depositar la segunda corriente compuesta
sobre la capa depositada en forma de una matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido y un material
secundario para formar un elemento laminar no tejido coformado
provisto de mechones de dos capas.
Los artículos laminados y elementos laminares no
tejidos coformados provistos de mechones de la presente invención
resultan útiles como toallitas secas, toallitas absorbentes,
toallitas prehumedecidas, fregonas secas, fregonas absorbentes,
fregonas prehumedecidas, entre otros artículos absorbentes
manufacturados.
La presente invención también se refiere a un
instrumento de limpieza que comprende un mango, un cabezal, y una
lámina de limpieza desmontable, en el que cabezal está conectado al
mango y la lámina de limpieza desmontable está acoplada al cabezal
de forma que pueda desmontarse. La lámina de limpieza se prepara a
partir del elemento laminar no tejido coformado provisto de
mechones descrito anteriormente.
Un aspecto adicional de la presente invención se
refiere a un procedimiento para la limpieza de una superficie
poniendo en contacto con la superficie, y fregando la misma, el
elemento laminar no tejido coformado provisto de mechones de la
presente invención.
La presente invención también se refiere a un
kit que incluye el instrumento de limpieza de la presente invención
y varios de los paños o fregonas de la presente invención.
En otro aspecto de la presente invención,
también se incluye una pila de elementos laminares individuales no
tejidos coformados provistos de mechones, que están prehumedecidos.
La pila de elementos laminares puede utilizarse como paños o mopas
que se pueden extraer de un recipiente que contiene la pila de
material, extrayendo uno o más elementos de cada vez.
La figura 1 es una sección de un elemento
laminar no tejido coformado provisto de mechones o tridimensional
de la presente invención.
La figura 2A es una ilustración simplificada de
una superficie de formación que puede utilizarse en el procedimiento
de la figura 3 o de la figura 4, en un aspecto de la presente
invención.
La figura 2B representa una sección a lo largo
de la línea 2B-2B en la figura 2A.
La figura 3 ilustra un procedimiento que puede
utilizarse para preparar un elemento laminar no tejido coformado
provisto de mechones de la presente invención.
La figura 4 ilustra un segundo procedimiento que
puede utilizarse para preparar un elemento laminar no tejido
coformado provisto de mechones de la presente invención.
La figura 5 ilustra un instrumento de limpieza
de la presente invención.
La figura 6A muestra una micrografía topográfica
de la estructura de un elemento laminar no tejido de la presente
invención.
La figura 6B muestra una micrografía de una
sección de un elemento laminar no tejido de la presente
invención.
Según se emplea en el presente documento, el
término "que comprende" es un término inclusivo y abierto que
no excluye cualquier elemento, componente o etapa del procedimiento
adicionales no descritos.
Según se emplea en el presente documento, el
término "fibra" incluye tanto fibras cortadas, es decir,
fibras que tienen una longitud definida comprendida entre
aproximadamente 19 mm y aproximadamente 60 mm, fibras de mayor
longitud de una fibra cortada, pero que no son continuas, y fibras
continuas, que en ocasiones se denominan "filamentos básicamente
continuos" o simplemente "filamentos". El procedimiento de
preparación de la fibra determinará si la fibra es una fibra cortada
o un filamento continuo.
Según se emplea en el presente documento, el
término "elemento laminar no tejido" se refiere a un elemento
laminar que presenta una estructura de fibras o hilos individuales
que se encuentran intercalados, pero no siguiendo una forma
identificable, como sucede en el caso de un elemento laminar
tricotado. Se han formado elementos laminares no tejidos siguiendo
numerosos procesos, tales como, por ejemplo, procedimientos de
soplado en estado fundido, procedimientos de extrusión,
procedimientos de depósito neumático, procedimientos de coformación
y procedimientos de unión mediante cardado. El peso base de los
elementos laminares no tejidos se suele expresar en onzas de
material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrado (gsm)
y los diámetros de las fibras útiles se expresan habitualmente en
micras, o en el caso de las fibras cortadas, en denier. Para
convertir de osy a gsm, es necesario multiplicar las osy por
33,91.
Según se emplea en el presente documento, el
término "fibras obtenidas mediante soplado en estado fundido"
se refiere a fibras formadas mediante la extrusión de un material
termoplástico fundido a través de una pluralidad de capilares
finos, normalmente circulares como hilos o filamentos fundidos hacia
el interior de corrientes de gas (por ejemplo aire) convergentes de
alta velocidad, y generalmente caliente, que frenan a los filamentos
de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que
puede llegar al diámetro de microfibras. Después, las fibras
obtenidas mediante soplado en estado fundido son llevadas por la
corriente de gas a alta velocidad y se depositan en una superficie
de recogida para formar un elemento laminar de fibras obtenidas
mediante soplado en estado fundido distribuidas de forma aleatoria.
Un procedimiento de este tipo se da a conocer, por ejemplo, en la
Patente U.S.A. nº 3.849.241 de Butin. Las fibras obtenidas mediante
soplado en estado fundido son microfibras, que pueden ser continuas
o discontinuas, y que presentan, por lo general, un diámetro medio
inferior a 10 micras. El término "obtenido mediante soplado en
estado fundido" también pretende abarcar otros procesos en los
que se utiliza un gas (normalmente aire) a alta velocidad como ayuda
en la formación de los filamentos, tales como pulverización en
estado fundido o hilado centrífugo.
Según se emplea en el presente documento, el
término "elemento laminar no tejido coformado" se refiere a
materiales compuestos que contienen una mezcla o matriz estabilizada
de filamentos termoplásticos y, como mínimo, un material adicional,
denominado con frecuencia "segundo material" o "material
secundario". A modo de ejemplo, los materiales coformados pueden
fabricarse mediante un procedimiento en el que se dispone, como
mínimo, una boquilla de soplado en estado fundido cerca de un
conducto de descarga a través del cual se añade el segundo material
al elemento laminar durante su formación. El segundo material puede
ser, por ejemplo, un material absorbente tal como un material
orgánico fibroso tal como pasta de madera o de origen distinto a la
madera, tal como, algodón, rayón, papel reciclado, pasta en copos;
materiales superabsorbentes tales como partículas y fibras
superabsorbentes; materiales absorbentes inorgánicos y fibras
poliméricas cortadas tratadas, y similares; o materiales no
absorbentes, tales como fibras cortadas no absorbentes o partículas
no absorbentes. En las Patentes de titularidad compartida U.S.A. nº
5.350.624 de Georger y otros; Patente U.S.A.nº 4.100.324 de
Anderson y otros; y Patente U.S.A.nº 4.818.464 de Lau y otros, se
describen ejemplos de materiales coformados.
Según se emplea en el presente documento, la
expresión "fibras extrudidas" se refiere a las fibras de
pequeño diámetro de material polimérico orientado molecularmente.
Las fibras extrudidas se pueden formar mediante la extrusión de
material termoplástico fundido en forma de filamentos a partir de
una pluralidad de capilares finos, normalmente circulares, de un
cabezal de extrusión de manera que el diámetro de los filamentos
extrudidos se reduce rápidamente, según se da a conocer, por
ejemplo, en la Patente U.S.A.nº 4.340.563 de Appel y otros, y en la
en la Patente U.S.A.nº 3.692.618 de Dorschner y otros, Patente
U.S.A.nº 3.802.817 de Matsuki y otros, Patentes U.S.A.nº 3.338.992
y 3.341.394 de Kinney, Patente U.S.A.nº 3.502.763 de Hartman,
Patente U.S.A.nº 3.542.615 de Dobo y otros, y Patente U.S.A.nº
5.382.400 de Pike y otros. Por lo general, las fibras extrudidas no
son pegajosas durante su depósito sobre una superficie de recogida y
suele ser continuas. Las fibras extrudidas suelen tener un diámetro
de aproximadamente 10 micras o superior. No obstante, es posible
conseguir elementos laminares extrudidos de fibras finas (con un
diámetro medio de fibra inferior a aproximadamente 10 micras)
mediante diversos procedimientos, entre los que se incluyen, entre
otros, los descritos en la Patente de titularidad compartida U.S.A.
nº 6.200.669 de Marmon y otros y Patente U.S.A. nº 5.759.926 de Pike
y otros.
Según se emplea en el presente documento, el
término "polímero" incluye en general, sin limitación,
homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros de
bloque, de injerto, aleatorios y alternativos, terpolímeros, etc. y
mezclas y modificaciones de los anteriores. Además, a menos que se
limite específicamente, el término "polímero" incluye todas
las configuraciones geométricas posibles de la molécula. Estas
configuraciones incluyen, entre otras, las simetrías isotáctica,
sindiotáctica y aleatoria.
Según se emplea en el presente documento, el
término "fibras multicomponente" se refiere a fibras o
filamentos que se han formado a partir de, como mínimo, dos
polímeros extrudidos desde extrusoras separadas, pero unidos para
formar una sola fibra. Las fibras multicomponente también se
denominan en ocasiones fibras o filamentos "conjugados" o
"bicomponente". El término "bicomponente" significa que
las fibras están formadas por dos componentes poliméricos. Por lo
general, los polímeros son distintos entre sí, si bien las fibras
conjugadas pueden prepararse a partir del mismo polímero, siempre
que el polímero de cada componente sea distinto del otro en alguna
propiedad física, tal como, por ejemplo, el punto de fusión o el
punto de reblandecimiento. En todos los casos, los polímeros se
disponen en zonas distintas con posiciones sustancialmente
constantes a lo largo de la sección transversal de las fibras o
filamentos multicomponente y se extienden continuamente a lo largo
de la longitud de las fibras o filamentos multicomponente. La
configuración de dicha fibra multicomponente puede ser, por ejemplo,
una configuración de vaina/núcleo, en la que un polímero rodea al
otro, una configuración de lado a lado, una configuración en forma
de tarta o una configuración de "islas en el mar". En las
Patentes de titularidad compartida U.S.A. nº 5.108.820 de Kaneko y
otros; Patente U.S.A.nº 5.336.552 de Strack y otros; y Patente
U.S.A.nº 5.382.400 de Pike y otros, se describen fibras
multicomponente. En el caso de las fibras o filamentos de dos
componentes, los polímeros pueden estar presentes en proporciones
de 75/25, 50/50, 25/75 o en cualquier otra proporción deseada.
Según se emplea en el presente documento, el
término "fibras multiconstituyente" se refiere a fibras que se
han formado a partir de, como mínimo, dos polímeros extrudidos desde
la misma extrusora en forma de mezcla o combinación. Los diversos
componentes poliméricos de las fibras multiconstituyente no están
dispuestos en zonas distintas con posiciones sustancialmente
constantes a lo largo de la sección transversal de la fibra y, por
lo general, los diversos polímeros no son continuos a lo largo de
toda la longitud de la fibra, sino que normalmente forman fibrillas
o protofibrillas que comienzan y terminan de forma aleatoria. Las
fibras de este tipo general se describen, por ejemplo, en las
Patentes U.S.A. nº 5.108.827 y 5.294.482 de Gessner.
Según se emplea en el presente documento, la
frase "filamentos finos obtenidos mediante soplado en estado
fundido" pretende representar a los filamentos obtenidos mediante
soplado en estado fundido con un diámetro medio de fibra inferior a
aproximadamente 15 micras.
Según se emplea en el presente documento, la
frase "filamentos gruesos obtenidos mediante soplado en estado
fundido" pretende representar a los filamentos obtenidos mediante
soplado en estado fundido con un diámetro medio de fibra superior a
aproximadamente 15 micras.
Según se emplea en el presente documento, el
término "mechón" o "provisto de mechones" se refiere a
los salientes que se extienden desde el plano de base del elemento
laminar no tejido. Los salientes pueden ser o no huecos en la parte
opuesta del elemento laminar no tejido, dependiendo de las
condiciones del proceso utilizadas en la fabricación del elemento
laminar no tejido. Entre cada uno de estos salientes, existen áreas
que no sobresalen del plano de base. Estas áreas se denominan
"valles". La orientación de la fibra en los mechones es
distinta de la que presenta en los valles.
Según se emplea en el presente documento, el
término "plano de base" se refiere al plano situado sobre los
valles del lado del elemento laminar no tejido que presenta las
protrusiones. En el caso de que ambos lados del elemento laminar no
tejido presente protrusiones, entonces el plano de base es el plano
situado en la parte central del elemento laminar no tejido sin
contar las protrusiones.
Según se emplea en el presente documento, el
término "abrasivo" pretende representar una textura
superficial que permite que el elemento laminar no tejido friegue
una superficie que se limpia o por la que se pasa el elemento
laminar no tejido para eliminar la suciedad y restos similares. La
abrasividad puede variar dependiendo del polímero utilizado para
preparar las fibras abrasivas y del grado de texturización del
elemento laminar no tejido.
Según se emplea en el presente documento, el
término "no abrasivo" pretende representar una textura
superficial que es relativamente suave y que, por lo general, no
presenta la capacidad de fregar una superficie que se limpia o por
la que se pasa el elemento laminar no tejido.
Según se emplea en el presente documento, el
término "unido por patrón" se refiere al procedimiento de
unión de un elemento laminar no tejido en un patrón mediante la
aplicación de calor y presión u otros procedimientos, tales como
una unión por ultrasonidos. La unión térmica en patrón se suele
llevar a cabo una temperatura comprendida entre 80ºC y 180ºC
aproximadamente y una presión comprendida entre 150 y 1.000 libras
aproximadamente por pulgada lineal (59-178 kg/cm).
El patrón utilizado tendrá, por lo general, entre aproximadamente 10
y 250 uniones/pulgada^{2} (1-40 uniones/cm^{2})
que cubren entre aproximadamente el 5 y aproximadamente el 30 por
ciento del área superficial. Dicha unión por patrón se consigue de
acuerdo con procedimientos conocidos. Véanse, por ejemplo, la
Patente de diseño U.S.A. nº 239.566 de Vogt, Patente de diseño
U.S.A. nº 264.512 de Rogers, Patente U.S.A. nº 3.855.046 de Hansen
y otros, Patente U.S.A. nº 4.493.868 de Meitner y otros y Patente
U.S.A. nº 5.858.515 de Stokes y otros, en las que se incluyen
ilustraciones de patrones de unión y una descripción de los
procedimientos de unión. La unión por ultrasonidos sacraliza, por
ejemplo, haciendo pasar un artículo laminar no tejido multicapa
entre un emisor ultrasónico y un rodillo yunque, según se ilustra en
la Patente U.S.A. nº 4.374.888 de Bornslaeger.
Con el fin de conseguir una mejor comprensión de
la presente invención, se hará referencia a continuación a la
figura 1. El elemento no tejido (300) presenta protrusiones elevadas
(302), que también se denominan "mechones". Cada mechón (302)
se encuentra situado por encima del plano de base (304), que se
localizan en la superficie superior de los valles (306). Dependiendo
de las condiciones de proceso utilizadas, el lado del elemento
laminar no tejido opuesto al lado que presenta los mechones puede
ser hueco o contener espacios vacíos (308) o, de forma alternativa,
los espacios vacíos pueden estar ocupados por fibras y/o filamentos
que componen el elemento laminar no tejido. Se hace referencia ahora
a la figura 6A, que muestra una micrografía topográfica de un
elemento laminar no tejido de la presente invención. La figura 6B
muestra una micrografía transversal de este elemento laminar no
tejido.
En la presente invención, cada una de las
protrusiones o mechones comprende una mezcla de un filamento
termoplástico y de un material secundario. Se ha descubierto que la
producción de un elemento laminar no tejido provisto de mechones
que presente tanto los filamentos termoplásticos como un material
secundario, da como resultado un elemento laminar no tejido
provisto de mechones que mantiene su estructura con mechones incluso
cuando se satura o cuando el elemento laminar no tejido se enrolla
y se desenrolla en un rodillo. El elemento laminar no tejido de la
presente invención tiende a conservar su estructura en las
condiciones de uso normales, tales como la limpieza de superficies
duras tales como suelos, encimeras y similares. Además, el elemento
laminar no tejido también presenta un mayor grosor y capacidad de
absorción de líquidos, en comparación con los elementos laminares
no tejido coformados desprovistos de mechones.
Además, la orientación de las fibras de los
mechones es diferente a la orientación de las fibras en los valles.
Las fibras de los mechones presentan una orientación más vertical
que las fibras de los valles. A este respecto, se hace referencia a
la figura 6B, en la que se ilustra la orientación de las fibras.
El elemento laminar no tejido coformado provisto
de mechones de la presente invención puede tener hasta
aproximadamente 200 mechones por pulgada cuadrada (aproximadamente
300.000 por metro cuadrado). General, aparecen entre aproximadamente
1 y aproximadamente 100 mechones por pulgada cuadrada (entre
aproximadamente 1500 y aproximadamente 300.000 por metro cuadrado).
La presencia de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 100
mechones por pulgada cuadrada confiere al elemento laminar no
tejido coformado el suficiente grosor y capacidad de retención de
líquidos. Se comercializaron mallas de formación que presentan
entre 9 y 50 mechones aproximadamente por pulgada cuadrada (entre
aproximadamente 13.500 y aproximadamente 75.000 por metro cuadrado).
La presencia de más de aproximadamente 310.077 mechones por metro
cuadrado (200 mechones por pulgada cuadrada) tiende a reducir la
ventaja del grosor aportada por los mechones y, por lo general,
resulta más difícil preparar elementos laminares no tejidos
coformados con más de aproximadamente 310.077 mechones por metro
cuadrado (200 mechones por pulgada cuadrada).
Los filamentos termoplásticos que componen el
elemento laminar no tejido coformado de la presente invención son,
preferentemente, filamentos obtenidos mediante soplado en estado
fundido preparados a partir de polímeros termoplásticos. Entre los
polímeros termoplásticos adecuados que pueden utilizarse en la
presente invención se incluyen poliolefinas, poliésteres,
poliamidas, policarbonatos, poliuretanos, cloruro de polivinilo,
politetrafluoroetileno, poliestireno, tereftalato de polietileno,
polímeros biodegradables tales como ácido poliláctico, y copolímeros
y mezclas de los mismos. Como poliolefinas adecuadas se pueden
citar polietileno, p.ej., polietileno de alta densidad, polietileno
de media densidad, polietileno de baja densidad y polietileno lineal
de baja densidad; polipropileno, p.ej., polipropileno isotáctico,
polipropileno sindiotáctico, mezclas de polipropileno isotáctico y
polipropileno atáctico, y mezclas de los mismos; polibutileno,
p.ej., poli(1-buteno) y
poli(2-buteno); polipenteno, p.ej.,
poli(1-penteno) y
poli(2-penteno);
poli(3-metil-1-penteno);
poli(4-metil 1-penteno); y
copolímeros y mezclas de los mismos. Entre los copolímeros
adecuados se incluyen copolímeros aleatorios y de bloque preparados
a partir de uno o más monómeros de olefina saturada distintos, tales
como copolímeros etileno/propileno y etileno/butileno. Entre las
poliamidas adecuadas se incluyen nailon 6, nailon 6/6, nailon 4/6,
nailon 11, nailon 12, nailon 6/10, nailon 6/12, nailon 12/12,
copolímeros de caprolactama y diamina de óxido de alquileno, y
similares, así como mezclas y copolímeros de los mismos. Entre los
poliésteres adecuados se incluyen tereftalato de polietileno,
tereftalato de politrimetileno, tereftalato de polibutileno,
tereftalato de politetrametileno, tereftalato de
policiclohexilen-1,4-dimetileno y
copolímeros isoftalato de los mismos, así como mezclas de los
mismos.
Existen muchas poliolefinas disponibles para la
producción de fibras, por ejemplo, polietilenos tales como el
polietileno lineal de baja densidad ASPUN 6811A de Dow Chemical,
2553 LLDPE y los polietilenos de alta densidad 25355 y 12350 son
polímeros adecuados. Los polietilenos tienen unos caudales en estado
fundido, expresados en g/10 min a 105ºC (190ºF) y una carga de 2,16
kg, de aproximadamente 26, 40, 25 y 12, respectivamente. Entre los
polipropilenos formadores de fibras se incluyen, por ejemplo, el
polipropileno PF-015 de Basell. Muchas otras
poliolefinas se encuentran disponibles comercialmente y pueden
utilizarse en general en la presente invención. Las poliolefinas
particularmente preferente son polipropileno y polietileno.
En la publicación "Polyamide Resins"
(Resinas de poliamida) de Don E. Floyd (Library of Congress Catalog
number 66-20811, Reinhold Publishing, N.Y., 1966) se
pueden encontrar ejemplos de poliamidas y sus procedimientos de
síntesis. Entre las poliamidas particularmente útiles desde el punto
de vista comercial se encuentran nailon 6,
nailon-6,6, nailon-11 y
nailon-12. Estas poliamidas son comercializadas por
diversos proveedores, entre los que se encuentran Custom Resins y
Nyltech. Además, se puede añadir una resina de pegajosidad
compatible a las composiciones extrudibles descritas anteriormente a
fin de conseguir materiales con pegajosidad que se unan de forma
autógena o que precisen calor para su unión. Se puede utilizar
cualquier resina de pegajosidad que sea compatible con los
polímeros y que sea capaz de soportar las elevadas temperaturas de
procesamiento (p.ej. extrusión). Si el polímero se mezcla con
coadyuvantes de procesamiento tales como, por ejemplo, poliolefinas
o aceites de extensión, la resina de pegajosidad también debe ser
compatible con dichos coadyuvantes de procesamiento. En general,
las resinas hidrocarbonadas hidrogenadas son las resinas de
pegajosidad preferentes, debido a su mejor estabilidad con la
temperatura. Los agentes de pegajosidad REGALREZ® y de la serie
ARKON® P son ejemplos de resinas hidrocarbonadas hidrogenadas.
ZONATAC® 501 Lite es un ejemplo de un hidrocarburo terpénico.
Hercules Incorporated suministra las resinas hidrocarbonadas
REGALREZ®. Arakawa Chemical (USA) Incorporated suministra resinas
de la serie ARKON® P. Las resinas de pegajosidad, tales como las
dadas a conocer en la Patente U.S.A. nº 4.787.699, resultan
adecuadas. También se pueden utilizar otras resinas de pegajosidad
que sean compatibles con los demás componentes de la composición y
que puedan soportar las elevadas temperaturas de procesamiento.
Los filamentos obtenidos mediante soplado en
estado fundido puede ser fibras multicomponente, es decir, fibras
preparadas a partir de un componente polimérico, fibras
multiconstituyente o fibras multicomponente. Los filamentos
multicomponente pueden tener, por ejemplo, una configuración lado a
lado en forma A/B o A/B/A, o una configuración de tipo
vaina-núcleo, en la que un componente polimérico
rodea al otro componente polimérico.
El material secundario del elemento laminar no
tejido de la presente invención puede ser un material absorbente,
tal como fibras absorbentes o partículas absorbentes, o materiales
no absorbentes, tales como fibras no absorbentes o partículas
absorbentes. Las fibras secundarias pueden ser, por lo general,
fibras tales como fibras de poliéster, fibras de poliamida, fibras
derivadas de celulosa tales como, por ejemplo, fibras de rayón y
fibras de pasta de madera, fibras multicomponente tales como, por
ejemplo, fibras multicomponente de tipo
vaina-núcleo, fibras naturales tales como fibras de
seda, fibras de lana o fibras de algodón o fibras conductoras de la
electricidad o mezclas de dos o más de tales fibras secundarias. Se
pueden utilizar otros tipos de fibras secundarias, tales como, por
ejemplo, fibras de polietileno y fibras de polipropileno, así como
mezclas de dos o más de otros tipos de fibras secundarias. Las
fibras secundarias pueden ser microfibras, es decir, fibras con un
diámetro de fibra inferior a 100 micras o las fibras secundarias
pueden ser macrofibras, con un diámetro medio comprendido entre 100
micras y 1000 micras aproximadamente.
La selección del segundo material determinará
las propiedades del material coformado provisto de mechones
resultante. Por ejemplo, se puede mejorar la capacidad de absorción
del material coformado provisto de mechones utilizando material
absorbente, como segundo material. En caso de que no sea necesario o
deseable que el material presente capacidad de absorción, se puede
seleccionar un material no absorbente como material secundario.
Los materiales absorbentes útiles en la presente
invención incluyen fibras absorbentes, partículas absorbentes y
mezclas de fibras absorbentes y partículas absorbentes. Como
ejemplos del material absorbente se incluyen, entre otros,
materiales orgánicos fibrosos, tales como pasta de madera y de
origen distinto la madera, como algodón, rayón, papel reciclado,
pasta en copos, materiales absorbentes inorgánicos, fibras cortadas
poliméricas tratadas, etc. De forma deseable, pero no necesaria, el
material absorbente es pasta.
Las fibras de pasta puede ser cualquier tipo de
pasta de elevada longitud media de fibra, pasta de baja longitud
media de fibra o mezclas de las mismas. Entre las fibras de pasta
preferidas se incluyen las fibras de celulosa. El término "pasta
de elevada longitud media de fibra" se refiere a la pasta que
contiene una cantidad relativamente pequeña de fibras cortas y de
partículas que no adoptan forma de fibra. Las pastas de elevada
longitud de fibra tienen generalmente una longitud media de fibra
superior a aproximadamente 1,5 mm, preferentemente de
aproximadamente 1,5-6 mm. En estos materiales se
incluyen normalmente fibras no secundarias (vírgenes), así como
pasta de fibra secundaria que se ha tamizado. El término "pasta de
baja longitud media de fibra" se refiere a la pasta que contiene
una cantidad significativa de fibras cortas y de partículas no en
forma de fibra. Las pastas de baja longitud media de fibra tienen
generalmente una longitud media de fibra inferior a aproximadamente
1,5 mm.
Como ejemplos de pastas de madera de elevada
longitud media de fibra se incluyen las comercializadas por
Georgia-Pacific bajo los nombres comerciales Golden
Isles 4821 y 4824. Las pastas de baja longitud media de fibra pueden
incluir ciertas pastas de madera dura secundarias y pasta de fibra
secundaria (es decir, reciclada) procedente de fuentes como papel
de periódico, cartón recuperado y desechos de oficina. Las mezclas
de pastas de elevada longitud media de fibra y de baja longitud
media de fibra pueden contener predominantemente pastas de baja
longitud media de fibra. Por ejemplo, las mezclas pueden contener
más de aproximadamente el 50% en peso de pasta de baja longitud
media de fibra y menos de aproximadamente el 50% en peso de pasta de
elevada longitud media de fibra. Un ejemplo de mezcla contiene
aproximadamente el 75% en peso de pasta de baja longitud media de
fibra y aproximadamente el 25% en peso de pasta de elevada longitud
media de fibra.
Las fibras de pasta pueden estar sin refinar o
pueden estar abatanadas hasta conseguir diversos grados de
refinamiento. Asimismo, se pueden añadir agentes de reticulación y/o
agentes hidratantes a la mezcla de pastas. Se pueden agregar
agentes disgregantes de a fin de reducir el grado de enlaces de
hidrógenos en caso de que desee conseguir un elemento laminar no
tejido de fibra de pasta muy abierto o suelto. Quaker Oats Chemical
Company, Conshohocken, Pa., suministra agentes disgregantes que
sirven de ejemplo, bajo la marca comercial Quaker 2028 y Berocell
509 fabricado por Eka Nobel, Inc. Marietta, Ga. La adición de
ciertos agentes disgregantes en cantidades de, por ejemplo,
1-4% en peso de la fibra de pasta, puede reducir los
coeficientes de fricción estático y dinámico medidos y mejorar la
resistencia a la abrasión de los filamentos de polímeros
termoplásticos obtenidos mediante soplado en fusión. Los agentes
disgregantes actúan como lubricantes o reductores de la fricción.
Weyerhaeuser Corp. suministra fibras de pasta disgregada comerciales
bajo la designación NB 405.
Además, se pueden incorporar en el elemento
laminar no tejido coformado provisto de mechones materiales
secundarios no absorbentes, dependiendo del uso final del elemento
laminar no tejido coformado provisto de mechones. Por ejemplo, en
el caso de usos finales en los que la capacidad de absorción no
plantee problemas, se pueden utilizar materiales secundarios no
absorbentes. Entre estos materiales no absorbentes se incluyen
fibras no absorbentes y partículas no absorbentes. Entre los
ejemplos de fibras se incluyen, por ejemplo, fibras cortadas de
polímeros termoplásticos no tratados, tales como poliolefinas y
similares. Como ejemplos de partículas no absorbentes se incluyen
el carbón activo, el bicarbonato sódico y similares. El material no
absorbente puede utilizarse sólo o combinado con el material
absorbente.
Un factor importante en la preparación del
elemento laminar no tejido coformado tridimensional provisto de
mechones de la presente invención consiste en la selección de la
superficie de formación utilizada para preparar el elemento laminar
no tejido coformado. Una superficie de formación es una superficie
sobre la que se deposita la mezcla de filamentos termoplásticos y
el material secundario durante la formación. La superficie de
formación puede ser cualquier tipo de placa, tambor, correa o malla
que sea altamente permeable y permita la formación de mechones.
Como ejemplos, se puede utilizar cualquiera de las superficies de
formación descritas en la Patente U.S.A. nº 4.741.941, concedida a
Englebert y otros para la preparación del elemento laminar no tejido
provisto de mechones de la presente invención.
Se pueden utilizar la geometría de la superficie
de formación y las condiciones de procesamiento a fin de alterar
los mechones del material. La elección en particular dependerá del
tamaño, forma, profundidad, densidad superficial (mechones/área), y
similares, deseados del mechón. Un experto en la materia podrá
determinar fácilmente, sin necesidad de realizar experimentos
innecesarios, el equilibrio adecuado entre el aire de atenuación y
el vacío bajo la malla (ambos escritos a continuación) requerido
para alcanzar las dimensiones y propiedades deseadas del mechón. No
obstante, por lo general, dado que puede utilizarse una superficie
de formación para conseguir los mechones propiamente dichos, es
importante utilizar una superficie de formación altamente permeable
que permita el paso del material a través de la malla para formar
los mechones. En un aspecto, la superficie de formación puede
presentar un área abierta comprendida entre el 35% y el 65%
aproximadamente, más particularmente entre 40% y 60%
aproximadamente, y más particularmente entre 45% y 55%
aproximadamente. Esto contrasta con las superficies de formación no
tejidas de la técnica anterior, que son muy densas y cerradas,
presentando áreas abiertas inferiores a aproximadamente el 35%,
dado que solamente se hace pasar aire a través de la superficie de
formación con el fin de ayudar a sostener el material no tejido que
se está formando sobre la superficie de formación.
En la figura 2A se presenta un aspecto de una
configuración de superficie de formación en forma de malla adecuada
para su utilización en la presente invención. Según se muestra en la
figura 2A, la superficie de formación (203) es una malla que
presenta filamentos (205) en una dirección de máquina (DM) y
filamentos (207) en una dirección transversal a la máquina (TM). La
figura 2B representa una sección a lo largo de la línea
2B-2B. En un aspecto a modo de ejemplo, la malla de
formación es una malla "Formtech^{TM} 6" fabricada por Albany
International Co., Albany, N.Y. Dicha malla presenta un "número
de malla" de aproximadamente seis por ocho hebras por pulgada
(entre aproximadamente 2,4 y aproximadamente 3,1 hebras por cm), es
decir, lo que da lugar a 48 mechones por pulgada cuadrada
(aproximadamente 7,4 mechones por cm cuadrado), un diámetro de
urdimbre de aproximadamente (1) mm de poliéster, un diámetro de
trama de aproximadamente 1,07 mm de poliéster, una permeabilidad
nominal al aire de aproximadamente 41,8 m^{3}/min (1475
ft^{3}/min), un calibre nominal de aproximadamente 0,2 cm (0,08
pulgadas) y un área abierta de aproximadamente el 51%. Asimismo, las
variaciones de la superficie pueden incluir, entre otras, patrones
de urdimbre alternativos, dimensiones alternativas de las hebras,
recubrimientos, tratamientos de disipación de la electricidad
estática, y similares.
Los mechones pueden tener alturas desde el plano
de base de hasta 25 mm o más. En general, los mechones están
comprendidos entre 0,1 mm y 10 mm aproximadamente y, habitualmente,
se encuentran comprendidos entre 0,3 mm y 5,0 mm aproximadamente.
La altura de los mechones se pueda ajustar fácilmente modificando
las condiciones de formación (como puede ser aumentando o
disminuyendo el flujo de aire de atenuación, aumentando o
disminuyendo el vacío bajo la malla de formación) o cambiando la
superficie de formación.
El elemento laminar no tejido coformado
tridimensional provisto de mechones de la presente invención se
puede preparar mediante un procedimiento que incluye las siguientes
etapas:
a. disponer, como mínimo, una corriente con
filamentos obtenidos mediante soplado en estado fundido;
b. disponer, como mínimo, una corriente que
contiene, como mínimo, un material secundario;
c. hacer converger, como mínimo, una corriente
que contiene, como mínimo, un material secundario con, como mínimo,
una corriente con filamentos obtenidos mediante soplado en estado
fundido, a fin de formar una corriente compuesta;
d. depositar la corriente compuesta sobre una
superficie de formación conformada como matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido y, como mínimo, un
material secundario;
e. aplicar opcionalmente un diferencial de
presión a la matriz mientras encuentra sobre la superficie de
formación a fin de formar un elemento laminar no tejido que
contenga una matriz de salientes y áreas de valle que corresponden
con la superficie de formación conformada; y
f. separar el elemento laminar no tejido de la
superficie de formación conformada.
Los pasos descritos anteriormente se pueden
poner en práctica de diversas formas, incluyendo uno de los
siguientes procedimientos, que ilustra las etapas que se pueden
seguir, según la presente invención, para formar el elemento
laminar no tejido provisto de mechones.
En otro procedimiento, el elemento laminar no
tejido coformado tridimensional provisto de mechones de la presente
invención se prepara mediante un procedimiento que incluye:
1. disponer una primera corriente de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido;
2. disponer una segunda corriente de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido;
3. hacer converger la primera corriente de
filamentos obtenidos mediante soplado en estado fundido en la
segunda corriente de filamentos obtenidos mediante soplado en
estado fundido de modo que se corten formando una zona de
colisión;
4. introducir una corriente que contenga, como
mínimo, un material secundario entre la primera segunda corrientes
de filamentos obtenidos mediante soplado en estado fundido, en la
zona de colisión o cerca de la misma, para formar una corriente
compuesta;
5. depositar la corriente compuesta sobre una
superficie de formación conformada como matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido y, como mínimo, un
material secundario;
6. aplicar opcionalmente un diferencial de
presión a la matriz mientras encuentra sobre la superficie de
formación a fin de formar un elemento laminar no tejido que
contenga una matriz de salientes y áreas de valle que corresponden
con la superficie de formación conformada; y
7. separar el elemento laminar no tejido de la
superficie de formación conformada.
Con el fin de conseguir una mejor comprensión de
la forma de producción del elemento laminar no tejido coformado
tridimensional provisto de mechones de la presente invención, se
hará referencia ahora la figura 3. La figura 3 muestra un ejemplo
de aparato para la formación de un elemento laminar no tejido
coformado tridimensional provisto de mechones, que se representa
generalmente por el número de referencia (10). Para la formación del
elemento laminar no tejido coformado tridimensional de la presente
invención, se introducen gránulos, astillas, etc. (no mostrados) de
un polímero termoplástico en una tolva de gránulos (12), o (12') de
una extrusora (14) o (14'), respectiva-
mente.
mente.
Las extrusoras (14) y (14') incluyen cada una de
ellas un husillo de extrusión (no mostrado), accionado por un motor
convencional (no mostrado). A medida que el polímero avanza por las
extrusoras (14) y (14'), debido a la rotación del husillo de
extrusión por acción del motor, aquél se calienta progresivamente
hasta alcanzar estado fundido. El calentamiento del polímero
termoplástico hasta estado fundido se puede conseguir a través de
varias etapas discretas, en las que se eleva la temperatura
gradualmente a medida que el polímero avanza por las diversas zonas
de calentamiento discretas de las extrusoras (14) y (14') hacia dos
boquillas de soplado en estado fundido (16) y (18),
respectivamente. Las boquillas de soplado en estado fundido (16) y
(18) pueden representar otra zona de calentamiento adicional, en la
que la temperatura de la resina termoplástica a se mantiene en un
nivel elevado para su extrusión.
Cada boquilla de soplado en estado fundido está
configurada de forma que dos corrientes de gas de atenuación por
boquilla converjan para formar una única corriente de gas que
arrastra y atenúa los hilos fundidos (20) y (21), a medida que los
hilos (20) y (21) salen por pequeños orificios (24) y (24'),
situados, respectivamente, en cada una de las boquillas de soplado
en estado fundido. Los hilos fundidos (20) y (21) se conforman para
dar fibras o, dependiendo del grado de atenuación, microfibras, de
un pequeño diámetro que, por lo general, es inferior al diámetro de
los orificios (24). Así pues, cada boquilla de soplado en estado
fundido (16) y (18) presenta una única corriente de gas (26) y (28)
correspondiente, que contiene las fibras del polímero termoplástico
arrastradas. Las corrientes de gas (26) y (28) que contienen las
fibras de polímero se alinean de forma que converjan sobre una zona
de colisión (30).
Se añade uno o más tipos de fibras secundarias
(32) y/o partículas a las dos corrientes (26) y (28) de las fibras
de polímero termoplástico (20) y (21), respectivamente, y en la zona
de colisión (30). La introducción de las fibras secundarias (32) en
las dos corrientes (26) y (28) de las fibras de polímero
termoplástico (20) y (21), respectivamente, está diseñada para
producir una distribución gradual de las fibras secundarias (32)
dentro de las corrientes combinadas (26) y (28) de las fibras de
polímero termoplástico. Esto se puede conseguir fusionando una
corriente de gas secundaria (34) que contiene las fibras secundarias
(32) entre las dos corrientes (26) y (28) de fibras de polímero
termoplástico (20) y (21), de forma que las tres corrientes de gas
converjan de una forma controlada.
El aparato para conseguir esta fusión puede
incluir una disposición de rodillo de alimentación (36) que presenta
una pluralidad de dientes (38) que están adaptados para separar una
capa o bloque (40) de fibras secundarias en las fibras secundarias
individuales (32). La capa o bloque de fibras secundarias (40) que
se alimenta al rodillo de alimentación (36) puede ser una lámina de
fibras de pasta (si se desea una mezcla de dos componentes de
fibras de polímero termoplástico y fibras de pasta secundarias), una
capa de fibras cortadas (si se desea una mezcla de dos componentes
de fibras de polímero termoplástico y fibras cortadas secundarias),
o tanto una lámina de fibras de pasta de una capa de fibras
cortadas (si se desea una mezcla de tres componentes de fibras de
polímero termoplástico, fibras cortadas secundarias y fibras de
pasta secundarias). En las realizaciones en las que, por ejemplo,
se desee incorporar un material absorbente, las fibras secundarias
(32) son fibras absorbentes. Las fibras secundarias (32) pueden
seleccionarse, por lo general, del grupo que incluye una o más
fibras de poliéster, fibras de poliamida, fibras derivadas de
celulosa tales como, por ejemplo, fibras de rayón y fibras de pasta
de madera, fibras multicomponente tales como, por ejemplo, fibras
multicomponente de tipo vaina-núcleo, fibras
naturales tales como fibras de seda, fibras de lana o fibras de
algodón o fibras conductoras de la electricidad o mezclas de dos o
más de tales fibras secundarias. Se pueden utilizar otros tipos de
fibras secundarias (32), tales como, por ejemplo, fibras de
polietileno y fibras de polipropileno, así como mezclas de dos o
más de otros tipos de fibras secundarias (32). Las fibras
secundarias (32) pueden ser microfibras, o las fibras secundarias
(32) pueden ser macrofibras, con un diámetro medio comprendido entre
aproximadamente 100 micras y aproximadamente 1000 micras.
Las láminas o capas (40) de las fibras
secundarias (32) se alimentan al rodillo de alimentación (36) por
acción de un dispositivo de rodillo (42). Una vez que los dientes
(38) del rodillo alimentación (36) han separado la capa de fibras
secundarias (40) dando lugar a fibras secundarias (32) discretas,
las fibras secundarias (32) individuales se transportan hacia la
corriente de fibras o microfibras de polímeros termoplásticos (24)
a través de una tobera (44). Un cuerpo (46) encierra al rodillo
alimentación (36) y crea un paso o intersticio (48) entre el cuerpo
(46) y la superficie de los dientes (38) del rodillo alimentación
(36). Se suministra un gas, por ejemplo, aire, al paso o
intersticio (48) entre la superficie del rodillo alimentación (36) y
el cuerpo (46) por medio de un conducto de gases (50).
El conducto de gases (50) puede entrar en el
paso o intersticio (48), normalmente, por la unión (52) de la
tobera (44) y del intersticio (48). El gas se suministra en una
cantidad suficiente como para servir como medio de transporte de
las fibras secundarias (32) a través de la tobera (44). El gas
suministrado desde el conducto (50) también sirve como ayuda en la
eliminación de las fibras secundarias (32) de los dientes (38) del
rodillo alimentación (36). El gas se puede suministrar mediante
cualquier dispositivo convencional, tal como, por ejemplo, una
soplante (no mostrada). Se contempla la posibilidad de añadir o
arrastrar en la corriente de gas aditivos y/u otros materiales para
el tratamiento de las fibras secundarias.
En términos generales, las fibras secundarias
individuales (32) se transportan a través de la tobera (44)
aproximadamente la misma velocidad a la que las fibras secundarias
(32) salen de los dientes (38) del rodillo alimentación (36). En
otras palabras, las fibras secundarias (32), al salir de los dientes
(38) del rodillo alimentación (36) y entrar en la tobera (44), por
lo general mantienen su velocidad, tanto en magnitud como en
dirección, desde el punto en el que dejan los dientes (38) del
rodillo de alimentación (36). Tal disposición, que se describe con
más detalle en la Patente U.S.A. nº 4.100.324 de Anderson, y otros,
ayuda a reducir notablemente la floculación de las fibras.
La anchura de la tobera (44) debe alinearse en
una dirección generalmente paralela a la anchura de las boquillas
de soplado en estado fundido (16) y (18). De forma deseable, la
anchura de la tobera (44) debe ser prácticamente igual que la
anchura de las boquillas de soplado en estado fundido (16) y (18).
Por lo general, la anchura de la tobera (44) no debe exceder la
anchura de las láminas o capas (40) que se están alimentando al
rodillo alimentación (36). En términos generales, es deseable que
la longitud de la tobera (44) sea tan corta como lo permita el
diseño del equipo.
El rodillo alimentación (36) puede sustituirse
por un sistema de inyección de partículas convencional, para formar
una estructura no tejida coformada (54) que contiene diversas
partículas secundarias. Se puede añadir una combinación tanto de
partículas secundarias como de fibras secundarias a las fibras de
polímero termoplástico, antes de la formación de la estructura no
tejida coformada (54), en caso de que se haya añadido un sistema de
inyección de partículas convencional al sistema ilustrado en la
figura 3. Las partículas pueden ser, por ejemplo, de carbón activo,
arcilla, almidón y/o partículas superabsorbentes.
La figura 3 ilustra también que la corriente de
gas secundaria (34) que transporta las fibras secundarias (32) se
dirige entre las corrientes (26) y (28) de fibras de polímero
termoplástico, de modo que las corrientes entran en contacto en la
zona de colisión (30). Se puede ajustar la velocidad de la corriente
de gas secundaria (34). Si la velocidad de la corriente de gas
secundaria se ajusta de forma que sea mayor que la velocidad de
cada una de las corrientes (26) y (28) de fibras de polímero
termoplástico (20) y (21) cuando las corrientes entran en contacto
en la zona de colisión (30), el material secundario se incorpora en
el elemento laminar no tejido coformado con una estructura de
gradiente. Es decir, el material secundario tiene una mayor
concentración entre las superficies exteriores del elemento laminar
no tejido coformado que en las superficies exteriores. Si la
velocidad de la corriente de gas secundaria (34) es mayor que la
velocidad de cada una de las corrientes (26) y (28) de fibras de
polímero termoplástico (20) y (21) cuando las corrientes entran en
contacto en la zona de colisión (30), el material secundario se
incorpora en el elemento laminar no tejido coformado de una forma
prácticamente homogénea. Es decir, la concentración del material
secundario es prácticamente la misma en todo el elemento laminar no
tejido coformado. Esto se debe a que la corriente de baja velocidad
de material secundario se pone en contacto con la corriente de alta
velocidad de fibras de polímero termoplástico a fin de fomentar la
mezcla por turbulencia, lo que tiene como resultado una distribución
uniforme del material secundario.
Aunque los inventores no quieren limitarse a una
teoría de funcionamiento en particular, se cree que el ajuste de la
velocidad de la corriente de gas secundaria (34), de forma que sea
mayor que la velocidad de cada una de las corrientes (26) y (28) de
las fibras de polímero termoplástico (24) cuando las corrientes se
cortan en la zona de colisión (30), puede producir el efecto de
que, durante la fusión e integración de las mismas, se pueda
conseguir una distribución gradual de los componentes fibrosos entre
la zona de colisión (30) y una superficie de recogida.
La diferencia de velocidad entre las corrientes
de gas puede ser tal que las fibras secundarias (32) se integren en
las corrientes de fibras de polímero termoplástico (26) y (28) de
forma que el material secundario (32) se distribuya de forma
gradual, y sólo parcialmente, dentro de las fibras de polímero
termoplástico (20) y (21). En general, para conseguir unas
velocidades de producción mayores, las corrientes de gas que
arrastran a las fibras de polímero termoplástico (20) y (21) pueden
tener una velocidad inicial comparativamente alta, por ejemplo,
comprendida entre aproximadamente 61 m y más de 305 m por segundo
(entre aproximadamente 200 pies y más de 1.000 pies por segundo).
No obstante, la velocidad de esas corrientes de gas disminuye
rápidamente a medida que se expanden y se separan de la boquilla de
soplado en estado fundido. Así pues, la velocidad de dichas
corrientes de gas en la de colisión se puede controlar ajustando la
distancia entre la boquilla de soplado en estado fundido y la zona
de colisión. La corriente de gas (34) que transporta las fibras
secundarias (32) tendrá una baja velocidad inicial en comparación
con las corrientes de gas (26) y (28) que transportan las fibras
obtenidas mediante soplado en estado fundido. No obstante, al
ajustar la distancia entre la tobera (44) y la zona de colisión
(30) (y las distancias que deben recorrer las corrientes de gas (26)
y (28) con fibras obtenidas mediante soplado en estado fundido), la
velocidad de la corriente de gas (34) se puede controlar de forma
que sea mayor menor que la de las corrientes de gas (26) y (28) con
fibras obtenidas mediante soplado en estado fundido. En la práctica
de la presente invención, se prefiere que el material secundario se
integre de forma homogénea con los filamentos obtenidos mediante
soplado en estado fundido. Además, la velocidad de las corrientes
de fibras termoplásticas también se puede ajustar para obtener el
grado de mezcla deseado.
Debido al hecho de que, por lo general, las
fibras de polímero termoplástico (20) y (21) siguen estando en
estado semifundido y pegajoso en el momento de la incorporación de
las fibras secundarias (32) en las corrientes de gas (26) y (28)
con fibras de polímero termoplástico, normalmente las fibras
secundarias (32) no sólo se combinan mecánicamente dentro de la
matriz formada por las fibras de polímero termoplástico (20) y (21),
sino que también se enlazan o unen térmicamente a las fibras de
polímero termoplástico (20) y (21).
A fin de convertir la corriente compuesta (56)
de fibras de polímero termoplástico (20), (21) y el material
secundario (32) en una estructura no tejida coformada (54), se sitúa
un dispositivo de recogida en la trayectoria de la corriente
compuesta (56). El dispositivo de recogida puede ser una superficie
de formación continua (58) impulsada por rodillos (60) y que gira
en la dirección indicada por la flecha (62) de la figura 3. Los
expertos la materia conocerán otros dispositivos de recogida que se
pueden utilizar en lugar de la malla de formación continua (58).
Por ejemplo, se podría utilizar una disposición de tambor rotatorio
poroso. Las corrientes fusionadas de las fibras de polímero
termoplástico y de las fibras secundarias se recogen formando una
matriz coherente de fibras sobre la superficie de la superficie de
formación continua (58) para dar lugar al elemento laminar no
tejido coformado (54). Unos grupos de vacío (64) ayudan a retener la
matriz sobre la superficie de la superficie de formación continua
(58).
En la presente invención, el grupo de vacío
ayuda a sostener los filamentos obtenidos mediante soplado en
estado fundido y el material secundario sobre la superficie de
formación. Por lo general, el vacío se ajusta a un nivel que sea
suficiente para sostener los filamentos obtenidos mediante soplado
en estado fundido y el material secundario sobre la superficie de
formación, pero no tan alto como para provocar que el material
secundario y los filamentos obtenidos mediante soplado en estado
fundido pasen a través de la superficie de formación, dando lugar a
aberturas en el elemento laminar no tejido resultante. Por lo
general, un vacío de hasta 63,5 m (aproximadamente 25 pulgadas) de
columna de agua es más que suficiente en la presente invención. Por
el contrario, si la superficie de formación no es porosa, sino que
presenta protrusiones, es posible que no sea necesario el uso del
sistema de vacío situado debajo de la superficie de formación.
La estructura coformada (54) es uniforme y se
puede retirar de la superficie o malla de formación (58) en forma
de material no tejido consistente. En términos generales, la
estructura coformada presenta una resistencia e integridad
adecuadas, que permita su utilización sin necesidad de ningún
tratamiento posterior, tales como unión por patrón y similares.
Opcionalmente, se puede aplicar una segunda capa
coformada sobre la primera capa depositada. Si la segunda capa se
dispone sobre el material coformado antes de separar el coformado de
la superficie de formación conformada, el procedimiento incluye las
etapas adicionales de:
d1. disponer una segunda corriente de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido
d2. introducir una corriente, como mínimo, de un
material secundario en la segunda corriente de filamentos obtenidos
mediante soplado en estado fundido para formar una segunda corriente
compuesta;
d3. depositar la segunda corriente compuesta
sobre la capa depositada en forma de una matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido y un material
secundario para formar un elemento laminar no tejido coformado
provisto de mechones de dos capas.
\vskip1.000000\baselineskip
Si se desea añadir la segunda capa a la primera
capa de material coformado provisto de mechones, se puede repetir
dos veces el primer procedimiento de la presente invención sobre la
misma malla de formación. En un procedimiento alternativo, sólo se
utiliza una boquilla de soplado en estado fundido en un segundo
procedimiento de la presente invención. A este respecto, se hace
referencia a la figura 4, que muestra un ejemplo de aparato para la
formación de un elemento laminar no tejido coformado tridimensional
provisto de mechones, que se representa generalmente por el número
de referencia (100), incluye las etapas opcionales de disponer una
segunda capa coformada utilizando un segundo grupo del aparato de
coformación (102). No es necesario utilizar el segundo grupo del
aparato de coformación para producir el elemento laminar no tejido
coformado provisto de mechones de la presente invención. Para la
formación del elemento laminar no tejido coformado tridimensional de
la presente invención, se introducen gránulos, astillas, etc. (no
mostrados) de un polímero termoplástico en una tolva de gránulos
(112), o (112') de una extrusora (114) o (114'),
respectivamente.
Las extrusoras (114) y (114') incluyen cada una
de ellas un husillo de extrusión (no mostrado), accionado por un
motor convencional (no mostrado). A medida que el polímero avanza
por las extrusoras (114) y (114'), debido a la rotación del husillo
de extrusión por acción del motor, aquél se calienta progresivamente
hasta alcanzar estado fundido. El calentamiento del polímero
termoplástico hasta estado fundido se puede conseguir a través de
varias etapas discretas, en las que se eleva la temperatura
gradualmente a medida que el polímero avanza por las diversas zonas
de calentamiento discretas de las extrusoras (114) y (114') hacia
dos boquillas de soplado en estado fundido (116) y (118),
respectivamente. Las boquillas de soplado en estado fundido (116) y
(118) pueden representar otra zona de calentamiento adicional, en la
que la temperatura de la resina termoplástica a se mantiene en un
nivel elevado para su extrusión.
Cada boquilla de soplado en estado fundido está
configurada de forma que dos corrientes de gas de atenuación (117)
y (117') por boquilla converjan para formar una única corriente de
gas que arrastra y atenúa los hilos fundidos (120) y (121), a
medida que los hilos (120) y (121) salen por pequeños orificios
(124) y (124'), respectivamente. Los hilos fundidos (120) y (121)
se conforman para dar filamentos o, dependiendo del grado de
atenuación, microfibras, de un pequeño diámetro que, por lo general,
es inferior al diámetro de los orificios (124), (124'). Así pues,
cada boquilla de soplado en estado fundido (116) y (118) presenta
una única corriente de gas (126) y (128) correspondiente, que
contiene las fibras del polímero termoplástico arrastradas. Las
corrientes de gas (126) y (128) que contienen las fibras de polímero
se dirigen hacia la superficie de formación y, por lo general, se
prefiere que sean sustancialmente perpendiculares a la superficie de
formación.
Se añade uno o más tipos de fibras secundarias
(132) y (132') y/o partículas a las dos corrientes (126) y (128) de
las fibras de polímero termoplástico (120) y (121), respectivamente.
La introducción de las fibras secundarias (132) y (132') en las dos
corrientes (126) y (128) de las fibras de polímero termoplástico
(120) y (121), respectivamente, está diseñada para producir una
distribución generalmente homogénea de las fibras secundarias (132)
y (132') dentro de las corrientes (126) y (128) de las fibras de
polímero termoplástico.
El aparato para conseguir esta fusión puede
incluir un rodillo de alimentación convencional (136) y (136'). El
funcionamiento de un rodillo de alimentación convencional se
describe anteriormente al comentar la figura 3. Los rodillos
alimentación (136) y (136') pueden sustituirse por un sistema de
inyección de partículas convencional, para formar una estructura no
tejida coformada (154) que contiene diversas partículas secundarias.
Se puede añadir una combinación tanto de partículas secundarias
como de fibras secundarias a las fibras de polímero termoplástico,
antes de la formación de la estructura no tejida coformada (154), en
caso de que se haya añadido un sistema de inyección de partículas
convencional al sistema ilustrado en la figura 3. Las partículas
pueden ser, por ejemplo, de carbón activo, arcilla, almidón y/o
partículas superabsorbentes.
Debido al hecho de que, por lo general, las
fibras de polímero termoplástico (120) y (121) siguen estando en
estado semifundido y pegajoso en el momento de la incorporación de
las fibras secundarias (132) y (132') en las corrientes de gas
(126) y (128) con fibras de polímero termoplástico, normalmente las
fibras secundarias (132), (132') no sólo se combinan mecánicamente
dentro de la matriz formada por las fibras de polímero termoplástico
(120) o (121'), sino que también se enlazan o unen térmicamente a
las fibras de polímero termoplástico (120) o (121').
A fin de convertir la corriente compuesta (156)
y (156') de fibras de polímero termoplástico (120), (121) y el
material secundario (132) y (132'), respectivamente, en una
estructura no tejida coformada (154), se sitúa un dispositivo de
recogida en la trayectoria de las corrientes compuestas (156) y
(156'). El dispositivo de recogida puede ser una superficie de
formación continua (158) impulsada por rodillos (160) y que gira en
la dirección indicada por la flecha (162) de la figura 4. Se pueden
utilizar otros dispositivos de recogida, descritos anteriormente,
en lugar de la superficie de formación continua (158). Las
corrientes fusionadas de las fibras de polímero termoplástico y de
las fibras secundarias se recogen formando una matriz coherente de
fibras sobre la superficie de la superficie de formación continua
(158) para dar lugar al elemento laminar no tejido coformado (154).
Unos grupos de vacío (164) y (164') ayudan a retener la matriz sobre
la superficie de la superficie de formación (158).
La estructura coformada (154) es uniforme y se
puede retirar de la superficie de formación (158) en forma de
material no tejido consistente. En términos generales, la estructura
coformada presenta una resistencia e integridad adecuadas, que
permita su utilización sin necesidad de ningún tratamiento
posterior, tales como unión por patrón, calandrado y similares.
Según lo indicado anteriormente, no es necesario
utilizar el segundo grupo del aparato de coformación para formar el
elemento laminar no tejido coformado provisto de mechones de la
presente invención. No obstante, si se utiliza segundo grupo, el
material coformado provisto de mechones resultante tendrá mayor
grosor y mayor capacidad para almacenar o absorber líquidos, en
comparación con el material coformado provisto de mechones que no
presenta la segunda capa coformada. Asimismo, debe indicarse que es
posible añadir al proceso de la figura 3 un segundo grupo del
aparato de formación de coformación mostrado en la figura 3.
El material coformado provisto de mechones
presenta preferentemente un peso base total comprendido entre 34
gsm y 600 gsm aproximadamente. Más preferentemente, el peso base se
encuentra comprendido entre 75 gsm y 400 gsm aproximadamente. Más
preferentemente, el peso base debe estar entre aproximadamente 100
gsm y aproximadamente 325 gsm. No obstante, cabe destacar que el
peso base depende en gran medida del uso final. En el caso de
aplicaciones de mopas presaturadas, preferentemente, el peso base
se encuentra comprendido entre aproximadamente 75 gsm y
aproximadamente 325 gsm, mientras que el peso base para una mopa
absorbente se encuentra comprendido entre aproximadamente 175 gsm y
aproximadamente 325 gsm. En el caso de toallitas y similares, el
peso base depende por lo general de la utilidad particular de la
toallita. Durante la producción del material coformado provisto de
mechones mediante el aparato de la figura 3 o de la figura 4, se
puede modificar el porcentaje del peso base. El peso base puede
ajustarse de diversas formas distintas, entre las que se incluyen,
por ejemplo, el ajuste de la velocidad de la superficie de
formación. A medida que aumenta la velocidad de la superficie de
formación, disminuye el peso base. De igual forma, a medida que
disminuye la velocidad de la superficie de formación, aumenta el
peso base. Otros procedimientos para controlar el peso base incluyen
el ajuste de la producción del rodillo de alimentación y de las
boquillas de soplado en estado fundido. Bajas producciones tienen
como resultado bajos pesos base. Al añadir una segunda capa al
material coformado provisto de mechones, también se incrementa el
peso base.
En la práctica de la presente invención, la
matriz del polímero termoplástico y el material secundario contienen
entre aproximadamente 15% y 85% en peso del material secundario y
entre aproximadamente 85% y 15% en peso de los filamentos
termoplásticos, basados en el peso de los filamentos termoplásticos
y del material secundario. En ciertas aplicaciones, la matriz
contiene entre aproximadamente 20% y 65% en peso del material
secundario y entre aproximadamente 35% y 80% en peso de los
filamentos termoplásticos. Preferentemente,, la matriz coformada
contiene entre aproximadamente 20% y aproximadamente 50% en peso del
material secundario y entre aproximadamente 50% y aproximadamente
80% en peso de los filamentos termoplásticos, especialmente en
aplicaciones en las que se desee el elemento presente poca pelusa.
La formación de pelusa tiene lugar cuando el material secundario no
se encuentra totalmente capturado por los filamentos termoplásticos.
En el material coformado provisto de mechones de la presente
invención, cuando la cantidad del material secundario se encuentra
por encima de aproximadamente 50-55% en peso de la
matriz, el material secundario puede tender a eliminarse de la
matriz en forma de pelusa. En materiales en los que la formación de
pelusa no plantee un problema, la cantidad del material secundario
puede incrementarse por encima del 50-55% en peso de
la matriz.
Si se disponen capas adicionales coformadas
sobre la capa de material coformado provisto de mechones, el
porcentaje del material secundario en las capas adicionales puede
ser mayor que el 50-55%. De hecho, las capas
adicionales pueden contener hasta aproximadamente el 85% en peso
del material secundario. La presencia de capas adicionales con
mayor porcentaje del material secundario da como resultado un
elemento coformado con una estructura de tipo gradiente. Si el
material secundario es absorbente, la presencia de un mayor
porcentaje del material secundario en las capas adicionales se
traducirá en un material coformado con una mejor capacidad de
absorción. Si el material coformado provisto de mechones se va
utilizar como toallita prehumedecida o similares, la estructura de
tipo gradiente tendrá como resultado una alta capacidad de retención
de líquidos, en comparación con un elemento sin la capa
adicional.
Con el objeto de mejorar la tenacidad del
elemento coformado provisto de mechones de la presente invención,
una parte de la composición de termoplástico utilizada para preparar
los filamentos termoplásticos puede incluir polibutileno. Cuando el
polímero termoplástico es una poliolefina, una parte del polímero
termoplástico, hasta aproximadamente el 25% en peso basado en el
peso total del polímero termoplástico, puede ser polibutileno, lo
mejorará la tenacidad del material coformado resultante. En
aplicaciones en las que no se desee o precise tenacidad, no debe
incluirse polibutileno. No obstante, preferentemente debe incluirse
polibutileno en una cantidad comprendida entre aproximadamente 5% y
aproximadamente 20% en peso, basado en el peso total de los
filamentos termoplásticos.
Típicamente, el coformado se prepara a partir de
fibras finas obtenidas mediante soplado en estado fundido, que
presentan un diámetro medio de fibra inferior a 15 micras, de forma
deseable entre aproximadamente 1 y 10 micras y, generalmente, entre
2 y 7 micras. En la presente invención, los filamentos obtenidos
mediante soplado en estado fundido pueden prepararse de forma que
presenten unas características ligeramente abrasivas. Esto se
consigue produciendo filamentos termoplásticos que son fibras
obtenidas mediante soplado en estado fundido más gruesas, que
presentan un diámetro de fibra mayor que el de las fibras finas
obtenidas mediante soplado en estado fundido. Por lo general, las
fibras obtenidas mediante soplado en estado fundido más gruesas
presentan un diámetro medio de fibra mayor que aproximadamente 15
micras. Las fibras obtenidas mediante soplado en estado fundido más
gruesas pueden tener un diámetro de fibra superior a 40 micras, pero
el diámetro medio de fibra se encuentra comprendido entre
aproximadamente 15 y 39 micras.
Las características de los filamentos obtenidos
mediante soplado en estado fundido se pueden ajustar manipulando
los diversos parámetros del proceso utilizado en cada extrusora y
boquilla durante la realización del proceso de soplado en estado
fundido. Se puedan ajustar y variar los siguientes parámetros para
cada extrusora y boquilla, a fin de modificar las características
de los filamentos obtenidos mediante soplado en estado fundido
resultantes:
1. Tipo de polímero,
2. Producción de polímero (libras por pulgada
dentro de boquilla por hora, PIH),
3. Temperatura de fusión del polímero,
4. Temperatura del aire,
5. Caudal de aire (pies cúbicos estándar por
minuto, SCFM, calibrados para la anchura de la boquilla),
6. Distancia entre la punta de la boquilla y la
superficie formación, y
7. Vacío bajo la superficie de formación.
Por ejemplo, los filamentos gruesos se puede
preparar reduciendo la temperatura del aire primario desde el
intervalo de aproximadamente 600º a 640ºF (316º a 338ºC) hasta
aproximadamente 420º a 460ºF (216º a 238ºC) para el grupo de
filamentos gruesos. Estos cambios van lugar a la formación de fibras
de mayor tamaño. Asimismo, se puede utilizar cualquier otro
procedimiento que resulte eficaz, sin alejarse de la invención.
La preparación del elemento laminar no tejido
coformado mediante el primer procedimiento descrito anteriormente,
ilustrado en la figura 3, presenta alguna ventaja adicional con
respecto al proceso de la figura 4. La ventaja consiste en que
entremezclando los filamentos finos obtenidos mediante soplado en
estado fundido, los filamentos gruesos obtenidos mediante soplado
en estado fundido y pasta, se puede utilizar una de las boquillas de
soplado en estado fundido para formar fibras gruesas y la otra para
formar fibras finas. Esta estrategia tendrá como resultado que los
mechones presenten tanto las características de suavidad de las
fibras finas como las características abrasivas de las fibras
gruesas, dando lugar a una superficie que es ligeramente abrasiva.
De forma alternativa, se pueden conseguir las características
ligeramente abrasivas produciendo fibras finas con aproximadamente
15 micras de diámetro.
El material coformado de la presente invención
se puede preparar o laminar sobre un material adicional. Cabe
destacar que esta laminación no es necesaria en la presente
invención. Por ejemplo, se puede suministrar un material adicional
al proceso de la figura 3 o de la figura 4 tras la formación del
material coformado. La capa adicional se puede laminar sobre el
coformado provisto de mechones de la presente invención tras la
formación del coformado. Según lo indicado anteriormente, no es
necesaria la laminación de un material adicional con el coformado;
no obstante, si el contenido de material secundario es mayor que
aproximadamente 65-70% en peso del material
coformado, es preferente colocar una capa adicional sobre el
material coformado a fin de evitar que el material secundario se
desprenda del coformado en forma de "pelusa".
La capa adicional puede aportar resistencia
adicional al coformado o impartir otras propiedades, tales como
propiedades de barrera. La laminación de otro material sobre la cara
de filamentos finos del coformado resulta especialmente útil en
aplicaciones de mopas, al aportar resistencia adicional al elemento
laminar no tejido y consiguiendo una barrera frente a líquidos
entre el material de la mopa y el medio de acoplamiento de la mopa.
Como ejemplos de materiales de barrera incluyen, entre otros,
películas poliméricas, materiales no tejidos laminados,
combinaciones de los mismos y similares. En general, puede resultar
adecuado cualquier material impermeable. Como ejemplos de capas de
refuerzo se incluyen elementos laminares no tejidos, tales como
elementos laminares extrudidos, unidos mediante cardado, y
similares, elementos laminares tricotados y materiales tejidos.
Estos materiales son bien conocidos por los expertos en la materia,
y están disponibles comercialmente.
Debido a consideraciones económicas, se pueden
laminar materiales extrudidos sobre la cara de filamentos finos del
elemento laminar no tejido a fin de aportar resistencia adicional al
material coformado, siempre que sea necesario laminar un material
sobre el elemento laminar no tejido coformado de la presente
invención. Típicamente, se puede utilizar un material extrudido con
un peso base comprendido entre 0,1 osy (3,4 gsm) y aproximadamente
2,0 osy (68 gsm). Es deseable un material extrudido con un peso base
comprendido entre aproximadamente 0,2 osy (6,8 gsm) y
aproximadamente 0,8 osy (27 gsm).
En otra estructura laminar alternativa de la
presente invención, el elemento laminar no tejido coformado también
puede presentar una capa de barrera. La capa de barrera frente a
líquidos comprende de forma deseable un material que evite
notablemente la transmisión de líquidos bajo las presiones y
entornos químicos asociados con las operaciones de limpieza de
superficies. De forma deseable, la capa de barrera frente a líquidos
comprende una película delgada y monolítica. La película comprende
de forma deseable un polímero termoplástico, tal como, por ejemplo,
poliolefinas (p.ej., polipropileno y polietileno), policondensados
(p.ej., poliamidas, poliésteres, policarbonatos y poliarilatos),
polioles, polidienos, poliuretanos, poliéteres, poliacrilatos,
poliacetales, poliimidas, ésteres de celulosa, poliestirenos,
fluoropolímeros, etc. De forma deseable, la película es hidrófoba.
Además, la película presenta, de forma deseable, un espesor inferior
aproximadamente a 5\cdot10^{-5} m (2 mil) y aún más de forma
deseable comprendida entre aproximadamente 1,3\cdot10^{-5} m
(0.5 mil) y aproximadamente 3\cdot10^{-5} m (1 mil). Como
ejemplo particular, la capa de barrera frente a líquidos puede
comprender una película impresa de polietileno con un grosor de
aproximadamente 2,5\cdot10^{-5} m (1 mil). La capa de barrera
frente a líquidos puede estar unida a otra capa o capas de la lámina
de limpieza, formando un elemento laminar integrado mediante la
utilización de adhesivos.
En un aspecto adicional, las capas pueden unirse
por medios mecánicos, tales como, por ejemplo, costura. Además, las
múltiples capas pueden laminarse de forma térmica y/o ultrasónica
para formar un elemento laminar integrado. El procedimiento de
unión no resulta crítico en la presente invención. De forma
deseable, las capas se unen térmicamente o ultrasónicamente
utilizando una unión por patrón. Además, si el material coformado es
una capa única, se puede unir por patrón para formar un material
con un aspecto estéticamente agradable. La unión por patrón de un
material de una única capa también mejora la capacidad de limpieza
del material resultante, así como de los elementos laminares.
Se han desarrollado diversos patrones de unión
por razones tanto funcionales como estéticas. A este respecto, las
capas se unen, de forma deseable, sobre menos la totalidad del área
superficial del material textil, utilizando un patrón intermitente
o espaciado de áreas de unión. De forma deseable, el área de unión
se encuentra comprendida entre aproximadamente el 2% y
aproximadamente el 20% del área superficial del material textil, y
de forma aún más deseable, entre aproximadamente el 4% y
aproximadamente el 15% del material textil. Además, el patrón de
unión sigue, de forma deseable, un patrón que comprende multitud de
segmentos de unión espaciados y repetitivos. Si bien se pueden
utilizar diversos patrones de unión, de forma deseable, se utiliza
un patrón de unión que comprende una serie de segmentos de unión
alargados y, de forma aún más deseable, que contiene segmentos
lineales de unión prácticamente continuos o líneas de unión
continuas. Se considera que los patrones de unión sinusoidales
resultan particularmente adecuados. Además, las líneas de unión se
extienden, de forma deseable, alrededor de todo el producto.
Además, cuando se utiliza una serie de segmentos de unión
discontinuos y/o discretos, también es deseable que los patrones
presenten una serie de segmentos de unión escalonados y/o
desplazados, de forma que las áreas no unidas no se encuentren
alineadas verticalmente. Al disponer segmentos de unión tales como
los descritos anteriormente, se cree que se obtiene una retención de
líquidos uniforme a lo largo de todo el material laminar, dado que
las áreas de unión comprimidas limitarán sustancialmente el flujo
hacia abajo del líquido dentro del absorbente. Como ejemplos
específicos, en las Patentes de diseño U.S.A. nº 247.370; 247.371;
433.131 y 433.132 se dan a conocer patrones de unión sinusoidal
continuos y/o segmentos lineares sinusoidales discontinuos
escalonados.
De forma alternativa, se pueden laminar dos
elementos laminares no tejidos coformados provistos de mechones, de
modo que ambas caras del producto laminar presentan mechones. Puede
utilizarse cualquier procedimiento de unión, en tanto en cuanto
ambas caras del elemento laminar resultantes presenten mechones.
Este tipo de elemento laminar puede resultar especialmente útil en
aplicaciones de toallitas.
El elemento laminar no tejido coformado
tridimensional provisto de mechones de la presente invención se
puede utilizar para formar una lámina de limpieza presaturada o
absorbente, utilizada como toallita, como lámina para una mopa o
como cualquier otro tipo de instrumento manual. El término "lámina
de limpieza" abarca toallitas secas, toallitas presaturadas,
mopas absorbentes, mopas presaturadas, y similares. El tamaño y la
forma de la lámina de limpieza pueden variar en función de la
aplicación prevista y/o del uso final de la misma. De forma
deseable, la De forma deseable, presenta una forma prácticamente
rectangular con un tamaño que permita acoplar la fácilmente a
equipos o herramientas de limpieza estándar, tales como, por
ejemplo, cabezas de mopa, cabezas de plumeros, cabezas de cepillos,
etc. Por ejemplo, la lámina de limpieza puede presentar una
longitud desplegada comprendida entre aproximadamente 2,0 y
aproximadamente 80,0 cm y, de forma deseable, entre aproximadamente
10,0 y aproximadamente 25,0 cm, y una anchura desplegada comprendida
entre aproximadamente 2,0 y aproximadamente 80,0 cm y, de forma
deseable, entre aproximadamente 10,0 y aproximadamente 25,0 cm.
Como ejemplo particular, a fin de acoplarse a una cabeza de mopa
estándar, la lámina de limpieza puede tener una longitud de
aproximadamente 28 cm y un ancho de aproximadamente 22 cm. No
obstante, el tamaño y/o la forma particulares de la lámina de
limpieza pueden variar según resulte necesario para acoplarse o
adaptarse de otra forma a una herramienta de limpieza específica.
En una configuración alternativa, la lámina de limpieza de la
presente invención puede conformar como un artículo de tipo manopla
para fregar y limpiar, que se adaptaría a la mano del usuario.
Según se ha indicado anteriormente, las láminas
de limpieza de la presente invención resultan bien adecuadas para
su utilización en diversos equipos de limpieza y, más
particularmente, son capaces de acoplarse fácilmente y de forma
desmontable al cabezal de una herramienta de limpieza. Según se
emplea el presente documento, el término "acoplarse de forma
desmontable" o "engancharse de forma desmontable" significa
que la lámina se puede unir fácilmente a la herramienta de limpieza,
de la que después se puede desmontar fácilmente. Haciendo
referencia a la figura 5, la herramienta de limpieza (240) puede
comprender un mango (248), un cabezal (244) y pinzas (246). La
lámina de limpieza (243) se puede colocar sobre el cabezal (244)
aplicada sobre el mismo, de forma que la capa de barrera frente a
líquidos, si existe, esté dirigida hacia el cabezal (244). Si la
lámina de limpieza es un elemento laminar multicapa, la cara de la
lámina que presenta la superficie abrasiva debe estar dirigida
hacia el exterior del cabezal. A continuación, las solapas (247)
pueden situar sobre el cabezal (244) y acoplarse de forma
desmontable al cabezal (244) mediante las pinzas (246), p.ej.
abrazaderas. Con la lámina de limpieza (243) fijada al cabezal
(244), se puede utilizar la herramienta de limpieza (240) en una o
más operaciones de limpieza en húmedo y/0 en seco. Posteriormente,
cuando la lámina de limpieza se ensucie mucho o se desgaste, la
lámina usada se puede desmontar de forma rápida y fácil y colocar
una nueva en su lugar. La configuración específica de la herramienta
de limpieza puede variar en muchos aspectos. Como ejemplos, el
tamaño y/o la forma del mango puede variar, el cabezal puede ser
fijo o móvil (p.ej. pivotable) con relación al mango, el tamaño y/o
la forma del cabezal pueden variar, etc. Además, la composición del
cabezal propiamente dicho puede variar, pero, a modo de ejemplo, el
cabezal puede comprender una estructura rígida con o sin una
almohadilla adicional. Además, el mecanismo con mecanismos para unir
la lámina de limpieza pueden variar, y como ejemplos de los medios
de unión se pueden citar, entre otros, cierres de tipo
VELCRO^{TM}, abrazaderas, corchetes, botones, solapas, cintas,
adhesivos de baja pegajosidad, etc.
Las láminas de limpieza de la presente invención
resultan adecuadas para diversas operaciones de limpieza en seco y
en húmedo, tales como: limpieza de suelos; limpieza de superficies
secas: limpieza y secado de superficies húmedas, tales como
mostradores, mesas o suelos (p.ej. superficies húmedas tras un
derrame de líquido); esterilización y/o desinfección de superficies
aplicando desinfectantes líquidos; frote y/o limpieza de aparatos,
maquinaria y otros equipos con limpiadores líquidos; aclarado de
superficies o artículos con agua otros diluyentes (p.ej. para
eliminar limpiadores, aceite, etc.), eliminar suciedad, polvo y/u
otros residuos, etc.. Las láminas de limpieza presentan numerosos
usos, como resultado de su combinación de atributos físicos, en
especial la captación y retención de suciedad, polvo y/o residuos.
Además, la lámina de limpieza presenta una superficie de limpieza
duradera, con una buena asistencia al abrasión. Esta combinación de
características físicas resulta altamente ventajosa para las
superficies de limpieza con o sin líquidos, tales como jabón y agua,
u otros limpiadores domésticos comunes. Además, los materiales
textiles de limpieza de la presente invención tienen un coste lo
suficientemente bajo como para permitir desecharlos tras un solo uso
o un número limitado de usos. Al conseguir una lámina de limpieza
desechable, se pueden evitar los problemas asociados con los
productos absorbentes permanentes o multiuso, tales como, por
ejemplo, contaminación cruzada y la formación de malos olores, moho,
etc.
Las láminas de limpieza se pueden presentar
secas o prehumedecidas. En un aspecto, se pueden presentar láminas
de limpieza secas con agentes de limpieza o desinfectantes sólidos
recubiertos sobre las mismas o en el interior de sus láminas.
Además, las láminas de limpieza se pueden presentar en estado
prehumedecido. Los artículos prehumedecidos de la presente
invención contienen el elemento laminar no tejido coformado provisto
de mechones de la presente invención y un líquido que satura de
forma parcial o total el material coformado. Las láminas de
limpieza húmedas pueden conservarse durante cierto tiempo en un
recipiente sellable, tales como, por ejemplo, un cubo con una tapa
acoplable, bolsas de plástico sellables, botes, frascos, tubos, etc.
De forma deseable, las láminas de limpieza apiladas se conservan en
un recipiente resellable. El uso de un recipiente resellable
resulta particularmente adecuado en los casos en los que se utilicen
composiciones líquidas volátiles, dado que se pueden evaporar
cantidades importantes de líquido durante la utilización de las
primeras láminas, dejando las láminas siguientes sin líquido o con
poca cantidad de líquido. En las Patentes U.S.A. nº 4.171.047 de
Doyle y otros, Patente U.S.A. nº 4.353.480 de McFadden, Patente
U.S.A. nº 4.778.048 de Kaspar y otros, Patente U.S.A. nº 4.741.944
de Jackson y otros, Patente U.S.A. nº 5.595.786 de McBride y otros,
se describen ejemplos de recipientes y dispensadores resellables,
sin limitación.
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Las láminas de limpieza se pueden incorporar u
orientar en el recipiente según se desee y/o doblar la según se
desee, a fin de mejorar la facilidad de uso o su retirada, según se
conoce la técnica. Tales configuraciones dobladas son bien
conocidas para los expertos en la materia, y entre ellas se incluyen
configuraciones dobladas en forma de c, dobladas en forma de z,
dobladas en cuartillas, etc. La pila de toallitas húmedas dobladas
se puede colocar en el interior de un recipiente, tal como un tubo
de plástico, que sirva como paquete de toallitas húmedas para una
posible venta a un cliente. De forma alternativa, las toallitas
húmedas pueden presentarse en forma de una tira continua de
material que presenta perforaciones entre cada toallita y que se
puede disponer en una pila o enrollarse en un rodillo para su
dispensación.
Con respecto a las láminas prehumedecidas, se
añade al recipiente una cantidad seleccionada de líquido, de forma
que las láminas de limpieza contengan la cantidad deseada de
líquido. Típicamente, las láminas de limpieza se encuentran
apiladas y colocadas en un envase, al que posteriormente se añade
líquido. La lámina se puede utilizar posteriormente para limpiar la
superficie, así como para actuar como vehículo para aplicar líquidos
de limpieza sobre una superficie. Las láminas de limpieza
humedecidas y/o saturadas pueden utilizarse para tratar diversas
superficies. Según se emplea en el presente documento, "tratar"
superficies se utiliza en un amplio sentido, e incluye, entre
otros, fregar, pulir, frotar, limpiar, lavar, desinfectar,
restregar, desengrasar, higienizar y/o aplicar agentes activos sobre
la misma. La cantidad y composición del líquido añadido a las
láminas de limpieza variará en función de la aplicación y/o función
deseada de las toallitas. Según se emplea en el presente documento,
el término "líquido" incluye, entre otros, soluciones,
emulsiones, suspensiones, etc. Así pues, los líquidos pueden
comprender y/o contener uno o más de los siguientes:
desinfectantes; antisépticos; diluyentes; tensioactivos, tales como
no iónicos, aniónicos o catiónicos; ceras; agentes antimicrobianos;
esterilizantes; esporicidas; germicidas; bactericidas; fungicidas;
virucidas; protozoocidas; alguicidas; bacteriostáticos;
fungistáticos; virustáticos; higienizantes; antibióticos;
pesticidas; etc. En la técnica se conocen numerosas composiciones y
compuestos de limpieza, que pueden utilizarse en conexión con la
presente invención. El líquido también puede contener lociones y/o
medicamentos. La presente invención también se refiere a nuevas
láminas de limpieza que presentan una superficie de limpieza
abrasiva, manteniendo al mismo tiempo una resistencia y resiliencia
adecuadas. Las láminas de limpieza prehumedecidas de la presente
invención pueden utilizarse para toa-
llitas para las manos, toallitas para la cara, toallitas cosméticas, toallitas domésticas, toallitas industriales y similares.
llitas para las manos, toallitas para la cara, toallitas cosméticas, toallitas domésticas, toallitas industriales y similares.
La cantidad de líquido contenido en cada lámina
de limpieza prehumedecida puede variar, dependiendo del tipo de
material que se utiliza para formar la lámina de limpieza
prehumedecida, del tipo de líquido que se está utilizando, del tipo
de envase elegido para conservar las toallitas húmedas, y del uso
final deseado de las toallitas húmedas. Por lo general, cada lámina
de limpieza prehumedecida puede contener entre aproximadamente el
150 y aproximadamente el 900 por ciento en peso, dependiendo del uso
final. Por ejemplo, en el caso de una toallita con baja formación
de pelusa para encimeras o vidrio, es deseable un nivel de
saturación comprendido entre aproximadamente el 150 y
aproximadamente el 650 por ciento en peso. En el caso de una
aplicación de mopa prehumedecida, el nivel de saturación se
encuentra comprendido, de forma deseable, entre aproximadamente el
500 y aproximadamente el 900 por ciento en peso de líquido, basado
en el peso seco de la lámina de limpieza, preferentemente entre
aproximadamente el 650 y aproximadamente el 800 por ciento en peso.
Si la cantidad de líquido es inferior a los intervalos
identificados anteriormente, es posible que la lámina de limpieza
sea demasiado seca y no se comporte de forma adecuada. Si la
cantidad de líquido es superior a los intervalos identificados
anteriormente, es posible que la lámina de limpieza se encuentre
sobresaturada y empapada, y puede acumularse líquido en el fondo
del envase.
Las láminas de limpieza de la presente invención
se pueden presentar en forma de kit, en el que varias láminas de
limpieza y la herramienta de limpieza se incluyen en un único
paquete.
Se ha descubierto que el elemento laminar no
tejido provisto de mechones de la presente invención presenta una
mejor capacidad de limpieza en comparación con los elementos
laminares no tejidos provistos de mechones anteriores.
Específicamente, los mechones tienden a conservar su estructura para
la limpieza, incluso cuando están mojados, enrollados o
desenrollados desde un rodillo, y no presentan un aspecto
resbaladizo cuando están mojados.
Ejemplo
1
Utilizando el procedimiento descrito en la
figura 3, se formó un elemento laminar no tejido coformado provisto
de mechones sobre una malla de formación comercializada por Albany
International bajo el nombre comercial
Formtech^{TM}-6 que se desplazaba 64 metros por
minuto (214 pies por minuto). El elemento laminar no tejido
coformado contiene un 50% en peso de pasta (Golden Isles 4824,
comercializada por Georgia-Pacific) y un 50 % en
peso de polipropileno (PF-015 comercializado por
Basell) y en el que los filamentos de polipropileno presentan un
diámetro medio de fibra de aproximadamente 4 micras. El
polipropileno se sopló en estado fundido a una velocidad de
aproximadamente 71 kg por metro (cuatro (4) libras por pulgada) por
hora, a través de cada boquilla, y cada boquilla presenta 30
orificios por 2,54 cm (30 orificios por pulgada) y con un diámetro
medio de orificio de aproximadamente 0,04 cm (0,0145 pulgadas), con
una temperatura del aire primario de 283ºC (515ºF), y utilizando
unos caudales de aire primario de aproximadamente 9,9 metros cúbicos
por minuto (330 cfm (pies cúbicos por minuto)). Se utilizó un vacío
por debajo de la malla para sujetar las fibras obtenidas mediante
soplado en estado fundido y de pulpa sobre la malla. El material
textil no tejido coformado resultante presenta un peso base de
aproximadamente 70 gsm y aproximadamente 74419 mechones por metro
cuadrado (48 mechones por pulgada cuadrada), con una altura de
aproximadamente
2,34 mm. Este elemento laminar no tejido provisto de mechones resulta útil como toallita.
2,34 mm. Este elemento laminar no tejido provisto de mechones resulta útil como toallita.
La figura 6 A muestra una micrografía
topográfica de este elemento laminar no tejido provisto de mechones
y la figura 6B muestra una micrografía de una sección de este
elemento laminar no tejido provisto de mechones.
Ejemplo comparativo
1
Se repitieron las condiciones de proceso del
ejemplo 1, con la excepción de que la malla de formación se
sustituyó por una superficie de formación 14x14 de poliéster
antiestático. El elemento laminar no tejido coformado resultante se
unió siguiendo un patrón de unión de onda sinusoidal, con un área de
unión de aproximadamente 11,7% y presentó un peso base de
aproximadamente 68 gsm y un grosor de aproximadamente 1,29 mm.
Ejemplo
2
Se repitieron las condiciones de proceso del
ejemplo 1, con la excepción de que la malla de formación se desplazó
a una velocidad de aproximadamente 43,5 m por minuto (145 pies por
minuto). El material textil no tejido coformado resultante presenta
un peso base de aproximadamente 106 gsm y aproximadamente 74419
mechones por metro cuadrado (48 mechones por pulgada cuadrada), con
un grosor de aproximadamente 2,64 mm. Este elemento laminar no
tejido provisto de mechones resulta útil como mopa presaturada.
Ejemplo
3
El material del ejemplo 2 se unió por patrón
utilizando una prensa hidráulica calentada con una placa grabada
con un patrón de onda sinusoidal. El área de unión del patrón de
onda sinusoidal es de aproximadamente el 11,7% del área. Tanto la
placa superior como la placa inferior están calentadas hasta una
temperatura de 165ºF (74ºC) y se aplica al grupo material una
presión de aproximadamente 2\cdot10^{4} kPa (3000 psi) durante
aproximadamente un minuto.
Ejemplo comparativo
2
Se repitieron las condiciones de proceso del
ejemplo 1, con la excepción de que la malla de formación se
sustituyó por una superficie de formación de malla de 14x14 de
poliéster antiestático y de que se colocó en primer lugar sobre la
superficie de formación una capa de 14 gsm de polipropileno
extrudido. El elemento laminar no tejido coformado resultante se
unió siguiendo un patrón de unión de onda sinusoidal, con un área de
unión de aproximadamente 11,7% y presentó un peso base de
aproximadamente 118 gsm y un grosor de aproximadamente 2,02 mm.
Ejemplo
4
Utilizando el procedimiento descrito en la
figura 3, se formó un elemento laminar no tejido coformado provisto
de mechones sobre una malla de formación comercializada por Albany
International bajo el nombre comercial
Formtech^{TM}-6 que se desplazaba 6 metros por
minuto (20 pies por minuto). El elemento laminar no tejido
coformado contiene un 30% en peso de pasta (Golden Isles 4824,
comercializada por Georgia-Pacific) y un 70% en
peso de una mezcla que contiene el 90% en peso de polipropileno
(PF-015 comercializado por Basell) y el 10% en peso
de polibutileno (Basell DP-8911), en el que los
filamentos obtenidos mediante soplado en estado fundido presentan
un diámetro medio de fibra de aproximadamente 4 micras. La mezcla se
sopló en estado fundido a una velocidad de aproximadamente 23 kg
por metro (1,5 libras por pulgada) por hora, a través de cada
boquilla que presentan 30 orificios por 2,54 cm (30 orificios por
pulgada) y con un diámetro medio de orificio de aproximadamente
0,04 cm (0,0145 pulgadas), con una temperatura del aire primario de
239ºC (435ºF), y utilizando unos caudales de aire primario de
aproximadamente 9,9 metros cúbicos por minuto (330 cfm (pies cúbicos
por minuto)). Se utilizó un vacío por debajo de la malla para
sujetar las fibras obtenidas mediante soplado en estado fundido y
de pulpa sobre la malla. El material textil no tejido coformado
resultante presenta un peso base de aproximadamente 200 gsm y
aproximadamente 74419 mechones por metro cuadrado (48 mechones por
pulgada cuadrada), con un grosor de aproximadamente 3,71 mm. Este
elemento laminar no tejido provisto de mechones resulta útil como
mopa absorbente.
Ejemplo
5
Utilizando el procedimiento descrito en la
figura 4, se formó un elemento laminar no tejido coformado provisto
de mechones sobre una malla de formación comercializada por Albany
International bajo el nombre comercial
Formtech^{TM}-6 que se desplazaba 47,4 metros por
minuto (158 pies por minuto). Una primera capa de coformado es una
capa de coformado fino que contiene un 40% en peso de pasta (Golden
Isles 4824, comercializada por Georgia-Pacific) y
un 60% en peso de polipropileno (PF-015
comercializado por Basell) y presenta un diámetro de fibra fino de
aproximadamente 4 micras. El polipropileno se sopló en estado
fundido a una velocidad de aproximadamente 13,3 kg por metro (9,6
libras por pulgada) por hora, a través de una boquilla que presenta
30 orificios por 2,54 cm (30 orificios por pulgada) y con un
diámetro medio de orificio de aproximadamente 0,037 cm (0,0145
pulgadas), con una temperatura del aire primario de 283ºC (515ºF), y
utilizando unos caudales de aire primario de aproximadamente 9,9
metros cúbicos por minuto (330 cfm (pies cúbicos por minuto)). A
continuación, se forma sobre la primera capa de coformado una
segunda capa de coformado que comprende un 50% en peso de pasta
(Golden Isles 4824, comercializada por
Georgia-Pacific) y un 50% en peso de polipropileno
(PF-015 comercializado por Basell). El
polipropileno de la segunda capa se sopló en estado fundido a una
velocidad de aproximadamente 142,4 kg por metro (ocho (8) libras
por pulgada) por hora, a través de una boquilla que presenta 30
orificios por 2,54 cm (30 orificios por pulgada) y con un diámetro
medio de orificio de aproximadamente 0,037 cm (0,0145 pulgadas),
con una temperatura del aire primario de 281ºC (510ºF), y utilizando
unos caudales de aire primario de aproximadamente 8,4 metros
cúbicos por minuto (300 cfm). El material textil no tejido coformado
resultante presenta un peso base de aproximadamente
200 gsm y un grosor de aproximadamente 3,85 mm.
200 gsm y un grosor de aproximadamente 3,85 mm.
Utilizando un analizador de limpieza por
abrasión en húmedo "Gardner Wet Abrasion Scrub Tester" (ref.
5000), se comparó la capacidad de limpieza una superficie del
material coformado provisto de mechones de la presente invención
con el material de los ejemplos comparativos 1 y 2. Se modificó el
analizador retirando los cepillos y llenando las cavidades con
bloques de LUCITE®. Se sujetó mediante pinzas muestras de 2,25 pulg.
(5.7 cm) por 8 pulg. (20,3 cm) de cada material en los elementos
deslizantes del analizador. Se aplicó una presión de
aproximadamente 0,10 psi
(3,9 g/cm^{2}) a cada elemento de limpieza al pasar sobre la mancha de comida.
(3,9 g/cm^{2}) a cada elemento de limpieza al pasar sobre la mancha de comida.
Se colocó pudin de chocolate sobre láminas de
resina de poliacetal Delrin® blancas. El pudin se colocó sobre una
plantilla, cerca de un orificio de la plantilla con un diámetro de
0,25 pulgadas. La plantilla se presionó firmemente contra el panel
de plástico, y se frotó el pudin por el orificio mediante una
espátula. Se mantuvo un buen contacto entre la espátula de la
plantilla a fin de conseguir una superficie de pudin uniforme al
mismo nivel de la superficie superior de la plantilla. Se repitió
este proceso varias veces a fin de garantizar la ausencia de huecos
o irregularidades. Se dejó secar el pudin toda la noche, durante
aproximadamente 15 horas. La mancha de pudin resultante presentó un
diámetro de aproximadamente 0,64 cm (0,25 pulgadas) y un grosor de
aproximadamente 0,04 cm (0,016 pulgadas).
Las toallitas de los ejemplos 1 y 2 y de los
ejemplos comparativos 1, 2 y 3 se saturaron con limpiador de suelos
comercial. Las toallitas de los ejemplos 4 y 5 se probaron colocando
sobre la mancha 1/4 de cucharilla de un limpiador de suelos.
Se colocaron en el analizador los paneles con la
mancha de pudin seca. Se pasó el elemento deslizante adelante y
atrás sobre la mancha hasta que ésta dejó de ser visible. Se
registró el número de ciclos (movimiento adelante y atrás)
necesarios para eliminar la mancha. Esta prueba se repitió 10 veces,
y los resultados se muestran en la tabla 1.
Además, se analizó la capacidad de cada muestra
para absorber líquidos. Los resultados también se recogen en la
tabla 1.
Si bien la invención se ha descrito con detalle
haciendo referencia a las realizaciones específicas de la misma y,
en particular, según el ejemplo descrito la misma, los expertos en
la materia apreciarán que se pueden realizar diversas alteraciones,
variaciones y otros cambios sin alejarse del alcance de la presente
invención.
Claims (34)
1. Elemento laminar no tejido coformado (300;
54) provisto de mechones que comprende
una matriz de filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en estado fundido (20, 21) y, como
mínimo, un material secundario (32),
en el que el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54) tiene una primera superficie exterior que
incluye los mechones (302), y cada mechón (302) comprende una
matriz de los filamentos termoplásticos obtenidos mediante soplado
en fusión (20, 21) y el material secundario (32), como mínimo uno,
comprende un material absorbente entre el 15% y el 85% en peso del
material coformado, que se selecciona entre el grupo compuesto por
partículas absorbentes, fibras absorbentes y una mezcla de fibras
absorbentes y partículas absorbentes.
2. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que el material absorbente
comprende pasta de madera.
3. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que el material absorbente
comprende entre 20% y 50% en peso del material coformado.
4. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 3, en el que el material absorbente
comprende pasta.
5. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 4, en el que los filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) comprenden
polipropileno.
6. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que los filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) comprenden un polímero
seleccionado entre el grupo formado por poliolefinas, poliésteres,
poliamidas, policarbonatos, poliuretanos, cloruro de polivinilo,
politetrafluoroetileno, poliestireno, tereftalato de polietileno,
ácido poliláctico, y copolímeros y mezclas de los mismos.
7. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 6, en el que los filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) comprenden una
poliolefina seleccionada entre el grupo formado por polietileno,
polipropileno, polibutileno y mezclas de los mismos.
8. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 7, en el que los filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) comprenden
polipropileno.
9. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 8, en el que los filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) comprenden además
polibutileno, y el polibutileno está presente en una cantidad
comprendida entre el 0,1 y el 20% en peso de los filamentos
termoplásticos.
10. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que los mechones (302) tienen una
altura comprendida entre 0,1 mm y 25 mm aproximadamente.
11. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 10, en el que los mechones (302) tienen una
altura comprendida entre 0,5 mm y 10 mm aproximadamente.
12. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que existen entre 1 y 100 mechones
(302) por pulgada cuadrada en el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54).
13. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 12, en el que existen entre 10 y 50 mechones
(302) por pulgada cuadrada en el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54).
14. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que los filamentos termoplásticos
obtenidos mediante soplado en fusión (20, 21) comprenden un polímero
seleccionado entre el grupo formado por poliolefinas, poliésteres,
poliamidas, policarbonatos, poliuretanos, cloruro de polivinilo,
politetrafluoroetileno, poliestireno, tereftalato de polietileno,
ácido poliláctico, y copolímeros y mezclas de los mismos; los
mechones (302) tienen una altura comprendida entre 0,1 mm y 25 mm
aproximadamente y existen entre 1 y 100 mechones (302) por pulgada
cuadrada en el elemento laminar no tejido coformado (300; 54).
15. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 14, en el que el material absorbente
comprende pasta de madera, la pasta de madera comprende entre el 20%
y el 50% en peso del material coformado, el filamento obtenido
mediante soplado en estado fundido comprende polipropileno, los
mechones (302) tienen una altura comprendida entre 0,3 mm y 5 mm
aproximadamente y existen entre 10 y 50 mechones (302) por pulgada
cuadrada en el elemento laminar no tejido coformado (300; 54).
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16. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, que comprende una única capa de
coformado.
17. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, que comprende, como mínimo, dos capas de
coformado.
18. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 1, en el que el material coformado provisto
de mechones está asimismo unido según un patrón o modelo.
19. Material coformado provisto de mechones,
según la reivindicación 18, en el que el patrón de unión es un
patrón de unión de onda sinusoidal.
20. Paño de limpieza, que comprende el elemento
laminar no tejido coformado (300; 54) provisto de mechones, según
la reivindicación 1.
21. Paño de limpieza, según la reivindicación
20, en el que el paño de limpieza está saturado con entre el 150 y
el 900 por ciento en peso aproximadamente de un líquido, basado en
el peso seco del paño de limpieza.
22. Paño de limpieza, que comprende el elemento
laminar no tejido coformado (300; 54) provisto de mechones, según
la reivindicación 15.
23. Mopa, que comprende el elemento laminar no
tejido coformado (300; 54) provisto de mechones, según la
reivindicación 1.
24. Mopa, según la reivindicación 23, en el que
la mopa está saturada con entre el 500 y el 900 por ciento en peso
aproximadamente de un líquido, basado en el peso seco de la
mopa.
25. Mopa, que comprende el elemento laminar no
tejido coformado (300; 54) provisto de mechones, según la
reivindicación 15.
26. Instrumento de limpieza (240) que
comprende:
a. un mango (248);
b. un cabezal (244); y
c. una lámina de limpieza desmontable (243);
en el que el cabezal (244) está conectado al
mango (248) y la lámina de limpieza desmontable (243) está acoplada
al cabezal (244) de forma que pueda desmontarse, y la lámina de
limpieza desmontable (243) comprende el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54) provisto de mechones, según la reivindicación
1.
27. Instrumento de limpieza (240) que
comprende:
a. un mango (248);
b. un cabezal (244); y
c. una lámina de limpieza desmontable (243);
en el que el cabezal (244) está conectado al
mango (248), la lámina de limpieza desmontable (243) está acoplada
al cabezal (244) de forma que pueda desmontarse, y la lámina de
limpieza desmontable (243) comprende el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54) provisto de mechones, según la reivindicación
15.
28. Procedimiento de limpieza de una superficie,
que consiste en poner en contacto y fregar la superficie con una
lámina de limpieza (243) que comprende el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54) provisto de mechones, según la reivindicación
1.
29. Procedimiento de limpieza de una superficie,
que consiste en poner en contacto y fregar la superficie con una
lámina de limpieza (243) que comprende el elemento laminar no tejido
coformado (300; 54) provisto de mechones, según la reivindicación
15.
30. Kit que comprende el instrumento de limpieza
(240), según la reivindicación 26 y una pluralidad de los elementos
laminares no tejidos coformados (300; 54) provistos de mechones.
31. Kit que comprende el instrumento de limpieza
(240), según la reivindicación 27 y una pluralidad de los elementos
laminares no tejidos (300; 54) de textura doble.
32. Procedimiento para la preparación de un
elemento laminar no tejido coformado (300; 54) tridimensional
provisto de mechones que comprende:
a. disponer, como mínimo, una corriente (26, 28)
que comprende filamentos obtenidos mediante soplado en estado
fundido (20,21);
b. disponer, como mínimo, una corriente (34) que
comprende como mínimo un material secundario (32) que comprende un
material absorbente entre el 15% y el 85% en peso del material
coformado y seleccionado entre el grupo compuesto por partículas
absorbentes, fibras absorbentes y una mezcla de fibras absorbentes y
partículas absorbentes.
c. hacer converger, como mínimo, una corriente
(34) que contiene, como mínimo, un material secundario (32) con,
como mínimo, una corriente (28, 28) de filamentos obtenidos mediante
soplado en estado fundido (20, 21), a fin de formar una corriente
compuesta (58);
d. Depositar la corriente compuesta (58) sobre
una superficie de formación conformada como matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido (20, 21) y, como
mínimo, un material secundario (32) a fin de formar una primera
capa depositada;
e. aplicar opcionalmente una diferencia de
presión a la matriz mientras se encuentra sobre la superficie de
formación; y
f. separar el elemento laminar no tejido (300;
54) de la superficie de formación conformada,
en donde el elemento laminar no tejido (300; 54)
comprende un conjunto de salientes y áreas de valle que se
corresponden con la superficie de formación conformada.
33. Procedimiento, según la reivindicación 32,
que además comprende:
d1. disponer una segunda corriente de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido (20, 21);
d2. Introducir una corriente, como mínimo, de un
material secundario en la segunda corriente (32) de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido (20, 21) para formar
una segunda corriente compuesta;
d3. depositar la segunda corriente compuesta
sobre la capa depositada en forma de una matriz de filamentos
obtenidos mediante soplado en estado fundido (20, 21) y un material
secundario (32) para formar un elemento laminar no tejido coformado
(300; 54) provisto de mechones de dos capas.
34. Procedimiento, según la reivindicación 32,
en el que la superficie de formación comprende un área abierta que
ocupa entre el 35% y el 65% de la superficie de formación y se
aplica una diferencia de presión a la matriz mientras la matriz se
encuentra sobre la superficie de formación.
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