ES2581827T3 - Tela no tejida blanda a base de polietileno - Google Patents

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Abstract

Dispositivo (1; 17) para la fabricación de una tela de filamentos continuos unida térmicamente (52) que utiliza un polímero que contiene polietileno, con un sistema de retirada que produce la retirada del polietileno por debajo de una placa de hilatura (6), en el que la placa de hilatura (6) presenta una razón de L/D de entre 4 y 9 y la placa de hilatura presenta por lo menos 4.500 orificios/m con una densidad de 4,5 a 6,3 orificios/cm2.

Description

imagen1
imagen2
imagen3
imagen4
imagen5
imagen6
imagen7
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imagen9
imagen10
imagen11
Versuch
397 401 404 405 421b 417 428 429 469 467
Polímero
PP als Vergleichsmaterial PP als Vergleichsmaterial PE1 PE1 PE2 PE2 PE3 PE3 PE4 PE4
Basisgewicht [gsm]
20 27 20 27 20 27 20 27 20 27
Kalandertemperatur [ºC]
145 155 130 130 135 135 125 125 130 140
Quenchtemperatur [ºC]
22 22 22 22 22 22 22 22 22 22
Spaltdruck [N/mm]
70 70 70 70 70 70 70 70 70 70
F [N] MD Reißfestigkeit
36,61 66,08 8,69 13,99 11,76 11,28 10,48 15,17 14,43 10,97
std. [N]
3,12 3,42 1,13 1,05 1,12 0,56 0,50 0,99 2,30 2,61
Fuerza [N] CD Reißfestigkeit
25,63 46,45 5,70 9,37 5,85 9,54 7,22 12,21 6,37 10,30
std. [N]
2,92 1,35 0,66 0,71 1,13 0,86 0,73 0,86 0,99 1,54
Alargamiento en el máximo [%]MD
50,75 71,35 47,57 60,52 43,79 98,79 166,80 171,45 76,56 62,60
std. [%]
6,52 7,62 14,33 12,26 6,57 14,74 12,25 16,83 18,24 20,39
Alargamiento en el máximo [%]CD
52,08 68,31 50,29 65,40 82,91 125,78 151,04 191,59 94,27 99,18
std. [%]
7,43 3,77 9,41 10,66 16,64 15,61 25,55 15,73 20,15 21,93
[mN cm] MD Biegefestigkeit
0,508 1,426 0,091 0,206 0,062 0,135 0,049 0,135 0,069 0,061
std. [mN cm]
0,102 0,297 0,040 0,053 0,029 0,034 0,012 0,049 0,022 0,024
[mN cm] CD Biegefestigkeit
0,231 0,887 0,036 0,087 0,015 0,055 0,024 0,079 0,016 0,061
std. [mN cm]
0,048 0,235 0,014 0,025 0,013 0,016 0,009 0,046 0,006 0,027
[dtex] Título
1,99 2,11 2,74 2,72 2,50 2,75 2,85 2,83 2,83 2,83
std. [dtex]
0,19 0,17 0,20 0,23 0,26 0,33 0,09 0,12 0,12 0,12
[mg/cm2 ] Abrieb
0,605 0,216 0,386 0,790 0,459 0,265 0,559 0,640 0,538 0,437
std. [mg/cm2 ]
0,109 0,097 0,190 0,087 0,069 0,142 0,093 0,153 0,123 0,034
COF MD
0,290 0,309 0,307 0,271 0,415 0,318 0,374 0,370 0,366 0,315
std. COF
0,012 0,013 0,006 0,016 0,013 0,023 0,014 0,015 0,018 0,010
als Vergleichsmaterial = como material de comparación Basisgewicht = peso base Kalandertemperatur = temperatura de calandria Quenchtemperatur = temperatura deenfriamiento brusco Spaltdruck = presión de espacio Reissfestigkeit = resistencia a la tracción Biegefestigkeit = resistencia a la flexión Abrieb = abrasión std = desviaciónestándar PP = PP1 = homopolímero de PP con MFR de 27 (190ºC/2,16 kg) según la norma ISO 1133 y una densidad de 0,9 g/cm3 según la norma ISO 1183 = resina A,véase a continuación PE2 = resina D, véase a continuación PE3 = resina E, véase a continuación PE4 = resina G, véase a continuación.
13
Recopilación de resultados de prueba 2 con un material de polietileno.
Versuch
512_3Z W 488 489 490 497 545_7d
Polímero
PE5 PE5 PE5 PE5 PE5 PE5
Bonding Muster
3 zonas Óvalo Óvalo Óvalo Óvalo 70 puntos
Bonding Fläche [%]
25 16,19 16,19 16,19 16,19 14,5
Basisgewicht [gsm]
20 20 20 20 20 20
Kalandertemperatur [ºC]
125 125 130 135 130 125
Quenchtemperatur [ºC]
22 22 22 22 22 22
Spaltdruck [N/mm]
40 40 40 40 60 50
F[N] MD Reißfestigkeit
13,41 10,53 14,23 14,67 14,84 14,62
std. [N]
0,65 4,51 1,72 1,34 1,21 0,83
F [N] CD Reißfestigkeit
8,36 4,51 6,37 8,24 7,34 10,67
std. [N]
0,46 1,59 1,65 1,07 0,44 1,22
Alargamiento en el máximo [%] MD
112,42 41,18 70,46 72,22 77,86 105,28
std. [%]
6,03 20,73 14,47 12,33 9,01 9,52
Alargamiento en el máximo [%] CD
135,27 64,46 85,64 98,76 95,88 122,49
std. [%]
12,52 17,24 19,35 14,71 8,16 13,06
[mN cm] MD Biegefestigkeit
0,022 0,049 0,047 0,067 0,062 0,045
std. [mN cm]
0,006 0,010 0,014 0,040 0,019 0,018
[mN cm] CD Biegefestigkeit
0,011 0,017 0,020 0,018 0,019 0,015
std. [mN cm]
0,006 0,007 0,005 0,009 0,007 0,003
[dtex] Título
2,72 3,15 2,87 2,98 2,58
std. [dtex]
0,23 0,22 0,47 0,37 0,27
[mg/cm] Abrieb
0,103 0,097 0,131 0,199 0,135 0,332
std. [mg/cm2]
0,059 0,029 0,076 0,097 0,107 0,184
COF MD
0,372 0,444 0,416 0,376 0,318 0,455
std. COF
0,046 0,010 0,010 0,044 0,045 0,005
Versuch = prueba Muster = patrón Fläche = área superficial Basisgewicht = peso base Kalandertemperatur = temperatura de calandria Quenchtemperatur = temperatura de enfriamiento brusco Spaltdruck = presión de laminado Reissfestigkeit = fuerza de tracción Biegefestigkeit = rigidez a la flexión Abrieb = abrasión std = desviación estándar PE5 = LLDPE de metaloceno con MFR de 15 g/10 min. (190ºC/2,16 kg) según la norma ISO 1133 y densidad de 0.935 g/cm3 según la norma ISO 1183.
Ejemplos adicionales son:
5 Se utilizó una serie de fibras para preparar una serie de telas no tejidas. Las resinas fueron tal como sigue: la resina A es un homopolímero de etileno que presenta un índice de fusión (I2) de 30 gramos/10 minutos y una densidad de 0,955 g/cc. La resina B es un homopolímero de etileno que presenta un índice de fusión (I2) de 27 gramos/10 minutos y una densidad de 0,941 g/cc. La resina C es un etileno sustancialmente lineal/α-olefina homogéneo que
10 presenta un índice de fusión (I2) de 30 gramos/10 minutos y una densidad de 0,913 g/cc. La resina D es un copolímero de etileno/1-octeno, que comprende aproximadamente el 40% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal que presenta un índice de fusión de aproximadamente 30 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,915 g/cc y aproximadamente el 60% de un componente de polietileno de Ziegler Natta heterogéneo; la composición polimérica final presenta un índice de fusión de aproximadamente 30 g/10
15 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9364 g/cc. La resina E es un copolímero de etileno/1-octeno, que comprende aproximadamente el 40% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal que presenta un índice de fusión de aproximadamente 15 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,915 g/cc y aproximadamente el 60% de un componente de polietileno de Ziegler Natta heterogéneo; la composición polimérica final presenta un índice de fusión de aproximadamente 22 g/10 minutos y una densidad de
20 aproximadamente 0,9356 g/cc. La resina F es un copolímero de etileno/1-octeno, que comprende aproximadamente el 40% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal que presenta un índice de fusión de aproximadamente 15 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,915 g/cc y aproximadamente el 60% de un componente de polietileno de Ziegler Natta heterogéneo; la composición polimérica final presenta un índice de fusión de aproximadamente 30 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9367 g/cc. La resina G es un
25 copolímero de etileno/1-octeno, que comprende aproximadamente el 55% (en peso) de un componente de polietileno sustancialmente lineal que presenta un índice de fusión de aproximadamente 15 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,927 g/cc y aproximadamente el 45% de un componente de polietileno de Ziegler Natta heterogéneo; la composición polimérica final presenta un índice de fusión de aproximadamente 20 g/10 minutos y una densidad de aproximadamente 0,9377 g/cc. La resina H es polipropileno homopolimérico que
30 presenta un índice de flujo del fundido de 25 g/10 minutos según la condición de 230ºC/2,16 kg de ASTM D-1238.
14
imagen12
Nº deejemplo
Resina Peso base[gsm] Temperaturade unión ºC Filamentomono obicomponente Abrasión(mg/cm2) Rigidez a laflexión (nMcm)MD; CD Alargamientoa la fuerzamáxima % Tenacidad(N/ 5 cm);MD;CD Blandura(SPU)
1
100%H 20 145 mono 0,183 0,7;0,3 63,8; 78,25 49,73; 37,18 0,7
2
100%A 20 130 Mono 0,997 0,13; 0,05 24,95; 32,93 9,32; 4,10 2,3
3
100%A 28 130 Mono 0,997 0,26; 0,14 65,07; 72,81 20,37; 11,42 2,2
4
100%B 21 125 Mono 0,678 0,08; 0,03 32,63; 45,06 11,08; 5,66 2,7
5
100%B 28 125 Mono 1,082 0,15; 0,08 37,83; 47,48 16,23; 8,1 2,6
6
80% A/20%C Compuesto 21 130 Mono 0,53 0,06; 0,03 63,14; 91,56 12,0; 8,8 2,9
7
80% A/20%C Compuesto 28 130 Mono 0,56 0,16; 0,07 86,02; 109,51 17,79; 13,22 2,4
8
80% A/20%C Combinado en seco 21 130 Mono 0,42 0,07; 0,03 57,98; 86,16 11,45; 8,15 3
9
100% D 20 135 Mono 0,399 0,07; 0,02 71,3; 100,16 7,25; 5,90 3
10
100% D 27 135 Mono 0,491 0,14; 0,06 98,79; 125,78 11,28; 9,54 ND
11
100% E 20 135 Mono 0,411 0,08; 0,03 69,35; 97,99 7,30; 6,09 3,9
12
100% E 27 135 Mono 0,653 0,22; 0,07 89,60; 123,71 11,33, 9,76 ND
13
100% F 20 135 Mono 0,421 0,09; 0,03 75,04; 105,15 7,02; 6,15 3,7
14
100% F 27 135 Mono 0,534 0,22; 0,07 93,45; 118,21 11,36; 9,21 ND
15
100% G 20 135 Mono 0,435 0,08; 0,03 59,55; 96,78 8,25; 7,12 ND
16
100% G 27 135 Mono 0,625 0,19; 0,06 95,89; 116,26 13,23; 11,13 ND
16 5
15
25
35
45
55
65
Además, puede utilizarse por sí mismo la tela no tejida fabricada, o, por ejemplo, en combinación con otras telas no tejidas o materiales tales como películas. En particular, puede combinarse para formar un material compuesto. Después de su fabricación, la tela no tejida monocapa o multicapa adicionalmente puede consolidarse, unirse, laminarse y/o tratarse mecánicamente, en particular formarse un material compuesto con otro material. Esto puede lograrse por ejemplo, de forma física, química, acoplado de manera friccional y/o interbloqueado. Por ejemplo, pueden utilizarse posibilidades de unión térmica y/o ultrasónica. También puede utilizarse un adhesivo.
Preferentemente, la tela no tejida puede incluirse en un material de SM o SMS, por ejemplo, tal como se conoce a partir de los documentos US nº 5.178.931 y US nº 5.188.885, o con un material ablandado por soplado, tal como se conoce, por ejemplo, a partir de las patentes US nº 3.704.198 y US nº 3.849.241. También pueden formarse materiales multicapa, por ejemplo, tal como se conoce a partir del documento WO 96/19346. En el contexto de lo divulgado en la invención se hace referencia a los documentos indicados anteriormente, con respecto al material, el proceso de fabricación y/o su utilización. También es posible fabricar materiales de dos componentes, por ejemplo, tal como se conocen a partir de la patente US nº 5.336.552, a partir de la patente US nº 5.382.490, a partir de la patente US nº 5.759.926 y a partir de la patente US nº 5.783.503 y los documentos mencionados en los mismos. También es posible fabricar fibras coextruidas tal como se conocen a partir de las patentes US nº 4.100.324 y US nº
4.818.464.
Además, la tela no tejida puede estirarse por sí misma o unirse a por lo menos una capa adicional. En este caso, el material puede presentar propiedades elásticas. La fuerza de estiraje en este caso puede aplicarse en CD y/o en MD. Pueden hallarse procedimientos y parámetros para un estiraje de este tipo, por ejemplo, en el documento EP 0 259 128 B1, en la patente US nº 5.296.184, en el documento EP 0 309 073 y en la patente US nº 5.770.531. Se hace referencia a los mismos en el contexto de lo divulgado en relación con posibilidades de estiraje.
La expresión “tela no tejida” se refiere a una banda que presenta una estructura de fibras individuales o hebras que están intercaladas, pero no de cualquier manera regular, repetitiva. Las telas no tejidas pueden formarse mediante una diversidad de procesos, tales como, por ejemplo; procesos de deposición por aire, procesos de ablandado por soplado, procesos de filamentos continuos y procesos de cardado, incluyendo procesos de banda cardada unida.
La tela no tejida podría comprender microfibras. “Microfibras” se refiere a fibras de pequeño diámetro que presentan un diámetro promedio no superior a aproximadamente 100 micras. Las fibras, y en particular, fibras de filamentos continuos utilizadas en la presente invención pueden ser microfibras, o más específicamente, pueden ser fibras que presentan un diámetro promedio de aproximadamente 15 a 30 micras, y que presentan un denier de aproximadamente 1,5 a 3,0.
La tela no tejida podría comprender fibras ablandadas por soplado. La expresión “fibras ablandadas por soplado”, se refiere a fibras formadas mediante la extrusión de un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de capilares de hileras finas, habitualmente circulares, como hebras fundidas o filamentos en una corriente de gas de alta velocidad (por ejemplo, aire) que atenúa los filamentos del material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que puede ser hasta un diámetro de microfibra. Después de eso, las fibras ablandadas por soplado se portan mediante la corriente de gas de alta velocidad y se depositan sobre una superficie de recogida para formar una banda de fibras ablandadas por soplado dispersadas aleatoriamente.
La tela no tejida podría comprender fibras de filamentos continuos, especialmente consiste en fibras de tela no tejida de filamentos. La expresión “fibras de filamentos continuos” se refiere a fibras de pequeño diámetro que se forman mediante la extrusión de un material termoplástico fundido como filamentos a partir de una pluralidad de capilares finos, habitualmente circulares, de una tobera de hilatura, reduciéndose luego rápidamente el diámetro de los filamentos extruidos mediante estirado.
La tela no tejida podría consolidarse. Los términos “consolidación” y “consolidado” se refieren a reunir por lo menos una parte de las fibras de la tela no tejida en proximidad más cercana para formar un sitio, o sitios, que funcionan para aumentar la resistencia de la tela no tejida a fuerzas externas, por ejemplo, fuerzas de abrasión y de tracción, en comparación con el material textil no consolidado. El término “consolidado” puede referirse a la tela no tejida completa que se ha procesado de manera que por lo menos una parte de las fibras se ponen en proximidad más cercana, tal como mediante unión puntual térmica. Dicha banda puede considerarse una “banda consolidada”. En otro sentido, una zona específica y diferenciada de fibras que se pone en proximidad cercana, tal como un sitio de unión térmica individual, puede describirse como “consolidada”.
La consolidación puede lograrse mediante procedimientos que aplican calor y/o presión a la banda fibrosa, tal como unión térmica localizada (es decir, puntual). La unión térmica puntual puede lograrse haciendo pasar la banda fibrosa a través de una lámina de presión formada por dos cilindros, uno de las cuales se calienta y contiene una pluralidad de puntos elevados en su superficie, tal como se describió en la patente US n.º 3.855.046 mencionada anteriormente concedida a Hansen et al.. Los procedimientos de consolidación también pueden incluir unión ultrasónica, unión por chorro de aire y enredado por chorro de agua. El enredado por chorro de agua normalmente implica tratamiento de la banda fibrosa con chorros de agua a alta presión para consolidar la banda a través de enredado mecánico de las fibras (fricción) en la zona deseada que va a consolidarse, formándose los sitios en la
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zona de enredado de las fibras. Las fibras pueden enredarse por chorro de agua tal como se enseña en las patentes US n.os 4.021.284 concedida a Kalwaites el 3 de mayo de 1977 y 4.024.612 concedida a Contrator et al. el 24 de mayo de 1977, ambas incorporadas a la presente memoria como referencia. En la realización actualmente preferida, las fibras poliméricas de la tela no tejida se consolidan mediante uniones puntuales, a veces denominado “consolidación parcial” debido a la pluralidad de sitios de unión separados y diferenciados.
Debido a sus características, la tela no tejida puede utilizarse en la mayoría de aplicaciones variadas, que en la presente memoria se reflejan meramente como ejemplos, sin reivindicar que sean las totales.
La tela no tejida puede utilizarse en artículos absorbente. La expresión “artículo absorbente” se refiere a dispositivos que absorben y contienen exudados corporales, y, más específicamente, se refiere a dispositivos que se colocan contra o en proximidad con el cuerpo del usuario para absorber y contener los diversos exudados producidos por el cuerpo. La tela no tejida también puede utilizarse en artículos desechables. El término “desechable” se utiliza en la presente memoria para describir artículos absorbentes que no pretenden lavarse ni restaurarse o reutilizarse de otro modo como artículo absorbente (es decir, se pretenden desecharlos después de un único uso y, preferentemente, reciclarse, compostarse o desecharse de otro modo, de una manera compatible con el medio ambiente). Un artículo absorbente “unitario” se refiere a artículos absorbentes que se forman de distintas partes unidas conjuntamente para formar una entidad coordinada de modo que no requieren distintas partes de manipulación como un soporte y revestimiento distintos.
La utilización adicional de la tela no tejida es posible: en el área médica, por ejemplo, en una bolsa Stoma, coberturas, batas, mascarillas, artículos de higiene femenina y para bebés, por ejemplo, láminas traseras, o también como láminas superiores, que, por ejemplo, también pueden presentar un recubrimiento, en compresas higiénicas, artículos para la incontinencia, coberturas que pueden imprimirse, superficies protectoras, materiales de envasado, como separadores, como materiales permeables al vapor pero impermeables, como material adhesivo, por ejemplo, en la utilización de dispositivos de bloqueo y asas de inoculación desechables Microloop, como material de fijación en sistemas de cierre, como superficie de contacto para un adhesivo, como agente de contacto entre dos superficies, por ejemplo, una cama y una colcha, como parte de un material para suelos o alfombra o que cuelga de la pared, como agente de limpieza o pulido, en prendas de ropa de protección, por ejemplo, un mono, en aplicaciones cerca de la piel. También como colector de aceite y/o lubricante y/o como agente de limpieza, en prendas de ropa deportivas, accesorios deportivos y/o equipo deportivo, o zapatos, en prendas de vestir tales como guantes, abrigos, etc., como envasado, por ejemplo, para botellas, envolturas de CD, como envoltura, como decoración, en el campo del automóvil, en el área de los accesorios, como material de cobertura para artículos de envoltura, como un recubrimiento, como material para techar, como aislamiento térmico y/o de ruido, como agente de filtración o agente de sedimentación, como agente de identificación, por ejemplo, en materiales textiles de aplicación de cremas, como medios de almacenamiento para sustancias que durante su utilización posterior se liberan repentina o gradualmente, por ejemplo, mediante difusión, como material textil de limpieza de gafas, como medios de carga para partículas y/o polvos, como capa intermedia en artículos de higiene, en el área sanitaria, por ejemplo, en toallas, en gorros de baño, como agente de drenaje, como agente de codificación por colores, como marcador de señales, como funda de asiento, como material de cobertura de heridas, en vendajes elásticos, como filtro de cigarrillos, como material de superficie en un artículo desechable, como material de cobertura para pintar, recubrimiento y trabajo similar, para hacer crecer cultivos celulares, en materiales elásticos, por ejemplo, en artículos de higiene como bandas laterales, bandas desechables y/o también cierres elásticos, en ventosas, así como en otras aplicaciones, por ejemplo, aplicaciones domésticas como paños, especialmente paños que comprenden o consisten en por lo menos una capa de tela no tejida tal como se mencionó anteriormente.
Otras ejecuciones ventajosas y desarrollos adicionales pueden derivarse, por ejemplo, de los dibujos a continuación. Los ejemplos ilustrados en los mismos no deben considerarse como limitativos. Las características descritas en los mismos pueden relacionarse en cambio con otras formas de ejecución. Muestran:
la figura 1: un primer sistema de hilatura que funciona según el proceso de Lurgi-Docan,
la figura 2: un segundo dispositivo para la fabricación de telas no tejidas de filamentos continuos,
la figura 3: una primera placa de hilatura en una vista desde arriba,
la figura 4: una segunda placa de hilatura en una vista desde arriba,
la figura 5: una sección transversal a través de una placa de hilatura,
la figura 6: un corte de un primer producto,
la figura 7: otro corte de un segundo producto,
la figura 8: una sección transversal a través de una fibra de tela no tejida, y
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