ES2857849T3

ES2857849T3 - Tejidos no tejidos que comprenden ácido poliláctico que tienen una resistencia y una tenacidad mejoradas

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Publication number: ES2857849T3
Application number: ES17777376T
Authority: ES
Inventors: Elena Novarino; Gary Drews; Jason Hamilton; Stephen Chester; Alfredo Izzo; David Dudley Newkirk
Original assignee: Fitesa Germany GmbH; Fitesa Simpsonville Inc
Current assignee: Fitesa Germany GmbH; Fitesa Simpsonville Inc
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-08-15
Also published as: CN109563661A; US20220136156A1; DK3500700T3; MY183621A; WO2018033861A1; BR112019003303A2; US20180051404A1; JP6799667B2; JP2019525019A; PE20190857A1; PL3500700T3; EP3500700A1; EP3500700B1; US11441251B2; US11674248B2; US20230279591A1; MX2019001743A; CN109563661B

Abstract

Un tejido no tejido de unión por hilado que comprende una pluralidad de filamentos que se unen entre sí para formar una banda coherente, en donde los filamentos comprenden una mezcla de un ácido poliláctico (PLA en inglés) y al menos un sulfonato de alcano secundario y en donde el tejido presenta al menos uno de los siguientes: un aumento en la resistencia a la tracción en al menos una de la dirección de la máquina o la dirección transversal en comparación con un tejido idéntico que no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario, y un aumento en el alargamiento en al menos una de la dirección de la máquina o la dirección transversal en comparación con un tejido idéntico que no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario.

Description

DESCRIPCIÓN

Tejidos no tejidos que comprenden ácido poliláctico que tienen una resistencia y una tenacidad mejoradas

Campo

La invención desvelada actualmente se refiere, generalmente, a tejidos no tejidos y, más particularmente, a tejidos no tejidos que comprenden ácido poliláctico (PLA en inglés).

Antecedentes

Los tejidos no tejidos se usan en diversas aplicaciones, tales como prendas, productos médicos desechables, pañales, productos para la higiene personal, entre otros. Los nuevos productos que se desarrollan para estas aplicaciones tienen requisitos de rendimiento exigentes, incluyendo comodidad, ajustabilidad al cuerpo, libertad de movimiento corporal, buena suavidad y drapeado, resistencia a la tracción y durabilidad adecuadas y resistencia a la abrasión de superficie, la formación de motas o la formación de pelusas. Por consiguiente, los tejidos no tejidos que se usan en este tipo de productos se deben diseñar para cumplir estos requisitos de rendimiento.

Convencionalmente, tales tejidos no tejidos se preparan a partir de polímeros termoplásticos, tales como poliéster, poliestireno, polietileno y polipropileno. Estos polímeros son, generalmente, muy estables y pueden permanecer en el entorno durante mucho tiempo. Sin embargo, últimamente ha habido una tendencia a desarrollar artículos y productos que se consideran ecológicos y sostenibles. Como parte de esta tendencia, ha habido un deseo de producir productos ecológicos que comprendan un contenido sostenible aumentado con el fin de reducir el contenido de materiales basados en petróleo.

Los polímeros basados en polilactida o ácido poliláctico (PLA) proporcionan una vía rentable hacia productos no tejidos de unión por hilado de contenido sostenible que se puedan convertir fácilmente en productos de consumo. A fin de aprovechar al máximo los beneficios rentables de los productos de consumo basados en PLA, el PLA se debe poder convertir en productos no tejidos y, a continuación, en el producto de consumo final a velocidades muy altas con un desperdicio mínimo. Sin embargo, debido a la propensión a la generación y acumulación de electricidad estática en las fibras con polímero de PLA sobre la superficie, resulta difícil combinar las etapas de hilado, formación de bandas y unión a las velocidades muy altas necesarias para la producción económicamente atractiva de PLA de unión por hilado con propiedades de tejido óptimas.

A fin de abordar esta necesidad, se han desarrollado productos no tejidos que tienen una estructura bicomponente de cubierta/núcleo en los que el PLA está presente en el núcleo y un polímero sintético, tal como polipropileno, está en la cubierta. Un ejemplo de tal tejido no tejido se describe en la patente estadounidense n.° 6.506.873. En el documento WO 2013/118009 A1, se describe un método para la formación de una fibra multicomponente que comprende mezclar un ácido poliláctico, un aditivo de aumento de la tenacidad polimérico y un modificador de poliepóxido para formar una composición termoplástica. La composición termoplástica puede contener, además, otros diversos ingredientes, pero el documento no enseña ni sugiere el uso de un sulfonato de alcano secundario. El documento US 2008/0176475 A1 describe fibras y tejidos de poliéster humectables, fibras de poliéster que comprenden una mezcla en estado fundido de un poliéster que se elige de un grupo que incluye ácido poliláctico y uno o más compuestos seleccionados de un grupo de sulfonatos. Se puede preparar diversos tejidos con estas fibras. En el documento WO 2009/152345 A1, se desvelan composiciones hidrófilas biocompatibles que comprenden al menos un poliéster alifático termoplástico elegido de un grupo de polímeros biodegradables, incluyendo ácido poliláctico, y uno o más tensioactivos aniónicos de alquilo, alquenilo, aralquilo o alcarilo que tienen un punto de fusión de menos de 200 °C. El tensioactivo se incorpora en el poliéster y, a partir de esta composición, se puede crear una amplia diversidad de productos. El documento WO 2015/047890 A1 describe fibras que se pueden usar para la preparación de toallitas, tales como toallitas húmedas para la limpieza y/o la desinfección. Las fibras incluyen un poliéster alifático elegido de un grupo de poliésteres que incluyen ácido poliláctico y, además, contienen uno o más aditivos que mejoran la estabilidad hidrolítica de las fibras. A partir de estas fibras, se puede preparar diversas bandas. La presencia del polímero sintético en la cubierta proporciona las propiedades necesarias para la producción comercial de productos no tejidos que comprenden PLA a altas velocidades. Aunque resulta posible la producción comercial de productos no tejidos que comprendan PLA con polímeros sintéticos en la cubierta, la industria (y sus consumidores) busca productos no tejidos que tengan PLA sobre la superficie del tejido, ya sea teniendo PLA en la cubierta o siendo PLA al 100 %.

Por consiguiente, sigue existiendo la necesidad de tejidos que tengan PLA que presenten propiedades mecánicas mejoradas.

Sumario

Una o más realizaciones de la invención pueden abordar uno o más de los problemas mencionados anteriormente. Determinadas realizaciones de acuerdo con la invención proporcionan tejidos no tejidos de unión por hilado de ácido poliláctico (PLA), materiales compuestos sostenibles que incluyen dichos tejidos y artículos sostenibles que incluyen dichos tejidos y/o materiales compuestos. En particular, las realizaciones de la invención se dirigen a tejidos, materiales compuestos y artículos que comprenden PLA.

Determinadas realizaciones de acuerdo con la invención se dirigen a un tejido no tejido de unión por hilado que comprende una pluralidad de fibras que se unen entre sí para formar una banda coherente, en donde las fibras comprenden una mezcla de un ácido poliláctico (PLA) y al menos un sulfonato de alcano secundario.

La presente invención se refiere a un tejido no tejido de unión por hilado, tal como se define en la reivindicación 1.

En algunas realizaciones, la mezcla está presente en una superficie de la pluralidad de fibras.

En una realización, el al menos un sulfonato de alcano secundario comprende una cadena de alcano que tiene de C10 a C18 y en donde al menos uno de los carbonos secundarios de la cadena de alcano incluye un resto sulfonato. Por ejemplo, el al menos un sulfonato de alcano secundario tiene una de las siguientes estructuras:

en donde n o m n es un número entre 7 y 16.

En algunas realizaciones, el al menos un sulfonato de alcano secundario tiene la siguiente estructura:

H3C -----(CH2)m — (CH)-------(CH2)n ------CH3

so3-

en donde m n es un número entre 8 y 15 y, en particular, en donde m n es un número entre 11 y 14. En algunas realizaciones, el al menos un sulfonato de alcano secundario comprende una sal de sodio o potasio.

En determinadas realizaciones, el al menos un sulfonato de alcano secundario está presente en una cantidad que varía de aproximadamente el 0,0125 al 2,5 por ciento en peso, basándose en el peso total de la fibra. Por ejemplo, la fibra puede tener una disposición bicomponente de cubierta/núcleo en la que la mezcla está presente en la cubierta y en donde el sulfonato de alcano secundario está presente en la cubierta en una cantidad que varía de aproximadamente el 0,1 al 0,75 por ciento en peso, basándose en el peso total de la cubierta. En otra realización, la fibra puede tener una disposición bicomponente de cubierta/núcleo en la que la mezcla está presente en la cubierta y en donde el sulfonato de alcano secundario está presente en la cubierta en una cantidad que varía de aproximadamente el 0,2 al 0,6 por ciento en peso, basándose en el peso total de la cubierta. En otra realización más, la fibra tiene una disposición bicomponente de cubierta/núcleo en la que la mezcla está presente en la cubierta y en donde el sulfonato de alcano secundario está presente en la cubierta en una cantidad que varía de aproximadamente el 0,3 al 0,4 por ciento en peso, basándose en el peso total de la cubierta.

En una realización, la pluralidad de fibras comprende fibras bicomponente. En algunas realizaciones, la pluralidad de fibras comprende fibras bicomponente y el al menos un sulfonato de alcano secundario está presente en únicamente uno de los componentes de las fibras. En una realización, las fibras bicomponente tienen una configuración de cubierta/núcleo y la cubierta comprende una mezcla del PLA y el al menos un sulfonato de alcano secundario. En algunas realizaciones, el núcleo comprende PLA y no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario. En otras realizaciones más, las fibras bicomponente comprenden una disposición de lado a lado.

En una realización, el núcleo comprende al menos uno de una poliolefina, un poliéster, un PLA o cualquier combinación de los mismos. En una realización preferida, cada uno de la cubierta y el núcleo comprende PLA. En determinadas realizaciones, la cubierta comprende una primera calidad de PLA, el núcleo comprende una segunda calidad de PLA y la primera calidad de PLA y la segunda calidad de PLA son diferentes.

Sorprendentemente, los inventores han descubierto que la adición del sulfonato de alcano secundario a la resina de PLA mejora las propiedades mecánicas del tejido. En particular, el tejido puede presentar un aumento en la resistencia a la tracción, el alargamiento y la tenacidad en al menos una de la dirección de la máquina o dirección transversal, en comparación con un tejido idéntico que no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, el tejido puede presentar un aumento en la resistencia a la tracción en al menos una de la dirección de la máquina o dirección transversal de al menos el 50 %, en comparación con un tejido idéntico que no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario.

En otro aspecto más, las realizaciones de la invención se dirigen a un tejido no tejido de unión por hilado que comprende una pluralidad de fibras que se unen entre sí para formar una banda coherente, en donde las fibras comprenden del 95 al 100 % de ácido poliláctico (PLA) y en donde las fibras presentan una raíz de la media cuadrática de un índice de tenacidad por gramaje que tiene un valor que es de al menos 55 N/m2 En una realización, el tejido tiene una raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje que es un valor que es mayor del 65 % de N/g/m2, tal como un valor que es mayor del 85 % de N/g/m2 En una realización preferida, el tejido tiene una raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje que es un valor de aproximadamente de aproximadamente el 65 al 150 % de N/g/m2. Preferentemente, el tejido comprende fibras que tienen menos del 5 % en peso de aditivos y más preferentemente menos del 4 % en peso, basándose en el peso total del tejido.

Los aspectos adicionales de la invención se refieren a artículos que comprenden el tejido no tejido y a un proceso y sistema para la preparación del tejido.

Breve descripción de las distintas vistas del/de los dibujo/s

Por tanto, habiendo descrito la invención en términos generales, a continuación, se hará referencia a los dibujos adjuntos, que no están necesariamente dibujados a escala y en donde:

las FIG. 1A y 1B son imágenes de SEM de puntos de unión individuales sobre una superficie de un tejido no tejido que no incluye un sulfonato de alcano secundario;

las FIG. 2A y 2B son imágenes de SEM de puntos de unión individuales sobre una superficie de un tejido no tejido que incluye un sulfonato de alcano secundario;

la FIG. 3 es un diagrama esquemático del sistema de preparación de tejido no tejido de unión por hilado de PLA de conformidad con determinadas realizaciones de la invención;

las FIG. 4A-4C son diagramas esquemáticos que ilustran el posicionamiento de la primera fuente de ionización de conformidad con determinadas realizaciones de la invención;

las FIG. 5A-5D son vistas en sección transversal de materiales compuestos de conformidad con determinadas realizaciones de la invención;

la FIG. 6A es una ilustración de un artículo absorbente de conformidad con al menos una realización de la invención;

la FIG. 6B es una vista en sección transversal del artículo absorbente de la FIG. 6A tomada a lo largo de la línea 72-72 de la FIG. 6A; y

la FIG. 7 es una ilustración de un artículo absorbente de conformidad con al menos una realización de la invención en la que el artículo absorbente está en forma de una compresa higiénica femenina.

Descripción detallada

A continuación, se describirá la invención más completamente en lo sucesivo en el presente documento con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunas, pero no todas las realizaciones de las invenciones. De hecho, la presente invención se puede materializar de muchas formas diferentes y no se debe interpretar como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento; más bien, se proporcionan estas realizaciones de modo que la presente divulgación satisfaga los requisitos legales aplicables. Los números similares se refieren a elementos similares en todo el documento. Tal como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un", "una", "el" y "la" incluyen referentes en plural, a menos que el contexto dicte claramente otra cosa.

La invención incluye, de acuerdo con determinadas realizaciones, tejidos no tejidos de unión por hilado de ácido poliláctico (PLA), materiales compuestos sostenibles que incluyen dichos tejidos y artículos absorbentes que incluyen dichos tejidos y/o materiales compuestos. En particular, las realizaciones de la invención se dirigen a tejidos, materiales compuestos y artículos en los que el PLA está presente sobre la superficie del tejido.

Los tejidos no tejidos de unión por hilado de PLA y los materiales compuestos sostenibles que incluyen dichos tejidos se pueden usar en una amplia diversidad de aplicaciones, incluyendo pañales, productos para el cuidado femenino, productos limpiadores, productos para la incontinencia, productos agrícolas (por ejemplo, envolturas de raíces, bolsas de semillas, coberturas de cultivos y/o similares), productos industriales (por ejemplo, monos de uniforme de trabajo, almohadas de avión, revestimientos de maletero de automóviles, artículos de insonorización y/o similares) y productos domésticos (por ejemplo, almohadillas para rasguños de muebles, fundas para colchones de muelles y/o similares).

I. Definiciones

Para los fines de la presente solicitud, los siguientes términos tendrán los siguientes significados:

el término "fibra" se puede referir a una fibra de longitud finita o un filamento de longitud infinita.

Tal como se usa en el presente documento, el término "monocomponente" se refiere a fibras formadas a partir de un polímero o formadas a partir de una mezcla de polímeros individual. Por supuesto, esto no excluye las fibras a las que se han añadido aditivos para darles color, propiedades antiestáticas, lubricación, hidrofilia, repelencia a líquidos, etc.

Tal como se usa en el presente documento, el término "multicomponente" se refiere a fibras formadas a partir de al menos dos polímeros (por ejemplo, fibras bicomponente) que se extruyen a partir de extrusoras separadas. Los al menos dos polímeros pueden ser, cada uno, independientemente iguales o diferentes entre sí o ser una mezcla de polímeros. Los polímeros se disponen en distintas zonas posicionadas de manera sustancialmente constante a través de la sección transversal de las fibras. Los componentes se pueden disponer en cualquier configuración deseada, tal como de cubierta-núcleo, de lado a lado, de tipo pastel, de tipo isla en el mar y así sucesivamente. Diversos métodos para la formación de fibras multicomponente se describen en la patente estadounidense n.° 4.789.592 de Taniguchi et al. y la patente estadounidense n.° 5.336.552 de Strack et al., 5.108.820 de Kaneko et al., 4.795.668 de Kruege et al., 5.382.400 de Pike et al., 5.336.552 de Strack et al. y 6.200.669 de Marmon et al. También se pueden formar fibras multicomponente que tengan diversas formas irregulares, tales como las descritas en las patentes estadounidenses n.° 5.277.976 de Hogle et al., 5.162.074 de Hills, 5.466.410 de Hills, 5.069.970 de Largman et al. y 5.057.368 de Largman et al.

Tal como se usa en el presente documento, las expresiones "producto no tejido", "banda no tejida" y "tejido no tejido" se refieren a una estructura o una banda de material que se ha formado sin el uso de procesos de tejido o tricotado para producir una estructura de fibras o hilos individuales que se entrelazan, pero no de manera identificable y repetitiva. Las bandas no tejidas se han formado, en el pasado, mediante diversos procesos convencionales, tales como, por ejemplo, procesos de soplado en estado fundido, procesos de unión por hilado y procesos de cardado de fibras discontinuas.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión "soplado en estado fundido" se refiere a un proceso en el que se forman fibras mediante la extrusión de un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de capilares de troquel finos, normalmente circulares, en una corriente de gas (por ejemplo, aire) a alta velocidad que atenúa el material termoplástico fundido y forma fibras, que pueden tener un diámetro de microfibra. Después de eso, las fibras de soplado en estado fundido se transportan mediante la corriente de gas y se depositan sobre una superficie de recogida para formar una banda de fibras de soplado en estado fundido aleatorias. Tal proceso se desvela, por ejemplo, en la patente estadounidense n.° 3.849.241 de Buntin et al.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión "dirección de la máquina" o "DM" se refiere a la dirección de desplazamiento de la banda no tejida durante la fabricación.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión "dirección transversal" o "DT" se refiere a una dirección que es perpendicular a la dirección de la máquina y se extiende lateralmente a través del ancho de la banda no tejida.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión "unión por hilado" se refiere a un proceso que implica la extrusión de un material termoplástico fundido en forma de filamentos a partir de una pluralidad de capilares finos, normalmente circulares, de una hilera, siendo los filamentos, a continuación, atenuados y estirados mecánica o neumáticamente. Los filamentos se depositan sobre una superficie de recogida para formar una banda de filamentos sustancialmente continuos dispuestos aleatoriamente que se pueden unir, después de eso, entre sí para formar un tejido no tejido coherente. La producción de bandas no tejidas de unión por hilado se ilustra en patentes, tales como, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.° 3.338.992; 3.692.613, 3.802.817; 4.405.297 y 5.665.300. En general, estos procesos de unión por hilado incluyen la extrusión de los filamentos a partir de una hilera, el enfriamiento rápido de los filamentos con un flujo de aire para acelerar la solidificación de los filamentos fundidos, la atenuación de los filamentos mediante la aplicación de una tensión de estiramiento, ya sea mediante el arrastre neumático de los filamentos en una corriente de aire o mediante la envoltura mecánica de los mismos alrededor de rodillos mecánicos de estiramiento, la deposición de los filamentos estirados sobre una superficie de recogida foraminosa para formar una banda y la unión de la banda de filamentos sueltos en un tejido no tejido. La unión puede ser cualquier tratamiento de unión térmica o química, siendo típica la unión por puntos térmicos.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión "unión por puntos térmicos" implica el paso de un material, tal como una o más bandas de fibras a unir, entre un rodillo de calandria calentado y un rodillo de yunque. El rodillo de calandria, normalmente, es con patrones de modo que el tejido se une en sitios de unión por puntos discretos en lugar de unirse a través de toda su superficie.

Tal como se usa en el presente documento, el término "polímero" generalmente incluye, pero sin limitación, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros de bloques, de injerto, aleatorios y alternantes, terpolímeros, etc. y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que se limite específicamente de otra manera, el término "polímero" incluirá todas las configuraciones geométricas posibles del material, incluyendo simetrías isotácticas, sindiotácticas y aleatorias.

La expresión "material compuesto", tal como se usa en el presente documento, puede ser una estructura que comprenda dos o más capas, tal como una capa de película y una capa de fibra o una pluralidad de capas de fibra moldeadas en conjunto. Las dos capas de una estructura de material compuesto se pueden juntar entre sí de tal manera que interactúe una porción sustancial de su plano X-Y común, de acuerdo con determinadas realizaciones de la invención.

Las realizaciones de la invención se refieren a tejidos no tejidos que comprenden ácido poliláctico que presentan mejoras en las resistencias y la tenacidad. En una realización, la presente invención proporciona un tejido no tejido de unión por hilado que comprende una pluralidad de fibras que se unen entre sí para formar una banda coherente y en donde la pluralidad de fibras comprende una mezcla de una resina de PLA y al menos un sulfonato de alcano secundario. Tal como se explica con mayor detalle a continuación, la inclusión de un sulfonato de alcano secundario en la resina de PLA mejora la resistencia y tenacidad del tejido en comparación con un tejido idéntico que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

El al menos un sulfonato de alcano secundario normalmente comprende una cadena de alcano que tiene de C¹⁰a C¹⁸y en donde al menos uno de los carbonos secundarios de la cadena de alcano incluye un resto sulfonato. En particular, el al menos un sulfonato de alcano secundario puede comprender un ácido sulfónico, un alcano secundario C13-C17, una sal de sodio.

La cadena de alcano es generalmente lineal, aunque algunas cadenas pueden incluir alguna ramificación menor (por ejemplo, una ramificación de cadena lateral C1-C4). Normalmente, la cadena de alcano tendrá de 10 a 18 átomos de carbono, siendo algo más preferida una longitud de cadena de alcano de 14 a 17 átomos de carbono. El sulfonato de alcano secundario puede incluir ácidos tanto monosulfónicos como disulfónicos. Sin embargo, la cantidad de ácidos monosulfónicos en el sulfonato de alcano secundario puede ser generalmente mayor del 90 %.

En una realización, el al menos un sulfonato de alcano secundario tiene una de las siguientes estructuras:

H3C -----(CH2)m — (CH)-------(CH2)n ------CH3 H3C --------(CH)-------------(CH2)n --------CH3

s°3' S03

o

en donde n o m = n es un número entre 7 y 16.

En una realización preferida, el sulfonato de alcano secundario tiene la siguiente estructura:

H3C----(CH2)m— (CH)------(CH2)n-----CH3

S03-

en donde m n es un número entre 8 y 15 y más preferentemente m n es un número entre 11 y 14. El sulfonato de alcano secundario comprende normalmente una sal de sodio o potasio, pero se podrían usar otros cationes, tales como una sal de calcio o magnesio. Como alternativa, se podría usar un amonio cuaternario que comprendiera sustratos de alquilos grasos modificados, tales como aquellos basados en sustratos de coco o estearilo. Tales aminas cuaternarias están disponibles a través de Air Products and Chemicals, Inc. de Allentown, PA 18195-1501, EE. UU.

En una realización, el sulfonato de alcano secundario se puede proporcionar en una resina portadora de mezcla madre. Por ejemplo, en una realización, el sulfonato de alcano secundario se proporciona en una resina portadora de polímero de PLA que se mezcla con el PLA antes del hilado de las fibras. Normalmente, la cantidad de sulfonato de alcano secundario en la mezcla madre de PLA es de aproximadamente el 5 al 25 por ciento en peso, basándose en el peso total de la mezcla madre, siendo algo más típica una cantidad del 10 al 20 por ciento en peso. La mezcla madre también puede incluir aditivos adicionales, tales como uno o más compatibilizantes. Un ejemplo comercial de un sulfonato de alcano secundario que se puede usar en las realizaciones de la invención reivindicada incluye SUKANO® con el nombre de producto S546-Q1, que es una sal de sodio de sulfonato de alcano secundario C14-C17 en una mezcla madre de PLA. Un experto en la materia reconocería que el diseño de una mezcla madre para un sulfonato de alcano secundario es un equilibrio entre la maximización del uso de las resinas de PLA con una fluidez de fusión muy similar a la observada en la resina de base de la fibra, tal como, por ejemplo, 6202D o 6252D de NatureWorks (índice de fusión en g/10 minutos (210 °C) de 15-30 o 15, respectivamente, y la facilidad de la suspensión del sulfonato de alcano secundario en un polímero de PLA. Por tanto, una mezcla madre adecuada puede comprender una calidad de PLA, tal como 6362D de NatureWorks con un índice de fusión más alto (índice de fusión en g/10 minutos (210 °C) de 70 - 85.

Se puede usar una amplia diversidad de resinas de PLA diferentes para preparar tejidos no tejidos de conformidad con las realizaciones de la invención. Generalmente, los polímeros basados en ácido poliláctico se preparan a partir de dextrosa, una fuente de azúcar, derivada del maíz de campo. En América del Norte, se usa maíz, dado que este es la fuente más económica de almidón vegetal para la conversión final en azúcar. Sin embargo, se debe reconocer que la dextrosa se puede derivar de fuentes distintas al maíz. El azúcar se convierte en ácido láctico o un derivado de ácido láctico mediante fermentación a través del uso de microorganismos. El ácido láctico se puede polimerizar, a continuación, para formar PLA. Además del maíz, se pueden usar otras fuentes de azúcar de base agrícola, incluyendo arroz, remolachas azucareras, caña de azúcar, trigo, materiales celulósicos, tales como la xilosa recuperada a partir de la reducción a pasta de madera, y similares.

La resina de PLA debe tener propiedades moleculares adecuadas para hilarse en procesos de unión por hilado. Los ejemplos de resinas de PLA adecuadas son los que se suministran a través de NatureWorks LLC, de Minnetonka, MN 55345, tales como las calidades 6752D, 6100D y 6202D, que se cree que se producen siguiendo generalmente la enseñanza de los documentos US 5.525.706 y 6.807.973, ambos de Gruber et al. Otros ejemplos de resinas de PLA adecuadas pueden incluir L130, L175 y LX175, todas de Corbion of Arkelsedijk 46, 4206 A C Gorinchem, Países Bajos.

En algunas realizaciones, los tejidos no tejidos pueden ser biodegradables. El término "biodegradable" se refiere a un material o producto que se degrada o descompone en condiciones medioambientales que incluyen la acción de microorganismos. Por tanto, un material se considera biodegradable si se observa una reducción especificada de la resistencia a la tracción y/o del alargamiento de pico del material u otra propiedad física o mecánica fundamental después de la exposición a un entorno biológico definido durante un tiempo definido. Dependiendo de las condiciones biológicas definidas, un tejido que comprendiera PLA se podría considerar o no biodegradable.

Una clase especial de productos biodegradables preparados con un material de base biológica se podría considerar compostable si esta se pudiera degradar en un entorno de composición. La norma europea EN 13432, "Prueba de compostabilidad de productos plásticos", se puede usar para determinar si un tejido o una película que comprendiera un contenido sostenible se podría clasificar como compostable.

En algunas realizaciones, los tejidos no tejidos de PLA pueden comprender componentes de polímeros sostenibles de productos biodegradables que se deriven de un componente alifático que posea un grupo ácido carboxílico (o un derivado formador de poliéster del mismo, tal como un grupo éster) y un grupo hidroxilo (o un derivado formador de poliéster del mismo, tal como un grupo éter) o se puedan derivar de una combinación de un componente alifático que posea dos grupos ácido carboxílico (o un derivado formador de poliéster del mismo, tal como un grupo éster) con un componente alifático que posea dos grupos hidroxilo (o un derivado formador de poliéster del mismo, tal como un grupo éter).

La expresión "poliéster alifático" comprende, aparte de los poliésteres que se preparan a partir de componentes alifáticos y/o cicloalifáticos exclusivamente, también los poliésteres que contienen, aparte de unidades alifáticas y/o cicloalifáticas, unidades aromáticas, siempre que el poliéster tenga un contenido sostenible sustancial.

Además de las resinas basadas en PLA, los tejidos no tejidos de conformidad con las realizaciones de la invención pueden incluir otros polímeros derivados de un componente alifático que posea un grupo ácido carboxílico y un grupo hidroxilo, que se denominan, como alternativa, polihidroxialcanoatos (PHA). Los ejemplos de los mismos son polihidroxibutirato (PHB), poli-(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV), poli-(hidroxibutirato-copolihidroxihexanoato) (PHBH), ácido poliglicólico (PGA en inglés), poli-(épsilon-caprolactona) (PCL) y, preferentemente, ácido poliláctico (PLA).

Los ejemplos de polímeros adicionales que se pueden usar en las realizaciones de la invención incluyen polímeros derivados de una combinación de un componente alifático que posee dos grupos ácido carboxílico con un componente alifático que posee dos grupos hidroxilo y son poliésteres derivados de dioles alifáticos y de ácidos dicarboxílicos alifáticos, tales como succinato de polibutileno (PBSU en inglés), succinato de polietileno (PESU en inglés), adipato de polibutileno (PBA en inglés), adipato de polietileno (PEA en inglés), adipato/tereftalato de politetrametileno (PTMAT en inglés).

Los tejidos no tejidos de conformidad con la invención pueden comprender fibras monocomponente, bicomponente o multicomponente. Los ejemplos de fibras bicomponente incluyen disposiciones de lado a lado, de tipo islas en el mar y de cubierta/núcleo. Preferentemente, las fibras tienen una estructura de cubierta/núcleo en la que la cubierta comprende un primer componente de polímero y el núcleo comprende un segundo componente de polímero. En esta disposición, los polímeros del primer y segundo componentes de polímero pueden ser iguales o diferentes entre sí.

En una realización preferida, las fibras del tejido no tejido tienen una disposición bicomponente en la que la mezcla de PLA que comprende el sulfonato de alcano secundario comprende un primer componente de polímero que define una cubierta y un segundo componente de polímero comprende el núcleo. Ventajosamente, los inventores han descubierto que, mediante el mezclado del sulfonato de alcano secundario en el componente de polímero que define la cubierta, se proporcionan tejidos no tejidos que tienen una resistencia y una tenacidad mejoradas. Además, tales mejoras en las propiedades físicas se pueden obtener en ausencia del mezclado del sulfonato de alcano secundario en el componente de polímero que define el núcleo, lo que puede ayudar a reducir los costes globales de la preparación del tejido no tejido.

En realizaciones preferidas, la cubierta y el núcleo comprenden, ambos, una resina de PLA. En estas realizaciones, se puede proporcionar un tejido no tejido de unión por hilado de PLA que esté sustancialmente libre de componentes de polímeros sintéticos, tales como materiales y polímeros basados en petróleo. Por ejemplo, las fibras del tejido no tejido de unión por hilado de PLA pueden tener una disposición bicomponente en la que ambos componentes estén basados en PLA para producir, por tanto, una fibra que sea PLA al 100 %.

Tal como se usa en el presente documento, la expresión "PLA al 100 %" también puede incluir aditivos de hasta el 5 %, incluyendo aditivos y/o mezclas madre de aditivos, para proporcionar, únicamente a modo de ejemplo, color, suavidad, deslizamiento, protección antiestática, lubricidad, hidrofilia, repelencia a líquidos, protección antioxidante y similares. En este sentido, el tejido no tejido puede comprender PLA al 95-100 %, tal como PLA al 96-100 %, PLA al 97-100 %, PLA al 98-100 %, PlA al 99-100 %, etc. Cuando tales aditivos se añaden como mezcla madre, por ejemplo, el vehículo de la mezcla madre puede comprender principalmente PLA con el fin de facilitar el procesamiento y maximizar el contenido sostenible dentro de las fibras.

Por ejemplo, la capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender uno o más aditivos adicionales. En tales realizaciones, por ejemplo, el aditivo puede comprender al menos uno de un colorante, un agente suavizante, un agente de deslizamiento, un agente antiestático, un lubricante, un agente hidrófilo, un repelente a líquidos, un antioxidante y similares o cualquier combinación de los mismos.

En una realización, el polímero de PLA de la cubierta puede ser el mismo polímero de PLA que el del núcleo. En otras realizaciones, el polímero de PLA de la cubierta puede ser un polímero de PLA diferente al del núcleo. Por ejemplo, las fibras bicomponente pueden comprender fibras bicomponente inversas de PLA/PLA de tal manera que la cubierta comprenda una primera calidad de PLA, el núcleo comprenda una segunda calidad de PLA y la primera calidad de PLA y la segunda calidad de PLA sean diferentes (por ejemplo, la primera calidad de PLA tenga un punto de fusión más alto que la segunda calidad de PLA). Únicamente a modo de ejemplo, la primera calidad de PLA puede comprender hasta aproximadamente el 5 % de cristalinidad y la segunda calidad de PLA puede comprender de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 50 % de cristalinidad.

En otras realizaciones, por ejemplo, la primera calidad de PLA puede comprender un punto de fusión de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 135 °C y la segunda calidad de PLA puede comprender un punto de fusión de aproximadamente 155 °C a aproximadamente 170 °C. En realizaciones adicionales, por ejemplo, la primera calidad de PLA puede comprender un porcentaje en peso de isómero D de aproximadamente el 4 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso y la segunda calidad de PLA puede comprender un porcentaje en peso de isómero D de aproximadamente el 2 % en peso.

Por ejemplo, en una realización, el núcleo puede comprender un PLA que tenga un % de isómero D de ácido poliláctico inferior al % de isómero D de polímero de PLA usado en la cubierta. El polímero de PLA con un % de isómero D más bajo mostrará un grado más alto de cristalización inducida por esfuerzo durante el hilado, mientras que el polímero de PLA con un % de isómero D más alto conservará un estado más amorfo durante el hilado. La cubierta más amorfa promoverá la unión, mientras que el núcleo que muestra un grado de cristalización más alto proporcionará resistencia a la fibra y, por tanto, a la banda unida final. En una realización particular, la calidad de PLA PLA 6752 de NatureWorks con isómero D al 4 % se puede usar como cubierta, mientras que la calidad 6202 de NatureWorks con isómero D al 2 % se puede usar como núcleo.

Generalmente, el porcentaje en peso de la cubierta respecto al del núcleo en las fibras puede variar ampliamente dependiendo de las propiedades deseadas del tejido no tejido. Por ejemplo, la relación en peso de la cubierta respecto al núcleo puede variar entre aproximadamente 10:90 y 90:10 y, en particular, entre aproximadamente 20:80 y 80:20. En una realización preferida, la relación en peso de la cubierta respecto al núcleo es de aproximadamente 25:75 a 35:65, prefiriéndose una relación en peso de aproximadamente 30:70.

En otras realizaciones, se proporciona un tejido no tejido que comprende fibras bicomponente en el que uno de los componentes de polímero comprende una mezcla de un polímero de PLA y el sulfonato de alcano secundario y el otro componente de polímero comprende un polímero sintético, tal como un polímero derivado de petróleo. Los ejemplos de polímeros sintéticos que se pueden usar en las realizaciones de la invención pueden incluir poliolefinas, tales como polipropileno y polietileno, poliésteres, tales como tereftalato de polietileno (PET en inglés), tereftalato de politrimetileno (PTT en inglés) y tereftalato de polibutileno (PBT en inglés), nilones, poliestirenos, copolímeros y mezclas de los mismos y otros polímeros sintéticos que se puedan usar en la preparación de fibras.

La cantidad del sulfonato de alcano secundario en las fibras dependerá generalmente de dónde está presente el sulfonato de alcano secundario en la estructura de las fibras y de las propiedades finales deseadas del tejido no tejido. En general, la cantidad del sulfonato de alcano secundario puede variar de aproximadamente el 0,0125 por ciento en peso a aproximadamente el 2,5 por ciento en peso, basándose en el peso total del componente polimérico de la fibra en el que está presente el sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, en las fibras monocomponente, el porcentaje en peso del sulfonato de alcano secundario en las fibras se basará en el peso total de la fibra. En tal caso, la cantidad de sulfonato de alcano secundario puede variar de aproximadamente el 0,0125 por ciento en peso a aproximadamente el 2,5 por ciento en peso, basándose en el peso total de la fibra. Sin embargo, en el caso de una fibra bicomponente, el porcentaje en peso del sulfonato de alcano secundario se basará en el peso total del componente en el que esté presente el sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, en el caso de una fibra bicomponente que tenga una relación en peso de cubierta respecto a núcleo de 30:70 y en la que el sulfonato de alcano secundario únicamente esté presente en la cubierta, el porcentaje en peso del sulfonato de alcano secundario en la fibra puede variar de aproximadamente el 0,0125 por ciento en peso a aproximadamente el 2,5 por ciento en peso, basándose en el peso total de la cubierta, lo que da como resultado un porcentaje en peso del sulfonato de alcano secundario que es del 0,00375 al 0,750, basándose en el peso total de la fibra.

En una realización, la cantidad del sulfonato de alcano secundario puede ser al menos aproximadamente una cualquiera de las siguientes: al menos el 0,0125, al menos el 0,0250, al menos el 0,0375, al menos el 0,050, al menos el 0,0625, al menos el 0,075, al menos el 0,100, al menos el 0,125, al menos el 0,150, al menos el 0,1875, al menos el 0,2, al menos el 0,2475, al menos el 0,25, al menos el 0,3, al menos el 0,375, al menos el 0,40, al menos el 0,495, al menos el 0,50, al menos el 0,60, al menos el 0,80, al menos el 0,9904, al menos el 1,0, al menos el 1,25, al menos el 1,2375, al menos el 1,5, al menos el 1,875, al menos el 2,0 y al menos el 2,50, basándose en el peso total del componente polimérico de la fibra en el que está presente el sulfonato de alcano secundario. En otras realizaciones, la cantidad del sulfonato de alcano secundario puede ser menor de aproximadamente una cualquiera de las siguientes: el 0,0250, 0,0375, 0,050, 0,0625, 0,075, 0,100, 0,125, 0,150, 0,1875, 0,2, 0,2475, 0,25, 0,3, 0,375, 0,40, 0,495, 0,50, 0,60, 0,80, 0,9904, 1,0, 1,25, 1,2375, 1,5, 1,875, 2,0 y 2,50 por ciento en peso. También se debe reconocer que la cantidad del sulfonato de alcano secundario presente en un componente de polímero de la fibra también abarca intervalos entre las cantidades mencionadas anteriormente.

En una realización preferida, las fibras tienen una estructura bicomponente en la que el núcleo y la cubierta comprenden, ambos, un polímero de PLA y la cubierta incluye el sulfonato de alcano secundario que está presente en una cantidad que es de aproximadamente el 0,1 al 1 por ciento en peso, basándose en el peso total del componente de cubierta, y, en particular, de aproximadamente el 0,1 al 0,75 y, más particularmente, de aproximadamente el 0,2 al 0,6 por ciento en peso y, incluso más particularmente, de aproximadamente el 0,3 al 0,4 por ciento en peso, basándose en el peso total del componente de cubierta. Aunque se ha analizado generalmente que el sulfonato de alcano secundario está presente en una fibra monocomponente o la cubierta de una fibra bicomponente, se debe reconocer que existen otras disposiciones dentro de las realizaciones de la presente invención. Por ejemplo, el sulfonato de alcano secundario puede estar presente únicamente en el núcleo y no en la cubierta de una fibra bicomponente o el sulfonato de alcano secundario puede estar presente tanto en la cubierta como en el núcleo.

Como la cantidad del sulfonato de alcano secundario en las fibras puede variar dependiendo de la cantidad del sulfonato de alcano secundario en el polímero de mezcla madre, la estructura de la fibra (por ejemplo, monocomponente o bicomponente) y, en el caso de la bicomponente, la relación de un primer componente de polímero respecto a un segundo componente en la fibra, las siguientes tablas proporcionan intervalos de ejemplo del sulfonato de alcano secundario en diversas estructuras de fibra y con diversas cargas del sulfonato de alcano secundario en el polímero de mezcla madre y con diversas cargas de la mezcla madre en el polímero de PLA.

Tabla 1A: cantidades del sulfonato de alcano secundario (SAS) en la cubierta de una fibra bicomponente que tiene

Tabla 1B: cantidades del sulfonato de alcano secundario (SAS) en el tejido que comprende fibras bicomponente que tienen una relación en peso de cubierta respecto a núcleo de 50:50 con diversas cargas de SAS y mezcla madre

MM

Tabla 2A: cantidades del sulfonato de alcano secundario (SAS) en la cubierta de una fibra bicomponente que tiene n r l i n n i r r n l :7 n iv r r A m zl m r MM

Tabla 2B: cantidades del sulfonato de alcano secundario (SAS) en el tejido que comprende fibras bicomponente que tienen una relación en peso de cubierta respecto a núcleo de 30:70 con diversas cargas de SAS y mezcla madre

MM

Tabla 3: cantidades del sulfonato de alcano secundario (SAS) en un tejido que comprende fibras monocomponente de PLA con diversas car as de SAS mezcla madre MM

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el tejido no tejido puede tener un gramaje de aproximadamente 7 gramos por metro cuadrado (g/m2) a aproximadamente 150 g/m2 En otras realizaciones, por ejemplo, el tejido puede tener un gramaje de aproximadamente 8 g/m2 a aproximadamente 70 g/m2. En determinadas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender un gramaje de aproximadamente 10 g/m2 a aproximadamente 50 g/m2. En realizaciones adicionales, por ejemplo, el tejido puede tener un gramaje de aproximadamente 11 g/m2 a aproximadamente 30 g/m2. Como tal, en determinadas realizaciones, el tejido puede tener un gramaje de al menos aproximadamente cualquiera de los siguientes: 7, 8, 9, 10 y 11 g/m2y/o como máximo de aproximadamente 150, 100, 70, 60, 50, 40 y 30 g/m2 (por ejemplo, aproximadamente 9-60 g/m2, aproximadamente 11-40 g/m2, etc.).

Por otra parte, los tejidos preparados de conformidad con las realizaciones de la invención se pueden caracterizar por una contracción de área de menos del 5 %. En realizaciones adicionales, por ejemplo, los tejidos se pueden caracterizar por una contracción de área de menos del 2 %.

De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, las fibras pueden tener una densidad de masa lineal de aproximadamente 1 dtex a aproximadamente 5 dtex. En otras realizaciones, por ejemplo, las fibras pueden tener un dtex de aproximadamente 1,5 dtex a aproximadamente 3 dtex. En realizaciones adicionales, por ejemplo, las fibras pueden tener una densidad de masa lineal de aproximadamente 1,6 dtex a aproximadamente 2,5 dtex. Como tales, en determinadas realizaciones, las fibras tienen una densidad de masa lineal de al menos aproximadamente cualquiera de las siguientes: 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5 y 1,6 dtex y/o como máximo de aproximadamente 5, 4,5, 4, 3,5, 3 y 2,5 dtex (por ejemplo, aproximadamente 1,4-4,5 dtex, aproximadamente 1,6-3 dtex, etc.).

Ventajosamente, los inventores de la presente invención han descubierto que la adición del sulfonato de alcano secundario en la resina de PLA proporciona aumentos significativos en las propiedades mecánicas en comparación con un tejido no tejido idéntico o preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. En este sentido, los tejidos no tejidos de conformidad con las realizaciones de la presente invención pueden presentar resistencias a la tracción que sean el 50 % mayores en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. En algunas realizaciones, el tejido no tejido puede presentar una resistencia a la tracción que sea del 50 % al 200 % mayor que la resistencia a la tracción de un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

En particular, los tejidos no tejidos de conformidad con la presente invención pueden presentar aumentos en las resistencias a la tracción en la dirección de la máquina (DM) que sean de aproximadamente el 55 al 125% en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alquilo secundario. En algunas realizaciones, los tejidos no tejidos de la invención pueden presentar un aumento en la resistencia a la tracción en la DM que varíe de aproximadamente el 50 al 150%, tal como de aproximadamente el 55 al 125%, de aproximadamente el 65 al 110%, de aproximadamente el 85 al 110% o de aproximadamente el 90 al 110%, en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

En algunas realizaciones, los tejidos no tejidos de conformidad con la presente invención pueden presentar aumentos en las resistencias a la tracción en la dirección transversal (DT) que sean de aproximadamente el 50 al 200 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alquilo secundario. En algunas realizaciones, los tejidos no tejidos de la invención pueden presentar un aumento en la resistencia a la tracción en la DT que varíe de aproximadamente el 50 al 170%, tal como de aproximadamente el 55 al 165%, de aproximadamente el 65 al 160 %, de aproximadamente el 85 al 150 % o de aproximadamente el 90 al 125 %, en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

Los tejidos no tejidos de conformidad con las realizaciones de la presente invención también presentan una tenacidad aumentada en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. La tenacidad de los tejidos no tejidos se puede comparar mediante la examinación del producto resultante de la multiplicación del porcentaje de alargamiento observado y la resistencia a la tracción observada del tejido. El producto de esta multiplicación se denomina índice de tenacidad, que es aproximadamente proporcional al área bajo la curva de esfuerzo-deformación. Tal como se analiza, a continuación, en la sección de Métodos de ensayo, todos los valores de tracción y alargamiento se obtienen de acuerdo con el método alemán 10 DIN 53857, en el que se registró en el pico una muestra que tenía un ancho de 5 cm y una longitud de calibre de 100 mm a una velocidad de cruceta de 200 mm/min. Dado que el índice de tenacidad resulta del producto de la multiplicación de la tracción x el % de alargamiento, el índice de tenacidad tiene unidades de % de (N/5 cm). Dado que todas las propiedades mecánicas resultan del ensayo de una muestra de 5 cm de ancho, las unidades del índice de tenacidad del presente documento se simplificarán en % de N.

Los tejidos no tejidos de conformidad con la presente invención pueden presentar un índice de tenacidad en la DM que sea de aproximadamente el 2.000 al 7.500 % de N y, en particular, de aproximadamente el 2.300 al 6.500 y, más particularmente, de aproximadamente el 2.300 al 6.000 % de N y un índice de tenacidad en la DT que sea de aproximadamente el 1.000 al 5.000% de N y, en particular, de aproximadamente el 1.250 al 5.000 y, más particularmente, de aproximadamente el 1.250 al 3.500 % de N.

En una realización, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice de tenacidad en la DM que sea del 20 al 1.250 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice de tenacidad en la DM de uno cualquiera o más de al menos el 25 %, al menos el 100 %, al menos el 200 %, al menos el 300 %, al menos el 400 %, al menos el 500 %, al menos el 600 %, al menos el 700 %, al menos el 800 %, al menos el 900 %, al menos el 1.000 %, al menos el 1.050 %, al menos el 1.100 %, al menos el 1.150 %, al menos el 1.200 %, al menos el 1.250 %, al menos el 1.300 % o al menos el 1.500 %, en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

En algunas realizaciones, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice de tenacidad en la DT que sea de aproximadamente el 50 al 1.000 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice de tenacidad en la DT de uno cualquiera o más de al menos el 60 %, al menos el 75 %, al menos el 80 %, al menos el 85 %, al menos el 90 %, al menos el 100 %, al menos el 150 %, al menos el 200 %, al menos el 250 %, al menos el 300 %, al menos el 350 %, al menos el 400 %, al menos el 500 %, al menos el 550 %, al menos el 600 %, al menos el 700 %, al menos el 800 %, al menos el 900 %, al menos el 1.000 % o al menos el 1.025 %, en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

A fin de representar las variaciones en los gramajes, también puede resultar útil considerar el índice relativo de tenacidad para los tejidos no tejidos de la invención en comparación con los tejidos no tejidos preparados de manera similar que no incluyen el sulfonato de alcano secundario. Los tejidos no tejidos de la invención también presentaron aumentos significativos en la tenacidad en comparación con los tejidos no tejidos de los ejemplos comparativos. El índice relativo de tenacidad se calcula a partir del índice de tenacidad, que se normaliza, a continuación, en cuanto al gramaje. El índice de tenacidad se puede dividir por el gramaje para proporcionar un índice de tenacidad normalizado con unidades de % de N/g/m2

Los tejidos no tejidos de conformidad con la presente invención pueden presentar un índice relativo de tenacidad en la DM que sea de aproximadamente el 50 al 150 % de N/g/m2 y, en particular, de aproximadamente el 75 al 125 y, más particularmente, de aproximadamente el 85 al 115 % de N/g/m2 y un índice relativo de tenacidad en la DT que sea de aproximadamente el 40 al 100% de N/g/m2 y, en particular, de aproximadamente el 45 al 85 y, más particularmente, de aproximadamente el 45 al 75 % de N/g/m2.

En una realización, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DM que sea del 100 al 1.000 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. En una realización preferida, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DM que sea de aproximadamente el 80 al 500 % y, más preferentemente, de aproximadamente el 140 al 480 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DM de uno cualquiera o más de al menos el 100 %, al menos el 125 %, al menos el 150 %, al menos el 175 %, al menos el 200 %, al menos el 225 %, al menos el 250 %, al menos el 275 %, al menos el 300 %, al menos el 325 %, al menos el 350 %, al menos el 375 %, al menos el 400 %, al menos el 425 %, al menos el 450 %, al menos el 475 %, al menos el 500 %, al menos el 525 %, al menos el 550 %, al menos el 575 %, al menos el 600 %, al menos el 625 %, al menos el 650 %, al 675 %, al menos el 700 %, al menos el 725 %, al menos el 750 %, al menos el 775 %, al menos el 800 %, al menos el 825 %, al menos el 850 %, al menos el 875 %, al menos el 900 %, al menos el 925 %, al menos el 950, al menos el 975 % o al menos el 1.000 %, en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

En una realización, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DT que sea del 100 al 1.000 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. En una realización preferida, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DT que sea de aproximadamente el 140 al 500 % y, más preferentemente, de aproximadamente el 140 al 410 % en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario. Por ejemplo, el tejido no tejido de la invención puede presentar un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DM de uno cualquiera o más de al menos el 100 %, al menos el 125 %, al menos el 150 %, al menos el 175 %, al menos el 200 %, al menos el 225 %, al menos el 250 %, al menos el 275 %, al menos el 300 %, al menos el 325 %, al menos el 350 %, al menos el 375 %, al menos el 400 %, al menos el 425 %, al menos el 450 %, al menos el 475 %, al menos el 500 %, al menos el 525 %, al menos el 550 %, al menos el 575 %, al menos el 600 %, al menos el 625 %, al menos el 650 %, al 675 %, al menos el 700 %, al menos el 725 %, al menos el 750 %, al menos el 775 %, al menos el 800 %, al menos el 825 %, al menos el 850 %, al menos el 875 %, al menos el 900 %, al menos el 925 %, al menos el 950, al menos el 975 % o al menos el 1.000 %, en comparación con un tejido no tejido preparado de manera similar que no incluye el sulfonato de alcano secundario.

Cuando se comparan las propiedades de diferentes productos no tejidos, a menudo resulta útil comparar la raíz de la media cuadrática de los valores combinados de la propiedad de interés en la DM y la DT. Este método permite la comparación de valores individuales. La raíz de la media cuadrática proporciona un número individual que combina la entrada de los valores tanto en la DM como en la DT tomando la raíz cuadrada de la suma del cuadrado del valor en la DM más el cuadrado del valor en la DT. El uso del método de la raíz de la media cuadrática para combinar los resultados en la DM y la DT resulta particularmente útil si las muestras a comparar se prepararon en diferentes máquinas o en alguna condición diferente que pudiera influir en la relación de DM/DT. La raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje se calcula con la siguiente fórmula:

Donde ITDM es el índice de tenacidad en la dirección de la máquina y ITDT es el índice de tenacidad en la dirección transversal.

Los tejidos no tejidos de conformidad con la invención pueden tener una raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje que sea de al menos el 55 % de N/g/m2 y, más preferentemente, al menos el 65 % de N/g/m2 y, incluso más preferentemente, al menos el 70 % de N/g/m2. En una realización, el tejido tiene una raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje que tiene un valor de aproximadamente el 55 al 250 % de N/g/m2 y, en particular, de aproximadamente el 65 al 150 % de N/g/m2 y, más particularmente, de aproximadamente el 65 al 100 % de N/g/m2. En una realización, el tejido tiene una raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje de al menos el 75, al menos el 80, al menos el 85, al menos el 90, al menos el 95, al menos el 100, al menos el 105, al menos el 110, al menos el 115, al menos el 120, al menos el 125, al menos el 130, al menos el 135, al menos el 140, al menos el 145, al menos el 150, al menos el 155, al menos el 160, al menos el 165, al menos el 170, al menos el 175, al menos el 180, al menos el 185, al menos el 190, al menos el 195 y al menos el 200 % de N/g/m2.

Por "tejido no tejido preparado de manera similar" se debe entender que el tejido no tejido de comparación tiene la misma composición de polímero, con la excepción del sulfonato de alcano secundario, y que pueden existir ligeras variaciones en las condiciones de procesamiento, tales como la temperatura (por ejemplo, las temperaturas de la extrusora, del calandrado y de troquel), las velocidades de estiramiento y las presiones.

Aunque sin desear quedar ligados a teoría alguna, se cree que la presencia del sulfonato de alcano secundario en las fibras puede ayudar a mejorar la unión de las fibras entre sí, lo que da como resultado mejoras en las propiedades mecánicas del tejido no tejido. En este sentido, las FIG. 1A y 1B son imágenes de SEM de un tejido no tejido tomadas con un aumento de 250x y 100x, respectivamente, y las FIG. 2A y 2B son imágenes de SEM de un tejido no tejido de conformidad con la presente invención tomadas con un aumento de 250x y 100x, respectivamente. Los tejidos de las FIG. 1A y 1B son idénticos a los tejidos de las FIG. 2A y 2B, con la excepción de que los tejidos de las FIG. 1A y 1B no incluyen un sulfonato de alcano secundario. En ambos tejidos, los tejidos se unieron por puntos con un rodillo de calandria.

Las imágenes de SEM del tejido de las FIG. 1A y 1B muestran que las fibras individuales de los puntos de unión se unieron entre sí de manera deficiente. Más específicamente, se observa que las fibras presentaron una fusión y una fluidez relativamente deficientes del polímero durante la unión. Por el contrario, las imágenes de SEM del tejido de las FIG. 2A y 2B presentaron una buena fusión y fluidez del polímero dentro de cada punto de unión. Tal como se puede observar en la FIG. 2B, esto dio como resultado que cada punto de unión presentara un aspecto similar a una película debido a la fusión y fluidez del polímero. El tejido de la invención presentó mejoras significativas en la unión en comparación con el tejido que no incluía el sulfonato de alcano secundario.

De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la dirección de la máquina (DM) en el pico de aproximadamente 25 N/5 cm a aproximadamente 150 N/5 cm. En otras realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la DM en el pico de aproximadamente 50 N/5 cm a aproximadamente 150 N/5 cm. En realizaciones adicionales, por ejemplo, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la DM en el pico de aproximadamente 65 N/5 cm a aproximadamente 90 N/5 cm. Como tal, en determinadas realizaciones, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la DM en el pico de al menos aproximadamente cualquiera de las siguientes: 25, 26, 27, 28, 29, 30, 50, 60, 70, 80, 100, 110, 120, 130 N/5 cm y 140/5 cm y/o como máximo de aproximadamente 175, 150, 145, 140, 130, 120 N/5 cm y 110, 100 y 90 N/5 cm (por ejemplo, de aproximadamente 25-175 N/5 cm, aproximadamente 80 140 N/5 cm, etc.).

En determinadas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la dirección transversal de la máquina (DT) en el pico de aproximadamente 20 N/5 cm a aproximadamente 85 N/5 cm. En otras realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la DT en el pico de aproximadamente 25 N/5 cm a aproximadamente 75 N/5 cm. En algunas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la DT en el pico de aproximadamente 29 N/5 cm a aproximadamente 74 N/5 cm. Como tal, en determinadas realizaciones, el tejido puede comprender una resistencia a la tracción en la DT en el pico de al menos aproximadamente cualquiera de las siguientes: 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 y 30 N/5 cm y/o como máximo de aproximadamente 85, 80, 75, 70, 65, 60 y 50 N/5 cm (por ejemplo, de aproximadamente 20-85 N/5 cm, aproximadamente 25-75 N/5 cm, etc.).

De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DM en el pico de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 50 %. En otras realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DM en el pico de aproximadamente el 25 % a aproximadamente el 45 %. En realizaciones adicionales, por ejemplo, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DM en el pico de aproximadamente el 28 % a aproximadamente el 41 %. Como tal, en determinadas realizaciones, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DM en el pico de al menos aproximadamente cualquiera de los siguientes: el 20, 21,22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 y 40 % y/o como máximo de aproximadamente el 50, 45, 44, 43, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31 y 30 % (por ejemplo, de aproximadamente el 20-50 %, aproximadamente el 21-45 %, etc.).

En determinadas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DT en el pico de aproximadamente el 30 % a aproximadamente el 75 %. En otras realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DT en el pico de aproximadamente el 35 % a aproximadamente el 60 %. En algunas realizaciones, por ejemplo, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DT en el pico de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 50 %. Como tal, en determinadas realizaciones, el tejido puede comprender un porcentaje de alargamiento en la DT en el pico de al menos aproximadamente cualquiera de los siguientes: el 10, 15, 20, 25, 30, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 y 49 % y/o como máximo de aproximadamente el 55, 50, 49, 48 y 47 % (por ejemplo, de aproximadamente el 10-55 %, aproximadamente el 15 50 %, etc.).

De conformidad con determinadas realizaciones, se pueden usar procesos particulares para preparar los tejidos no tejidos de unión por hilado de PLA. En tales realizaciones, el proceso puede incluir proporcionar una corriente de resina de PLA fundida o semifundida que incluya al menos un sulfonato de alcano secundario, formar una pluralidad de filamentos continuos de PLA estirados, depositar la pluralidad de filamentos continuos de PLA sobre una superficie de recogida, exponer la pluralidad de filamentos continuos de PLA a iones y unir la pluralidad de filamentos continuos de PLA para formar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA. De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, la formación de la pluralidad de filamentos continuos de PLA puede comprender hilar la pluralidad de filamentos continuos de PLA, estirar la pluralidad de filamentos continuos de PLA y aleatorizar la pluralidad de filamentos continuos de PLA.

En este sentido, se puede producir la banda no tejida de unión por hilado, por ejemplo, mediante el proceso de unión por hilado convencional en donde el polímero fundido se extruye en filamentos continuos que, posteriormente, se enfrían rápidamente, se atenúan o estiran mecánicamente mediante rodillos de estiramiento o neumáticamente mediante un fluido a alta velocidad y se recogen en una disposición aleatoria sobre una superficie de recogida. Después de la recogida de filamentos, se puede usar cualquier tratamiento de unión térmica, química o mecánica para formar una banda unida, de tal manera que resulte una estructura de banda coherente.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el proceso se puede producir a una velocidad de estiramiento de fibra mayor de aproximadamente 2.500 m/min. En otras realizaciones, por ejemplo, el proceso se puede producir a una velocidad de estiramiento de fibra de aproximadamente 3.000 m/min a aproximadamente 4.000 m/min. En realizaciones adicionales, por ejemplo, el proceso se puede producir a una velocidad de estiramiento de fibra de aproximadamente 3.000 m/min a aproximadamente 5.500 m/min. Como tal, en determinadas realizaciones, el proceso se puede producir a una velocidad de estiramiento de fibra de al menos aproximadamente cualquiera de las siguientes: 2.501, 2.550, 2.600, 2.650, 2.700, 2.750, 2.800, 2.850, 2.900, 2.950 y 3.000 m/min y/o como máximo de aproximadamente 5.500, 4.000, 3.950, 3.900, 3.850, 3.800, 3.750, 3.700, 3.650, 3.600, 3.550 y 3.500 m/min (por ejemplo, de aproximadamente 2.700-3.800 m/min, aproximadamente 3.000-3.700 m/min, etc.).

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, la unión de la banda para formar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender la unión por puntos térmicos de la banda con calor y presión a través de una calandria que tenga un par de rodillos cooperantes, incluyendo un rodillo con patrones. En tales realizaciones, por ejemplo, la unión por puntos térmicos de la banda puede comprender conferir un patrón de unión geométrico tridimensional sobre el tejido no tejido de unión por hilado de PLA. El rodillo con patrones puede comprender un patrón de unión geométrico tridimensional. En algunas realizaciones, por ejemplo, el patrón de unión es al menos uno de un patrón de diamante, un patrón de puntos hexagonales, un patrón ovalado-elíptico, un patrón en forma de varilla o cualquier combinación de los mismos. En algunas realizaciones, la calandria puede incluir un recubrimiento de liberación para minimizar el depósito de polímero fundido o semifundido sobre la superficie de uno o más de los rodillos. Como ejemplo, se describe tal recubrimiento de liberación en la solicitud de patente europea n.° 1.432.860, que se incorpora en el presente documento en su totalidad a modo de referencia.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el proceso puede comprender, además, disipar la carga estática del tejido no tejido de unión por hilado de PLA próximo a la calandria a través de la unidad de control estático. En algunas realizaciones, por ejemplo, la unidad de control estático puede comprender una fuente de ionización. En realizaciones adicionales, por ejemplo, la fuente de ionización puede comprender una barra de ionización. Sin embargo, en otras realizaciones, por ejemplo, la disipación de la carga estática del tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender poner en contacto el tejido no tejido de unión por hilado de PLA con una barra estática.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el proceso puede comprender, además, cortar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA para formar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA cortado, exponer el tejido no tejido de unión por hilado de PLA cortado a iones a través de una tercera fuente de ionización y enrollar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA cortado en rollos. En tales realizaciones, por ejemplo, la tercera fuente de ionización puede comprender una barra de ionización.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el proceso puede comprender, además, aumentar la humedad, al tiempo que se forma la pluralidad de filamentos continuos de PLA. En tales realizaciones, por ejemplo, el aumento de la humedad puede comprender la aplicación de al menos uno de vapor, neblina, bruma o cualquier combinación de los mismos a la pluralidad de filamentos continuos de PLA.

Determinadas realizaciones de acuerdo con la invención proporcionan sistemas para la preparación de un tejido no tejido de unión por hilado de PLA. De conformidad con determinadas realizaciones, el sistema incluye una primera fuente de PLA configurada para proporcionar una corriente de resina de PLA fundida o semifundida, una fuente de al menos un sulfonato de alcano secundario que se configura para introducir el al menos un sulfonato de alcano secundario en la fuente de PLA, un haz de hilado en comunicación fluida con la primera fuente de PLA, una superficie de recogida dispuesta por debajo de una salida del haz de hilado sobre la que se depositan los filamentos continuos de PLA para formar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA, una primera fuente de ionización posicionada y dispuesta para exponer los filamentos continuos de PLA a iones y una calandria posicionada corriente abajo de la primera fuente de ionización. El haz de hilado, de acuerdo con determinadas realizaciones, se configura para extruir y estirar una pluralidad de filamentos continuos de PLA.

En este sentido, se puede producir la banda no tejida de unión por hilado, por ejemplo, mediante el proceso de unión por hilado convencional en maquinaria de unión por hilado, tal como, por ejemplo, la línea Reicofil-3 o la línea Reicofil-4 a través de Reifenhauser, tal como se describe en la patente estadounidense n.° 5.814.349 de Geus et al., en donde el polímero fundido se extruye en filamentos continuos que, posteriormente, se enfrían rápidamente, se atenúan neumáticamente mediante un fluido a alta velocidad y se recogen en una disposición aleatoria sobre una superficie de recogida. En algunas realizaciones, los filamentos continuos se recogen con la ayuda de una fuente de vacío posicionada por debajo de la superficie de recogida. Después de la recogida de filamentos, se puede usar cualquier tratamiento de unión térmica, química o mecánica para formar una banda unida, de tal manera que resulte una estructura de banda coherente. Tal como entenderá un experto en la materia, los ejemplos de unión térmica pueden incluir unión a través del aire, donde se fuerza aire caliente a través de la banda para reblandecer el polímero en el exterior de determinadas fibras en la banda, seguido de la compresión, al menos limitada, de la banda, o la unión por calandria, donde la banda se comprime entre dos rodillos, al menos uno de los cuales se calienta y normalmente uno es un rodillo estampado.

En algunas realizaciones, por ejemplo, la superficie de recogida puede comprender fibras conductoras. Las fibras conductoras pueden comprender alambres monofilamento preparados a partir de polietersulfona acondicionada con poliamida (por ejemplo, LX 135 de Huycon). En la dirección de la máquina, las fibras comprenden polietersulfona acondicionada con poliamida. En la dirección transversal de la máquina, las fibras comprenden polietersulfona acondicionada con poliamida en combinación con polietersulfona adicional.

Con referencia a la FIG. 3, por ejemplo, se ilustra un diagrama esquemático del sistema de preparación de tejido no tejido de unión por hilado de PLA de conformidad con determinadas realizaciones de la invención.

Tal como se muestra en la FIG. 3, una fuente de PLA (es decir, una tolva) 2 está en comunicación fluida con el haz de hilado 4 a través de la extrusora 6. A continuación, al menos un sulfonato de alcano secundario se mezcla con resina de PLA en la extrusora 6 para proporcionar una corriente de PLA fundida o semifundida que se introduce en el haz de hilado 4. Cabe señalar que el sulfonato de alcano secundario se puede introducir directamente en la extrusora o se puede introducir en la fuente de PLA (por ejemplo, la tolva) antes de que la resina de PLA se introduzca en la extrusora.

Aunque la FIG. 3 ilustra una realización que tiene dos fuentes de PLA 2 y dos extrusoras 6, el sistema puede incluir cualquier número de fuentes de polímero (por ejemplo, PLA, polímero sintético, tal como polipropileno, polietileno, etc.) y extrusoras, según lo dictado por una aplicación particular, tal como entiende un experto habitual en la materia. Después de la extrusión, el polímero extruido puede entrar, a continuación, en una pluralidad de hileras (no mostradas) para el hilado en filamentos. Después del hilado, los filamentos hilados se pueden estirar (es decir, atenuar), a continuación, a través de una unidad de estiramiento (no mostrada) y aleatorizar en un difusor (28 en las FIG. 4A-4C). El haz de hilado 4 produce una cortina de filamentos (30 en las FIG. 4A-4C) que se deposita sobre la superficie de recogida 10 en el punto 8.

En una realización, los filamentos así depositados se pueden unir, a continuación, para formar una banda coherente. En algunas realizaciones, un par de rodillos cooperantes 12 (también denominados en el presente documento "rodillo de prensa") estabilizan la banda de los filamentos continuos de PLA mediante la compresión de la banda antes de su suministro a la calandria 14 para la unión. En algunas realizaciones, por ejemplo, el rodillo de prensa puede incluir un recubrimiento cerámico depositado sobre una superficie del mismo. En determinadas realizaciones, por ejemplo, un rodillo del par de rodillos cooperantes 12 se puede posicionar por encima de la superficie de recogida 10 y un segundo rodillo del par de rodillos cooperantes 12 se puede posicionar por debajo de la superficie de recogida 10. Finalmente, el tejido no tejido de unión por hilado de PLA unido se mueve a una bobinadora 16, donde el tejido se enrolla sobre rodillos.

Durante el transcurso de su investigación, los inventores han descubierto que la generación de electricidad estática durante el hilado de fibras y el procesamiento de banda cuando el PLA se expone sobre la superficie de las fibras promueve las envolturas de banda en los rodillos de prensa y la calandria de la máquina de unión por hilado. Esta envoltura de banda resulta no deseable y, generalmente, ha impedido la producción a alta velocidad de tejidos que comprenden PLA al 100 % o tejidos en los que el PLA se expone en la superficie de las fibras. Un método de abordaje de la envoltura de banda es mediante el aumento de la humedad del proceso de unión por hilado mediante, por ejemplo, la inyección de vapor en la corriente de aire que se usa para enfriar rápidamente las fibras recién hiladas o la provisión de una fina bruma o neblina de humedad alrededor de los rodillos de prensa, donde las fibras hiladas se forman, en primer lugar, en una banda no unida. Aunque la humedad adicional proporciona algo de protección contra las envolturas de banda, la adición de mucha humedad durante un período de tiempo puede promover la corrosión de la máquina de unión por hilado y el crecimiento de moho o microorganismos perjudiciales para el uso de productos no tejidos en operaciones médicas y de higiene.

Otro método de reducción de la acumulación de carga estática en el tejido no tejido es poner en contacto la banda donde el PLA se expone sobre la superficie de la fibra con una barra estática conductora, que ayuda a conectar a tierra la banda, disipando, de ese modo, la acumulación de carga. Sin embargo, este enfoque requiere el contacto directo entre la banda no tejida y el sustrato conductor y, en tales puntos de contacto, sigue existiendo la posibilidad de una descarga directa de electricidad estática a través del espacio con el consiguiente posible peligro para el operador, daño al equipo y riesgo de incendio.

Ventajosamente, los inventores han descubierto que los tejidos que comprenden PLA al 100 % se pueden preparar a velocidades de procesamiento comercialmente viables mediante el posicionamiento de una o más fuentes de ionización en una estrecha proximidad al tejido no tejido. Por ejemplo, en una realización, una fuente de ionización 18 se puede posicionar cerca del haz de hilado 4 y la bobinadora 16 para disipar/neutralizar activamente la carga estática sin entrar en contacto con el tejido. Tal como se explica a continuación, la fuente de ionización expone el tejido no tejido a una corriente de iones, que actúan para neutralizar las cargas estáticas en el tejido no tejido. La corriente de iones puede incluir iones positivos, iones negativos y combinaciones de los mismos.

En algunas realizaciones, también puede resultar deseable posicionar una unidad de control estático 20 cerca de la calandria 14. La unidad de control estático 20 puede ser una barra estática pasiva que requiera contacto con el tejido o una barra de ionización activa, que no requiera contacto con el tejido. Finalmente, una unidad de humedad opcional 26 se puede usar en conjunto con el haz de hilado 4 y/o el rodillo de prensa 12 para reducir la electricidad estática a través de la humedad añadida.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, la primera fuente de ionización se puede posicionar por encima de la superficie de recogida y corriente abajo de un punto en donde los filamentos continuos de PLA se depositan sobre la superficie de recogida. Sin embargo, en otras realizaciones, por ejemplo, la primera fuente de ionización se puede posicionar entre la salida del haz de hilado y la superficie de recogida.

Tal como se ha analizado previamente, el sistema puede comprender, además, un rodillo de prensa posicionado corriente abajo de la salida del haz de hilado. En este sentido, el rodillo de prensa se puede configurar para estabilizar la banda de los filamentos continuos de PLA mediante la compresión de dicha banda antes del suministro de las fibras continuas de PLA desde la salida del haz de hilado hacia la calandria. En aquellas realizaciones que incluyen el rodillo de prensa, por ejemplo, la primera fuente de ionización se puede posicionar corriente abajo del rodillo de prensa. En otras realizaciones, por ejemplo, la primera fuente de ionización se puede posicionar entre el haz de hilado y el rodillo de prensa.

En algunas realizaciones y tal como se muestra en la FIG. 3, el sistema puede comprender una fuente de vacío 24 dispuesta por debajo de la superficie de recogida para la extracción de la pluralidad de filamentos continuos de PLA de la salida del haz de hilado sobre la superficie de recogida antes del suministro a la calandria.

Las FIG. 4A-4C, por ejemplo, son diagramas esquemáticos que ilustran el posicionamiento de la primera fuente de ionización de conformidad con determinadas realizaciones de la invención. Tal como se muestra en la FIG. 4A, la primera fuente de ionización 18 se posiciona corriente abajo de la salida (es decir, el difusor) 28 del haz de hilado 4, pero corriente arriba del rodillo de prensa 12. En la FIG. 4B, sin embargo, la primera fuente de ionización 26 se posiciona corriente abajo del rodillo de prensa 12. En la FIG. 2C, la primera fuente de ionización se posiciona corriente abajo del punto 8 en el que la cortina de filamentos 30 se deposita sobre la superficie de recogida, pero también dentro de la salida 46.

Preferentemente, la fuente de ionización comprende un dispositivo que es capaz de descargar iones activamente con el uso de electrodos, boquillas de aire ionizante, sopladores de aire ionizante y similares. En una realización, la fuente de ionización comprende una barra de ionización de descarga activa que descarga activamente iones en la dirección del tejido no tejido. Los ejemplos de barras de ionización adecuadas pueden incluir la Elektrostatik Discharging Electrode E3412, que está disponible a través de Iontis.

En una realización, la barra de ionización se puede extender sobre la banda en la dirección transversal. Preferentemente, la barra de ionización se extiende en la dirección transversal a través del ancho total del tejido no tejido. En realizaciones adicionales, la barra de ionización se puede extender debajo de la banda y la superficie de recogida en la dirección transversal. Sin embargo, el posicionamiento de la barra de ionización debajo de la superficie de recogida puede ser menos eficaz que el posicionamiento de la barra de ionización sobre la banda en la dirección transversal.

De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, la primera fuente de ionización y la superficie de recogida pueden estar separadas por una distancia de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada) a aproximadamente 60,96 cm (24 pulgadas). En otras realizaciones, por ejemplo, la primera fuente de ionización y la superficie de recogida pueden estar separadas por una distancia de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada) a aproximadamente 30,48 cm (12 pulgadas). En realizaciones adicionales, por ejemplo, la primera fuente de ionización y la superficie de recogida pueden estar separadas por una distancia de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada) a aproximadamente 12,7 cm (5 pulgadas). Como tales, en determinadas realizaciones, la primera fuente de ionización y la superficie de recogida pueden estar separadas por una distancia de al menos aproximadamente cualquiera de las siguientes: 2,54 (1), 3,175 (1,25), 3,81 (1,5), 4,445 (1,75) y 5,08 cm (2 pulgadas) y/o como máximo de aproximadamente 60,96 (24), 50,8 (20), 40,64 (16), 30,48 (12), 25,4 (10), 22,86 (9), 20,32 (8), 17,78 (7), 15,24 (6) y 12,7 cm (5 pulgadas) (por ejemplo, de aproximadamente 3,81-25,4 cm (1,5-10 pulgadas), aproximadamente 5,08-20,32 cm (2-8 pulgadas), etc.).

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el sistema puede comprender, además, una unidad de control estático posicionada y dispuesta para disipar la electricidad estática del tejido no tejido de unión por hilado de PLA próximo a la calandria. En algunas realizaciones, por ejemplo, la unidad de control estático se puede posicionar corriente arriba de, y adyacente a, la calandria. En otras realizaciones, sin embargo, la unidad de control estático se puede posicionar corriente abajo de, y adyacente a, la calandria.

En algunas realizaciones, por ejemplo, la unidad de control estático puede comprender una barra estática pasiva. En tales realizaciones, la unidad de control estático puede entrar en contacto con el tejido no tejido de unión por hilado de PLA con el fin de disipar la carga estática. En otras realizaciones, sin embargo, la unidad de control estático puede comprender una segunda fuente de ionización. Como tal, la segunda fuente de ionización puede disipar activamente la carga estática del tejido no tejido de unión por hilado de PLA de tal manera que no se requiera el contacto de la segunda fuente de ionización con el tejido no tejido de unión por hilado de PLA con el fin de disipar la carga estática.

De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, el sistema puede comprender, además, una bobinadora posicionada corriente abajo de la calandria. En tales realizaciones, por ejemplo, el sistema también puede incluir una tercera fuente de ionización posicionada y dispuesta para exponer el tejido no tejido de unión por hilado de PLA a iones próximos a la bobinadora. En algunas realizaciones, por ejemplo, al menos una de la primera fuente de ionización, la fuente de control estático (por ejemplo, la segunda fuente de ionización) y la tercera fuente de ionización puede comprender una barra de ionización. En este sentido, por ejemplo, la primera fuente de ionización, la fuente de control estático y la tercera fuente de ionización se pueden configurar para disipar activamente la carga estática creada durante la preparación del tejido no tejido de unión por hilado de PLA.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, el sistema puede comprender, además, una unidad de humedad posicionada dentro o corriente abajo del haz de hilado. En tales realizaciones, por ejemplo, la unidad de humedad puede comprender al menos una de una unidad de vapor, una unidad de formación de neblina, una unidad de formación de bruma o cualquier combinación de las mismas. En este sentido, por ejemplo, se puede añadir humedad en el haz de hilado durante la formación de la pluralidad de filamentos continuos de PLA y/o cerca del/de los rodillo/s de prensa (en aquellas realizaciones que utilizan al menos un rodillo de prensa) con el fin de proporcionar una gestión adicional de la carga estática que se desarrolle durante la producción del tejido no tejido de unión por hilado de PLA.

Se pueden usar tejidos no tejidos de conformidad con las realizaciones de la invención para preparar diversas estructuras diferentes. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el tejido no tejido de la invención se puede combinar con una o más capas adicionales para preparar un material compuesto o material laminado. Los ejemplos de tales materiales compuestos/laminados pueden incluir un material compuesto de unión por hilado, un material compuesto de unión por hilado-soplado en estado fundido (SM en inglés), un material compuesto de unión por hilado-soplado en estado fundido-unión por hilado (SMS en inglés) o un material compuesto de unión por hilado-soplado en estado fundido-soplado en estado fundido-unión por hilado (SMMS en inglés). En algunas realizaciones, se pueden preparar materiales compuestos que comprendan una capa del tejido no tejido de la invención y una o más capas de película.

Por ejemplo, las FIG. 5A-5D son vistas en sección transversal de materiales compuestos de conformidad con determinadas realizaciones de la invención. Por ejemplo, la FIG. 5A ilustra un material compuesto de unión por hiladosoplado en estado fundido (SM) 50 que tiene una capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA 52 de conformidad con las realizaciones de la presente invención y una capa de soplado en estado fundido 54. La FIG. 5B ilustra un material compuesto de unión por hilado-soplado en estado fundido-unión por hilado (SMS) 56 que tiene dos capas de tejido no tejido de unión por hilado de PLA 52 y una capa de soplado en estado fundido 54 intercalada entre las capas de tejido no tejido de unión por hilado de PLA 52. La FIG. 5C ilustra un material compuesto de SMS 58 que tiene una capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA 52, una capa de unión por hilado diferente 60 y una capa de soplado en estado fundido 54 intercalada entre las dos capas de unión por hilado 52, 6. Finalmente, la FIG. 4D ilustra un material compuesto de unión por hilado-soplado en estado fundido-soplado en estado fundido-unión por hilado (SMMS) 62 que tiene una capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA 52, una capa de unión por hilado diferente 60 y dos capas de soplado en estado fundido 54 intercaladas entre las dos capas de unión por hilado 52, 60. Aunque se muestra el material compuesto de SMMS 62 que tiene dos capas de unión por hilado diferentes 52 y 60, ambas capas de unión por hilado pueden ser la capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA 52.

En estas estructuras multicapa, el gramaje de la capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede variar entre tan bajo como 7 g/m2 y hasta 150 g/m2 En tales laminados multicapa, tanto las fibras de soplado en estado fundido como de unión por hilado podrían tener PLA sobre la superficie para asegurar una unión óptima. En algunas realizaciones en las que la capa de unión por hilado es una parte de una estructura multicapa (por ejemplo, SM, SMS y SMMS), la cantidad del soplado en estado fundido en la estructura puede variar de aproximadamente el 5 al 30 % y, en particular, de aproximadamente el 5 al 15 % de la estructura, como porcentaje de la estructura en su conjunto.

Las estructuras multicapa de conformidad con las realizaciones se pueden preparar de diversas maneras, incluyendo procesos continuos en línea donde cada capa se prepara en orden sucesivo en la misma línea o depositando una capa de soplado en estado fundido sobre una capa de unión por hilado formada previamente. Las capas de la estructura multicapa se pueden unir entre sí para formar un material de lámina de material compuesto multicapa usando unión térmica, unión mecánica, unión adhesiva, hidroenmarañado o combinaciones de estos. En determinadas realizaciones, las capas se unen por puntos térmicos entre sí mediante el paso de la estructura multicapa a través de un par de rodillos de calandria.

En otro aspecto más, determinadas realizaciones de la invención proporcionan artículos absorbentes. De conformidad con determinadas realizaciones, el artículo absorbente puede incluir un tejido no tejido de conformidad con la presente invención. En una realización, se puede proporcionar un material compuesto sostenible que incluya al menos dos capas de tejido no tejido de tal manera que al menos una capa de tejido no tejido pueda comprender una capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA en la que se incorpore un sulfonato de alcano secundario. La capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender una pluralidad de fibras, de tal manera que el PLA pueda estar presente en una superficie de la pluralidad de fibras. En algunas realizaciones, el artículo absorbente puede ser sostenible, pero la sostenibilidad del artículo absorbente depende de los otros materiales incorporados en el artículo absorbente distintos del material compuesto sostenible.

En este sentido, los tejidos preparados de conformidad con las realizaciones de la invención se pueden usar en una amplia diversidad de artículos y aplicaciones. Por ejemplo, las realizaciones de la invención se pueden usar para aplicaciones de cuidado personal, por ejemplo, productos para el cuidado de bebés (pañales, toallitas), para el cuidado femenino (compresas, toallas higiénicas, tampones), para el cuidado de adultos (productos para la incontinencia) o para aplicaciones cosméticas (discos), aplicaciones agrícolas, por ejemplo, envolturas de raíces, bolsas de semillas, coberturas de cultivos, aplicaciones industriales, por ejemplo, monos de uniforme de trabajo, almohadas de avión, revestimientos de maletero de automóviles, productos de insonorización y domésticos, por ejemplo, fundas para colchones de muelles y almohadillas para rasguños de muebles.

La FIG. 6A, por ejemplo, es una ilustración de un artículo absorbente (mostrado, en este caso, como un pañal) de conformidad con al menos una realización de la invención y designado en términos generales mediante el número de referencia 70. El pañal 70 puede incluir un núcleo absorbente 74. La FIG. 6B es una vista en sección transversal del pañal 70 de la FIG. 5A tomada a lo largo de la línea 72-72 de la FIG. 5A. Tal como se muestra en la FIG. 6B, el núcleo absorbente 74 puede estar intercalado entre una lámina superior 80 y una lámina posterior 82. Tal como se analiza adicionalmente en el presente documento, una o ambas de la lámina superior 80 y la lámina posterior 82 pueden comprender un tejido no tejido de unión por hilado de PLA y/o un material compuesto sostenible que incluya una capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA, tal como se ha analizado previamente con más detalle en el presente documento.

La lámina superior 30 se posiciona adyacente a una superficie externa del núcleo absorbente 74 y se junta preferentemente a la misma y a la lámina posterior 82 mediante medios de fijación (no mostrados), tales como aquellos bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, la lámina superior 80 se puede sujetar al núcleo absorbente 74 mediante una capa continua uniforme de adhesivo, una capa con patrones de adhesivo o una matriz de líneas separadas, espirales o puntos de adhesivo.

Tal como se usa en el presente documento, el término "junta" abarca configuraciones en las que un elemento se sujeta directamente al otro elemento mediante la adhesión del elemento directamente al otro elemento y configuraciones en las que el elemento se sujeta indirectamente al otro elemento mediante la adhesión del elemento a uno o más miembros intermedios, que a su vez se adhieren al otro elemento. En una realización preferida de la presente invención, la lámina superior 80 y la lámina posterior 82 se juntan directamente entre sí en la periferia de pañal 86 y se juntan indirectamente entre sí mediante la junta directa de las mismas al núcleo absorbente 74 mediante los medios de fijación (no mostrados).

Preferentemente, la lámina superior 80 es adaptable, de sensación suave y no irritante para la piel del usuario. Además, la lámina superior 80 es permeable a los líquidos, permitiendo que los líquidos (por ejemplo, la orina) penetren fácilmente a través de su espesor. Se puede fabricar una lámina superior adecuada a partir de una amplia gama de materiales, tales como espumas porosas; espumas reticuladas; películas de plástico con aberturas; o bandas tejidas o no tejidas de fibras naturales (por ejemplo, fibras de madera o algodón) o una combinación de fibras naturales y sintéticas.

En algunas realizaciones, la lámina superior se puede someter a tratamiento con un tensioactivo para ayudar a garantizar el transporte adecuado de líquido a través de la lámina superior y hacia el núcleo absorbente. Un ejemplo de un tensioactivo adecuado está disponible a través de Momentive Performance Materials con el nombre comercial NUWET™ 237.

En una realización, al menos una de la lámina superior y la lámina posterior comprende un tejido no tejido que comprende filamentos continuos de PLA que incluye un sulfonato alcalino secundario, tal como se ha analizado previamente.

En una realización preferida, la lámina superior comprende al menos el 75 por ciento en peso de materiales de base biológica, tal como al menos el 75 por ciento en peso del tejido no tejido de unión por hilado de PLA de la invención. Los ejemplos adicionales de polímeros de base biológica que se pueden usar en las realizaciones de la invención incluyen polímeros producidos directamente a partir de organismos, tales como polihidroxialcanoatos (por ejemplo, poli(beta-hidroxialcanoato), poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato), NODAX™), y celulosa bacteriana; polímeros extraídos de plantas y biomasa, tales como polisacáridos y derivados de los mismos (por ejemplo, gomas, celulosa, ésteres de celulosa, quitina, quitosano, almidón, almidón químicamente modificado), proteínas (por ejemplo, zeína, suero de leche, gluten, colágeno), lípidos, ligninas y caucho natural; y polímeros actuales derivados de monómeros y derivados de origen natural, tales como bio-polietileno, bio-polipropileno, tereftalato de politrimetileno, ácido poliláctico, NYLON 11, resinas alquídicas, poliésteres basados en ácido succínico y tereftalato de bio-polietileno.

Existen varias técnicas de fabricación que se pueden usar para fabricar la lámina superior 80. Por ejemplo, la lámina superior 80 puede ser una banda no tejida de fibras. Cuando la lámina superior comprende una banda no tejida, la banda puede estar unida por hilado, cardada, tendida en húmedo, soplada en estado fundido, hidroenmarañada, combinaciones de las anteriores o similares. Una lámina superior preferida comprende un tejido no tejido de unión por hilado en el que las fibras se unen térmicamente entre sí para formar una banda coherente.

La lámina posterior 82 se posiciona adyacente a una superficie opuesta del núcleo absorbente 74 y se junta preferentemente a la misma mediante mecanismos de fijación (no mostrados), tales como aquellos bien conocidos en la técnica. Se describen mecanismos de fijación adecuados con respecto a la junta de la lámina superior 80 al núcleo absorbente 74. Como alternativa, los medios de fijación pueden comprender uniones térmicas, uniones de presión, uniones ultrasónicas, uniones mecánicas dinámicas o cualquier otro medio de fijación adecuado o combinaciones de estos mecanismos de fijación, tal como se conocen en la técnica.

La lámina posterior 82 es impermeable a los líquidos (por ejemplo, la orina) y se fabrica preferentemente a partir de una película de plástico delgada, aunque también se pueden usar otros materiales flexibles impermeables a los líquidos. Tal como se usa en el presente documento, el término "flexible" se refiere a materiales que son adaptables y se ajustarán fácilmente a la forma y los contornos generales del cuerpo humano. La lámina posterior 82 evita que los exudados absorbidos y contenidos en el núcleo absorbente 74 humedezcan los artículos que entren en contacto con el pañal 70, tales como las sábanas y la ropa interior. La lámina posterior 82 puede comprender, por tanto, un material tejido o no tejido, películas poliméricas, tales como películas termoplásticas, o materiales compuestos, tales como un material no tejido recubierto con película.

En algunas realizaciones, el material para la lámina posterior puede incluir los polímeros de base biológica analizados previamente y, en particular, el tejido de unión por hilado de PLA de la invención descrito en el presente documento. En algunas realizaciones, la lámina posterior puede incluir polímeros de base biológica adicionales. Por ejemplo, los polímeros de base biológica para su uso en la lámina posterior pueden incluir polímeros producidos directamente a partir de organismos, tales como polihidroxialcanoatos (por ejemplo, poli(beta-hidroxialcanoato), poli(3-hidroxibutiratoco-3-hidroxivalerato), NODAX™), y celulosa bacteriana; polímeros extraídos de plantas y biomasa, tales como polisacáridos y derivados de los mismos (por ejemplo, gomas, celulosa, ésteres de celulosa, quitina, quitosano, almidón, almidón químicamente modificado), proteínas (por ejemplo, zeína, suero de leche, gluten, colágeno), lípidos, ligninas y caucho natural; y polímeros actuales derivados de monómeros y derivados de origen natural, tales como bio-polietileno, bio-polipropileno, tereftalato de politrimetileno, ácido poliláctico, NYLON 11, resinas alquídicas, poliésteres basados en ácido succínico y tereftalato de bio-polietileno.

En una realización, la lámina posterior puede comprender una estructura laminada que tenga una capa de película impermeable a los líquidos que se junte a una banda no tejida. Se pueden preparar películas adecuadas a partir de polímeros de base biológica, tal como se ha analizado previamente. En un ejemplo, la película puede comprender un polímero de polietileno derivado de caña de azúcar, tal como una película de calidad de polietileno LDPE de calidad SEB853/72 o SPB681/59, recomendada por Braskem S.A. para la laminación. Las películas adecuadas también pueden incluir aditivos, tales como CaCO³, para mejorar la transpirabilidad de la película, al tiempo que se siguen manteniendo las propiedades de barrera a los fluidos. En algunas realizaciones, la capa de la lámina posterior puede comprender una estructura laminada que tenga una capa de película de base biológica, tal como aquellas analizadas previamente, que se lamine en una capa de tejido que tenga una estructura de unión por hilado-soplado en estado fundido-unión por hilado (SMS).

El núcleo absorbente 74 puede comprender cualquier material que sea capaz de absorber fluidos y exudados.

Preferentemente, el núcleo absorbente comprende al menos el 75 % en peso de materiales de base biológica. En una realización, los materiales para la envoltura de núcleo pueden comprender una capa de tejido que comprenda un tejido de unión por hilado, un tejido de unión por hilado-soplado en estado fundido (SM) o un tejido de SMS. Un ejemplo de una envoltura de núcleo que comprende un tejido de SMS comprende una capa no tejida de unión por hilado que comprende fibras bicomponente que tienen una cubierta de PLA (por ejemplo, la calidad de PLA 6752 de NatureWorks con isómero D al 4 %) y un núcleo de PLA (por ejemplo, la calidad 6202 de NatureWorks con isómero D al 2 %). En una realización, la capa de soplado en estado fundido del tejido de SMS puede comprender fibras de soplado en estado fundido de PLA (por ejemplo, la calidad de PLA 6252 de NatureWorks).

La FIG. 7 es una ilustración de un artículo absorbente de conformidad con al menos una realización de la invención en la que el artículo absorbente está en forma de una compresa higiénica femenina amplia designada mediante el número de referencia 100. La compresa 100 puede incluir una lámina superior 102, una lámina posterior 104 y un núcleo absorbente 106 dispuesto entre las mismas. Preferentemente, la lámina superior 102 y la lámina posterior 104 se juntan entre sí aproximadamente a lo largo de los bordes externos opuestos para definir una costura continua 108 que se extiende alrededor de la periferia 110 de la compresa 100. La costura continua 108 puede comprender un sello térmico que se forma a partir de la unión térmica de la lámina superior y la lámina posterior entre sí. En otras realizaciones, la costura continua 108 se forma mediante la unión adhesiva de la lámina superior y la lámina posterior entre sí.

Tal como en las realizaciones analizadas anteriormente, la compresa 100 comprende preferentemente un tejido no tejido de conformidad con la presente invención. Se trata de un tejido no tejido de unión por hilado que comprende fibras que son una mezcla de una resina de PLA y un sulfonato alcalino secundario.

En algunas realizaciones, la compresa 100 puede comprender artículos sostenibles que comprendan un contenido de material de base biológica de al menos el 75 por ciento en peso, basándose en el peso total de la compresa, por ejemplo, que comprendan un contenido de material de base biológica que sea de al menos el 80 %, 85 %, 90 % o 95 % en peso de la compresa. Los materiales adecuados para la lámina superior, la lámina posterior y el núcleo absorbente se han analizado previamente.

En algunas realizaciones, la compresa 100 también puede incluir una capa de adquisición de fluidos 112 que se dispone entre el núcleo absorbente 106 y la lámina superior 102. En una realización, se pudo preparar una capa de adquisición de fluidos mediante el cardado de una banda que comprendía una mezcla de fibras discontinuas de 5,08 cm (2 pulgadas) de longitud de corte de tipo 820 de PLA huecas de 7 denier más fibras discontinuas de 5,08 cm (2 pulgadas) de longitud de corte de tipo 821 de PLA sólidas de 3 denier (ambas disponibles a través de Fiber ^{Innovations Technology, Johnson City,}Tⁿ); ^{el tratamiento de la banda cardada resultante a través de un rodillo de}contacto con una suspensión de almidón cocido (por ejemplo, de tipo STABITEX 65401 a través de Cargill); la exposición de la banda resultante de fibra y almidón a temperatura elevada a través de una combinación de aire caliente y el contacto con latas secadoras calentadas para curar y secar la banda y el enrollado y corte del rollo resultante en rollos secundarios para su uso en el artículo absorbente.

Normalmente, diversos componentes del artículo absorbente se juntan a través de una unión térmica o adhesiva. Cuando se emplea un adhesivo, el adhesivo comprende preferentemente un adhesivo de base biológica. Un ejemplo de un adhesivo de base biológica es un adhesivo sensible a la presión disponible a través de Danimer Scientific con el código de producto 92721.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, al menos la capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender fibras bicomponente. En algunas realizaciones, por ejemplo, las fibras bicomponente pueden comprender una disposición de lado a lado. Sin embargo, en otras realizaciones, por ejemplo, las fibras bicomponente pueden comprender una cubierta y un núcleo. En realizaciones adicionales, por ejemplo, las fibras bicomponente pueden comprender fibras bicomponente inversas. En determinadas realizaciones, por ejemplo, la cubierta puede comprender PLA. En realizaciones adicionales, por ejemplo, el núcleo puede comprender al menos uno de una poliolefina, un poliéster o cualquier combinación de los mismos. En algunas realizaciones, por ejemplo, el núcleo puede comprender al menos uno de un polipropileno, un polietileno, un tereftalato de polietileno, PLA o cualquier combinación de los mismos. En determinadas realizaciones, por ejemplo, cada uno de la cubierta y el núcleo puede comprender PLA.

De acuerdo con determinadas realizaciones, por ejemplo, la cubierta puede comprender una primera calidad de PLA, el núcleo puede comprender una segunda calidad de PLA y la primera calidad de PLA y la segunda calidad de PLA pueden ser diferentes. En algunas realizaciones, por ejemplo, la primera calidad de PLA puede comprender hasta aproximadamente el 5 % de cristalinidad y la segunda calidad de PLA puede comprender de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 50 % de cristalinidad. En otras realizaciones, por ejemplo, la primera calidad de PLA puede comprender un punto de fusión de aproximadamente 125 °C a aproximadamente 135 °C y la segunda calidad de PLA puede comprender un punto de fusión de aproximadamente 155 °C a aproximadamente 170 °C. En realizaciones adicionales, por ejemplo, la primera calidad de PLA puede comprender un porcentaje en peso de isómero D de aproximadamente el 4 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso y la segunda calidad de PLA puede comprender un porcentaje en peso de isómero D de aproximadamente el 2 % en peso. En algunas realizaciones, por ejemplo, las fibras bicomponente pueden comprender aproximadamente el 70 % en peso de núcleo y aproximadamente el 30 % en peso de cubierta.

Sin embargo, en otras realizaciones, por ejemplo, al menos la capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender una pluralidad de fibras de PLA monocomponente que comprenda una mezcla de una resina de PLA y una sulfona de alcano secundaria.

En una realización preferida, el tejido no tejido de PLA de conformidad con la presente invención se puede usar para fabricar artículos absorbentes sostenibles. Se pueden hallar ejemplos de artículos absorbentes sostenibles en la solicitud de patente estadounidense n.° 14/839.026 de Chester. et al.

De conformidad con determinadas realizaciones, por ejemplo, al menos la capa de tejido no tejido de unión por hilado de PLA puede comprender un patrón de unión geométrico tridimensional. En tales realizaciones, por ejemplo, el patrón de unión puede comprender al menos uno de un patrón de diamante, un patrón de puntos hexagonales, un patrón ovalado-elíptico, un patrón en forma de varilla o cualquier combinación de los mismos.

Ejemplos

Los siguientes Ejemplos se proporcionan para la ilustración de una o más realizaciones de la presente invención y no se deben interpretar como limitantes de la invención.

Los tejidos no tejidos de conformidad con la invención se prepararon a través de una línea Reicofil-3 o línea Reicofil-4 de Reifenhauser. Cada uno de los Ejemplos se preparó usando la configuración descrita en el Ejemplo 1, a menos que se indicara otra cosa. Por otra parte, a menos que se indique otra cosa, todos los porcentajes son porcentajes en peso. Los materiales usados en los Ejemplos se identifican a continuación.

MÉTODOS DE ENSAYO

El título se calculó a partir de la medición microscópica del diámetro de fibra y la densidad de polímero conocida según el método textil alemán C-1570.

El gramaje se determinó generalmente siguiendo el método textil alemán CM-130 a partir del peso de 10 capas de tejido cortadas en cuadrados de 10 x 10 cm.

La tracción se determinó de conformidad con el método 10 DIN 53857 usando una muestra de 5 cm de ancho, 100 mm de longitud de calibre y una velocidad de cruceta de 200 mm/min. Las resistencias a la tracción se midieron en el pico.

El alargamiento se determinó de conformidad con el método 10 DIN 53857 usando una muestra con 5 cm de ancho, 100 mm de longitud de calibre y una velocidad de cruceta de 200 mm/min. Los alargamientos se midieron en el pico.

La contracción de tejido se determinó mediante el corte de tres muestras tomadas a lo largo del ancho de banda de dimensiones nominales de la DM de 29,7 cm y DT de 21,0 cm; la medición del ancho real en la DM y la DT en tres localizaciones en la lámina; la colocación de la muestra en agua calentada hasta 60 °C durante 1 minuto; y la medición de nuevo de las dimensiones de la DM y DT en las tres localizaciones anteriores. La medición de ancho promedio después de la exposición dividida por la medición original x el 100 % produjo el % de contracción. Un valor de % de contracción bajo sugiere que las fibras continuas que comprenden PLA se han hilado y estirado a una velocidad suficiente para producir, después de la unión, un tejido estable de alta resistencia.

Ejemplos comparativos 1, 2 y 3

En los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100 % en un haz Reicofil-4. Se posicionó un rodillo de prensa (rodillo de prensa R-4) sobre la superficie de recogida corriente abajo de donde se depositan los filamentos sobre la superficie de recogida. Se posicionó una Elektrostatik Discharging Electrode E3412 de lontis (es decir, una barra de ionización) por encima y extendiéndose sobre la superficie de recogida en la dirección transversal y se colocó aproximadamente de 2,54 a 7,62 cm (de 1 a 3 pulgadas) por encima de la superficie de recogida y de 5,08 a 7,62 cm (de 2 a 3 pulgadas) corriente abajo del rodillo de prensa R-4.

Los tejidos eran materiales bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparados con barras de ionización posicionadas tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. Los tejidos de los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3 se produjeron a temperaturas de haz de hilado de 235 °C en la extrusora y 240 °C en el troquel. El tejido del Ejemplo comparativo 1 se produjo a una velocidad de estiramiento de fibra de 3.600 m/min y una velocidad de línea de 145 m/min. La calandria del Ejemplo comparativo 1 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm.

El tejido del Ejemplo comparativo 2 se produjo usando una velocidad de estiramiento de fibra de 3.800 m/min y una velocidad de línea de 90 m/min. La calandria del Ejemplo comparativo 2 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm.

El tejido del Ejemplo comparativo 3 se produjo usando una velocidad de estiramiento de fibra de 3.200 m/min y una velocidad de línea de 145 m/min. La calandria del Ejemplo comparativo 3 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm. Las propiedades mecánicas de los Ejemplos comparativos 1,2 y 3 se resumen en las Tablas 4 y 5, a continuación.

Ejemplo de la invención 1

En el Ejemplo de la invención 1, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una estructura de cubierta/núcleo en el que se añadió el 2 por ciento en peso de una mezcla madre que comprendía una resina de PLA y un sulfonato de alcano secundario al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 2 % en peso de una mezcla madre de Sukano Antistatic Product S 546 con la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta de las fibras bicomponente, BICO. El tejido del Ejemplo de la invención 1 se produjo a temperaturas de haz de hilado de 235 °C en la extrusora y 240 °C en el troquel. El tejido del Ejemplo de la invención 1 se produjo a una velocidad de estiramiento de fibra de 3.800 m/min y una velocidad de línea de 145 m/min. La calandria del Ejemplo de la invención 1 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm. Las propiedades del Ejemplo de la invención 1 se resumen en las Tablas 4 y 5, a continuación.

Ejemplo de la invención 2

En el Ejemplo de la invención 2, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100 % que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 3 por ciento en peso de una mezcla madre que comprendía una resina de PLA y un sulfonato de alcano secundario al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 3 % en peso de una mezcla madre de Sukano Antistatic Product S 546 con la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta de BICO del Ejemplo 12. El tejido del Ejemplo de la invención 2 se produjo a temperaturas de haz de hilado de 235 °C en la extrusora y 240 °C en el troquel. El tejido del Ejemplo de la invención 2 se produjo a una velocidad de estiramiento de fibra de 3.550 m/min y una velocidad de línea de 145 m/min. La calandria del Ejemplo de la invención 2 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm. Las propiedades del Ejemplo de la invención 2 se resumen en las Tablas 4 y 5, a continuación.

Ejemplo de la invención 3

En el Ejemplo de la invención 3, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100 % que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 2 por ciento en peso de una mezcla madre que comprendía una resina de PLA y un sulfonato de alcano secundario al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 2 % en peso de una mezcla madre de Sukano Antistatic Product S 546 con la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido. El tejido se produjo a temperaturas de haz de hilado de 235 °C en la extrusora y 240 °C en el troquel. El tejido se produjo a una velocidad de estiramiento de fibra de 3.400 m/min y una velocidad de línea de 90 m/min. La calandria del Ejemplo de la invención 3 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm. Las propiedades del Ejemplo de la invención 3 se resumen en las Tablas 4 y 5, a continuación.

Ejemplo de la invención 4

En el Ejemplo de la invención 4, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100 % que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 2 por ciento en peso de una mezcla madre que comprendía una resina de PLA y un sulfonato de alcano secundario al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 2 % en peso de una mezcla madre de Sukano Antistatic Product S 546 con la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido del Ejemplo de la invención 4 se produjo a temperaturas de haz de hilado de 235 °C en la extrusora y 240 °C en el troquel. El tejido del Ejemplo de la invención 4 se produjo a una velocidad de estiramiento de fibra de aproximadamente 3.400 m/min y una velocidad de línea de 241 m/min para producir un gramaje calculado de 15 gramos/metro cuadrado. La calandria del Ejemplo de la invención 4 tenía temperaturas de calandria de 160 °C para el rodillo de patrón y 147 °C para el rodillo de yunque y una presión de calandria de 40 N/mm. No se evaluaron las propiedades mecánicas del Ejemplo de la invención 14.

Porcentaje de aumento: (valor final-valor inicial)/valor inicial x 100

T l 7: r i n i ^ l nr i n l i ni n r hil PLA

A partir de las Tablas 4 y 5 anteriores, se puede observar que los tejidos no tejidos de la invención presentan mejoras significativas en las propiedades mecánicas en comparación con los tejidos no tejidos preparados de manera idéntica que no incluyen el sulfonato de alcano secundario. En este sentido, los resultados proporcionados en la Tabla 5 son particularmente reveladores. En la Tabla 5, los resultados se han normalizado para representar las diferencias en los gramajes. Basándose en estos datos, se puede observar que los tejidos no tejidos de la invención presentaron un aumento en las resistencias a la tracción de más del 50 % en comparación con los Ejemplos comparativos. Por ejemplo, los tejidos no tejidos de la invención presentaron un aumento en la resistencia a la tracción en la DM que varió del 55,6 % (comparación del Ejemplo de la invención 3 y el Ejemplo comparativo 2) al 110,2 % (comparación del Ejemplo de la invención 2 y el Ejemplo comparativo 1). En cuanto a la resistencia a la tracción en la DT, los tejidos no tejidos de la invención presentaron un aumento en la resistencia a la tracción en la DT que varió del 57,3 % (comparación del Ejemplo de la invención 1 y el Ejemplo comparativo 2) al 162,8 % (comparación del Ejemplo de la invención 3 y el Ejemplo comparativo 1).

Los tejidos no tejidos de la invención también presentaron aumentos significativos en la tenacidad en comparación con los tejidos no tejidos de los ejemplos comparativos. La Tabla 5 muestra, a continuación, el índice relativo de tenacidad tanto en la DM como en la DT (normalizado en cuanto al gramaje) para los Ejemplos comparativos 1-3 y los Ejemplos de invención 1-3. Por ejemplo, los tejidos no tejidos de la invención presentaron un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DM que varió del 80,5 % (comparación del Ejemplo de la invención 1 y el Ejemplo comparativo 2) al 476 % (comparación del Ejemplo de la invención 3 y el Ejemplo comparativo 1). En cuanto al índice relativo de tenacidad en la DT, los tejidos no tejidos de la invención presentaron un aumento en el índice relativo de tenacidad en la DT que varió del 143 % (comparación del Ejemplo de la invención 1 y el Ejemplo comparativo 2) al 411 % (comparación del Ejemplo de la invención 3 y el Ejemplo comparativo 1).

Cuando se comparan las propiedades de diferentes productos no tejidos, a menudo resulta útil comparar la raíz de la media cuadrática de los valores combinados de la propiedad de interés en la DM y la DT. Este método permite la comparación de valores individuales. La raíz de la media cuadrática proporciona un número individual que combina la entrada de los valores tanto en la DM como en la DT tomando la raíz cuadrada de la suma del cuadrado del valor en la DM más el cuadrado del valor en la DT. El uso del método de la raíz de la media cuadrática para combinar los resultados en la DM y la DT resulta particularmente útil si las muestras a comparar se prepararon en diferentes máquinas o en alguna condición diferente que pudiera influir en la relación de DM/DT. La Tabla 5 muestra, a continuación, la raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por gramaje de las Muestras comparativas 1-3, así como las Muestras de la invención 1-3. Los valores de la raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad normalizados respecto al gramaje muestran las Muestras comparativas agrupadas entre el 10 y el 40 % de N/g/m2.

Por el contrario, los tejidos no tejidos de la invención presentaron valores de raíz de la media cuadrática del índice de tenacidad por encima del 65 % de N/g/m2 y, en particular, dentro de un intervalo del 55 al 100 % de N/g/m2 Por tanto, se puede observar una separación muy clara en la raíz de la media cuadrática de los valores normalizados del índice de tenacidad para los tejidos de la invención y las muestras comparativas.

A fin de evaluar adicionalmente la base de los aumentos en las resistencias a la tracción, el alargamiento y la tenacidad de los tejidos no tejidos de la invención, se obtuvieron imágenes de SEM de las superficies de tejido del Ejemplo comparativo 1 y del Ejemplo de la invención 1. Las FIG. 1A y 1B son imágenes de SEM del Ejemplo comparativo 1 tomadas con un aumento de 250x y 100x, respectivamente. Las FIG. 2A y 2B son imágenes de SEM del Ejemplo de la invención 1 tomadas con un aumento de 250x y 100x, respectivamente. Las imágenes se obtuvieron con un PERSONAL SEM 75, disponible a través de RJ Lee Instruments Ltd., y un DESK V Sputterer, disponible a través de Denton Vacuum. Como las imágenes de SEM se hicieron con un aumento bajo, de 100x y 250x, no se requirió la pulverización catódica con oro. Se obtuvieron muestras de 5 mm x 5 mm de cada tejido y se colocaron en el instrumento de SEM. Se obtuvo un vacío bajo y, a continuación, se capturaron las imágenes.

Sorprendentemente, se observó una diferencia significativa en la unión entre las fibras. En particular, los puntos de unión del tejido del Ejemplo comparativo 1 mostraron que las fibras individuales estaban unidas entre sí de manera suelta y que había un flujo de polímero mínimo que unía fibras adyacentes entre sí. En comparación, los puntos de unión del tejido del Ejemplo de la invención 1 mostraron una fusión y una fluidez significativas del polímero de las fibras individuales. Por tanto, el tejido de la invención mostró mejoras significativas en la unión en comparación con el tejido comparativo que no incluía el sulfonato de alcano secundario.

En los siguientes Ejemplos, se exploró el efecto de la resina portadora del sulfonato de alcano secundario sobre las propiedades físicas. Tal como se explica a continuación, se mostró que las mejoras en las propiedades mecánicas de los tejidos se debían principalmente a la presencia del sulfonato de alcano secundario y no a la presencia de una resina portadora de un peso molecular más bajo en la mezcla madre.

Ejemplo comparativo 4

En el Ejemplo comparativo 4, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 0,5 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks al componente de polímero que definía la cubierta. La calidad 6302 de NatureWorks se usa comúnmente como polímero portador en las mezclas madre añadidas a las formulaciones de polímero de PLA. Por lo tanto, se cree que esta resina de PLA proporciona una buena aproximación de la resina de PLA en el sulfonato de alcano secundario. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 0,5 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks con el 2 % en peso de la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido del Ejemplo comparativo 4 se preparó en condiciones de procesamiento similares a aquellas usadas en los Ejemplos de la invención 1-4, con las excepciones que se muestran en la Tabla 8, a continuación, y la velocidad de línea se ajustó para proporcionar un gramaje final de 25 g/m2. Las propiedades del Ejemplo comparativo 4 se resumen, a continuación, en la Tabla 9, a continuación.

Ejemplo comparativo 5

En el Ejemplo comparativo 5, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 1,0 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 1,0 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks con el 2 % en peso de la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido de la Muestra comparativa 4 se preparó en condiciones de procesamiento similares a aquellas usadas en los Ejemplos de la invención 1-4, a excepción de lo que se muestra en la Tabla 8, a continuación, y la velocidad de línea se ajustó para proporcionar un gramaje final de 25 g/m2. Las propiedades del Ejemplo comparativo 5 se resumen, a continuación, en la Tabla 9.

Ejemplo comparativo 6

En el Ejemplo comparativo 6, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 2,0 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 2,0 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks con el 2 % en peso de la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido del Ejemplo comparativo 6 se preparó en condiciones de procesamiento similares a aquellas usadas en los Ejemplos de la invención 1-4, a excepción de lo que se muestra en la Tabla 8, a continuación, y la velocidad de línea se ajustó para proporcionar un gramaje final de 25 g/m2 Las propiedades del Ejemplo comparativo 6 se resumen, a continuación, en 9, a continuación.

Ejemplo comparativo 7

En el Ejemplo comparativo 7, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 3,5 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 30/70 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 3,5 % en peso de la calidad 6302 de NatureWorks con el 2 % en peso de la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido de la Muestra comparativa 7 se preparó en condiciones de procesamiento similares a aquellas usadas en los Ejemplos de la presente invención 1-4, a excepción de lo que se muestra en la Tabla 8, a continuación, y la velocidad de línea se ajustó para proporcionar un gramaje final de 25 g/m2. Las propiedades de la Muestra comparativa 7 se resumen, a continuación, en la Tabla 9, a continuación.

Ejemplo de la invención 5

En el Ejemplo de la invención 5, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 0,3 por ciento en peso de una mezcla madre que comprendía una resina de PLA y un sulfonato de alcano secundario al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos comparativos 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 50/50 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 0,3% en peso de una mezcla madre de Sukano Product S 546 con la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido del Ejemplo de la invención 5 se produjo en condiciones de procesamiento similares a aquellas usadas en los Ejemplos de la invención 1-4, a excepción de lo que se muestra en la Tabla 8, a continuación, y la velocidad de línea se ajustó para proporcionar un gramaje final de 28 g/m2. Las propiedades del Ejemplo de la invención 5 se resumen, a continuación, en la Tabla 9, a continuación.

Ejemplo de la invención 6

En el Ejemplo de la invención 5, se preparó un tejido bicomponente de PLA al 100% que tenía una disposición de cubierta/núcleo en el que se añadió el 0,3 por ciento en peso de una mezcla madre que comprendía una resina de PLA y un sulfonato de alcano secundario al componente de polímero que definía la cubierta. La configuración del sistema es la misma que la descrita anteriormente para los Ejemplos de la invención 1, 2 y 3.

El tejido era un material bicomponente de cubierta/núcleo de calidad 6752 de NatureWorks/calidad 6202 de NatureWorks a 50/50 preparado con barras de ionización tal como se ha analizado anteriormente para minimizar la electricidad estática. En la extrusora de cubierta, se combinó el 0,3% en peso de una mezcla madre de Sukano Product S 546 con la calidad 6752 de NatureWorks para proporcionar la cubierta del tejido bicomponente. El tejido del Ejemplo de la invención 6 se produjo se preparó en condiciones de procesamiento similares a aquellas usadas en los Ejemplos de la invención 1-4, a excepción de lo que se muestra en la Tabla 8, a continuación, y la velocidad de línea se ajustó para proporcionar un gramaje final de 23 g/m2. Las propiedades del Ejemplo de la invención 6 se resumen, a continuación, en la Tabla 9, a continuación.

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No existía ninguna diferencia visible en los sitios de unión de los tejidos no tejidos anteriores (Ejemplos comparativos 4-7) preparados con PLA 6302 usado como aditivo frente a los productos no tejidos anteriores que usaban la adición de la mezcla madre de Sukano Product 546 (Ejemplos de la invención 5 y 6). Sin embargo, a partir de los datos mecánicos resumidos en la Tabla 9, se observó una diferencia significativa entre los Ejemplos comparativos y los Ejemplos de la invención 5 y 6. En particular, los Ejemplos que incluían sulfonato de alcano secundario presentaron mejoras significativas en la resistencia a la tracción en la DM y la DT, el alargamiento en la DM y la DT y el índice de tenacidad en la DM y la DT en comparación con los Ejemplos comparativos que únicamente incluyen la resina de PLA de mezcla madre, pero no el sulfonato de alcano secundario. Por consiguiente, se puede observar que la mejora en las propiedades se atribuye a la presencia del sulfonato de alcano secundario y no a la resina de PLA de menor peso molecular de la mezcla madre.

También se observó que, durante la fabricación de los tejidos, los tejidos de los Ejemplos de la invención 5 y 6 fueron más estables durante la calandria de unión por calandria en comparación con los tejidos de los Ejemplos comparativos 4-7.

En los siguientes Ejemplos, se investigaron la naturaleza hidrófila de los tejidos de PLA y los efectos del sulfonato de alcano secundario sobre la hidrofilia de los tejidos. Los Ejemplos de la invención 7-12 se prepararon de conformidad con el tejido de los Tejidos de la invención 6 y 7. En cada Ejemplo, se varió la cantidad de aditivo Sukano añadido a la cubierta y se evaluaron los efectos sobre la escorrentía y la penetración de líquido en diferentes períodos de tiempo. Los resultados se resumen en las Tablas 10 y 11, a continuación.

Los datos de escorrentía se midieron de conformidad con los procedimientos expuestos en la WSP 80.9 y los datos de penetración se midieron mediante el método de ensayo de la WSP 70.3.

Los datos de escorrentía miden el porcentaje de un volumen especificado de fluido que se escurre por una combinación de tejido/absorbente que se apoya en un ángulo especificado de la vertical. El tejido que se evalúa se posiciona cubriendo un material absorbente. Durante el procedimiento de ensayo, un líquido discurre por el tejido y puede, o no, ser absorbido por el material absorbente colocado debajo del tejido que se está sometiendo a ensayo. Si el tejido es hidrófobo, un % muy alto del líquido discurre por y se escurre por la combinación de tejido/absorbente a un recipiente para su recogida. Si el tejido es muy hidrófilo, casi todo el líquido es absorbido por la combinación de tejido/absorbente y el % de escorrentía es casi igual a cero. El ensayo de escorrentía se repite comúnmente en el mismo trozo de tejido tres veces. Este procedimiento simula múltiples evacuaciones del bebé o del adulto en el pañal. La mayoría de las láminas superiores comerciales típicas muestran un % de escorrentía muy bajo en el primer ataque. Sin embargo, los valores de escorrentía aumentan comúnmente en el segundo y tercer ataques, ya que el tensioactivo se lava y se transporta al material absorbente debajo del tejido de ensayo. Por tanto, se puede perder todo el tensioactivo hidrófilo después de una primera evacuación. Como resultado, las repetidas evacuaciones por parte de un usuario, tal como un bebé, pueden dar como resultado la pérdida de hidrofilia del tejido, lo que puede conducir, de manera no deseable, a una filtración del pañal.

Los datos de penetración miden el tiempo de un volumen especificado de líquido aplicado hacia abajo en un ángulo de 90 grados a la superficie de un tejido de ensayo que se respalda mediante una capa absorbente. Se pueden medir los valores de penetración después de uno o múltiples ataques. Un valor de penetración bajo sugiere que el líquido penetrará rápidamente en el tejido con tratamiento hidrófilo y será absorbido por el material absorbente que simula el núcleo del pañal. Los resultados después de múltiples ensayos de penetración proporcionan una indicación de la permanencia del tratamiento con tensioactivo. El aumento de los valores de penetración con múltiples ataques sugiere que el tensioactivo se está lavando en el material absorbente subyacente, tal como un núcleo absorbente, con el riesgo de que la lámina superior del pañal se vuelva hidrófoba y el pañal se filtre. Una lámina superior optimizada proporcionará valores de penetración de 4 segundos o menos incluso después de hasta tres ataques.

TABLA 10: resultados del ensa o de escorrentía

Los datos de % de escorrentía y penetración en las Tablas 10 y 11 demostraron sorprendentemente que el sulfonato de alcano secundario no solo mejora las propiedades mecánicas del tejido de PLA, sino que también modifica las propiedades de transporte de líquidos de los tejidos.

Además, los resultados demuestran que la escorrentía y la penetración son dependientes, al menos en parte, del nivel del sulfonato de alcano secundario, así como del curado del tejido. Por ejemplo, a las dos semanas, el tejido de PLA al 100 % que contenía el 0,25 % y el 0,5 % del aditivo presentaba propiedades hidrófobas, tal como se midieron tanto mediante escorrentía como mediante penetración. Después de un mes tras la producción, los tejidos que contenían el 0,25 % y el 0,5 % del aditivo seguían presentando propiedades hidrófobas. Sin embargo, a niveles de aditivo más altos, se observa una respuesta que sugiere una disminución de la hidrofobicidad. De manera sorprendente e inesperada, la respuesta es opuesta a la observada con la lámina superior sometida a tratamiento con tensioactivo típica. La escorrentía y la penetración iniciales sugieren un tejido hidrófobo. Sin embargo, tras el segundo y tercer ataques, el tejido presenta propiedades hidrófilas.

Este efecto sugiere que se pueden preparar tejidos de conformidad con la invención que proporcionen propiedades hidrófilas tras múltiples evacuaciones. En particular, se pueden preparar tejidos para su uso como lámina superior en los que el tejido se someta a tratamiento con un tensioactivo de baja adición para proporcionar la hidrofilia inicial, pero que, a continuación, saque provecho del aditivo para proporcionar una hidrofilia resistente al lavado después de múltiples ataques. Tal lámina superior puede ser de particular interés para su uso en pañales nocturnos y productos para la incontinencia.

Las modificaciones de la invención expuestas en el presente documento se le ocurrirán a un experto en la materia a la que pertenezca la invención que tenga el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores y los dibujos asociados. Por lo tanto, se debe entender que la invención no se ha de limitar a las realizaciones específicas desveladas y que las modificaciones y otras realizaciones están destinadas a incluirse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Aunque en el presente documento se emplean términos específicos, estos se usan únicamente en un sentido genérico y descriptivo y no con fines de limitación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un tejido no tejido de unión por hilado que comprende una pluralidad de filamentos que se unen entre sí para formar una banda coherente, en donde los filamentos comprenden una mezcla de un ácido poliláctico (PLA en inglés) y al menos un sulfonato de alcano secundario y en donde el tejido presenta al menos uno de los siguientes:

un aumento en la resistencia a la tracción en al menos una de la dirección de la máquina o la dirección transversal en comparación con un tejido idéntico que no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario, y

un aumento en el alargamiento en al menos una de la dirección de la máquina o la dirección transversal en comparación con un tejido idéntico que no incluye el al menos un sulfonato de alcano secundario.

2. El tejido de la reivindicación 1, en donde la mezcla está presente en una superficie de la pluralidad de filamentos.

3. El tejido de una de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un sulfonato de alcano secundario comprende una cadena de alcano que tiene de C¹⁰a C¹⁸y en donde al menos uno de los carbonos secundarios de la cadena de alcano incluye un resto sulfonato.

4. El tejido de una de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un sulfonato de alcano secundario tiene una de las siguientes estructuras:

H3C ----(CH2)m— (CH)-------(CH2)n-------CH3 H3C --------(CH)------------(CH2)n--------CH3

S03 S03

o

en donde n o m n son un número entre 7 y 16.

5. El tejido de una de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un sulfonato de alcano secundario tiene la siguiente estructura:

en donde m n es un número entre 8 y 15.

6. El tejido de una de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un sulfonato de alcano secundario está presente en una cantidad que varía de aproximadamente el 0,0125 al 2,5 por ciento en peso, basándose en el peso total de los filamentos.

7. El tejido de una de las reivindicaciones anteriores, en donde el filamento tiene una disposición bicomponente de cubierta/núcleo en la que la mezcla está presente en la cubierta y en donde el sulfonato de alcano secundario está presente en la cubierta en una cantidad que varía de aproximadamente el 0,1 al 0,75 por ciento en peso, basado en el peso total de la cubierta.

8. Un artículo absorbente que comprende el tejido de una de las reivindicaciones anteriores.

9. El artículo absorbente de la reivindicación 8, en donde el artículo comprende un pañal o una compresa higiénica.

10. Un proceso para la preparación de un tejido no tejido de unión por hilado de ácido poliláctico (PLA) de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el proceso:

mezclar una resina de PLA y al menos un sulfonato de alcano secundario, con calor y presión, para formar una corriente de resina de PLA fundida o semifundida;

formar una pluralidad de filamentos continuos de PLA a partir de dicha corriente;

depositar la pluralidad de filamentos continuos de PLA sobre una superficie de recogida;

exponer la pluralidad de filamentos continuos de PLA a iones; y

unir la pluralidad de filamentos continuos de PLA para formar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA, en donde los filamentos continuos comprenden una mezcla de PLA y el al menos un sulfonato de alcano secundario.

11. El proceso de la reivindicación 10, en donde el al menos un sulfonato de alcano secundario tiene la siguiente estructura:

H3C (CH2)m— (CH)------(CH2)n------CH3

so 3-en donde m n es un número entre 8 y 15.

12. El proceso de las reivindicaciones 10 u 11, en donde la formación de la pluralidad de filamentos continuos de PLA comprende formar fibras bicomponente que tienen una orientación de lado a lado o de cubierta/núcleo.

13. El proceso de la reivindicación 12, en donde la cubierta comprende la mezcla de PLA y el al menos un sulfonato de alcano secundario.

14. Un sistema para la preparación de un tejido no tejido de unión por hilado de ácido poliláctico (PLA), comprendiendo el sistema:

una primera fuente de PLA y una fuente de un sulfonato de alcano secundario, configuradas para proporcionar una corriente que comprende resina de PLA fundida o semifundida y el sulfonato de alcano secundario;

un haz de hilado en comunicación fluida con la primera fuente de PLA, configurado el haz de hilado para extruir y estirar una pluralidad de filamentos continuos de PLA, en donde los filamentos continuos de PLA comprenden una mezcla del PLA y el sulfonato de alcano secundario;

una superficie de recogida dispuesta por debajo de una salida del haz de hilado sobre la que se depositan los filamentos continuos de PLA para formar el tejido no tejido de unión por hilado de PLA;

una primera fuente de ionización posicionada y dispuesta para exponer los filamentos continuos de PLA a iones; y una calandria posicionada corriente abajo de la primera fuente de ionización.

15. El sistema de la reivindicación 14, en donde el sulfonato de alcano secundario tiene la siguiente estructura:

H3C -----(CH2)m— (CH)-------(CH2)n------CH3

so3-

en donde m n es un número entre 8 y 15.