ES2952883T3 - Tela de fibra de celulosa no tejida con capacidad de absorción de aceite incrementada - Google Patents
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- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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Abstract
Se describe una tela de fibra de celulosa no tejida (102) fabricada directamente a partir de una solución de hilatura de lyocell (104). El tejido (102) comprende una red de fibras sustancialmente infinitas (108), en donde el tejido (102) exhibe una capacidad de absorción de aceite de al menos 1900 por ciento en masa. Se describe además un método y un dispositivo para fabricar dicho tejido (102), un producto o compuesto que comprende dicho tejido y diversas aplicaciones de uso para dicho tejido (102). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Tela de fibra de celulosa no tejida con capacidad de absorción de aceite incrementada
Campo de invención
La invención se refiere a una tela de fibra de celulosa no tejida, a un método para fabricar una tela de fibra de celulosa no tejida, a un dispositivo para fabricar una tela de fibra de celulosa no tejida, a un producto o composite y a un método de uso para tal tela.
Antecedentes de la invención
La tecnología de lyocell se refiere a la disolución directa de pasta de madera de celulosa u otra materia prima a base de celulosa en un disolvente polar (por ejemplo, n-óxido de n-metilmorfolina, que también puede denominarse "óxido de amina" o "AO") para producir una disolución viscosa altamente diluible por cizalladura que se puede transformar en una variedad de materiales útiles a base de celulosa. Comercialmente, la tecnología se usa para producir una familia de fibras cortadas de celulosa (disponibles comercialmente de Lenzing AG, Lenzing, Austria con la marca comercial TENCEL®) que son ampliamente usadas en la industria textil. También se han usado otros productos de celulosa de la tecnología de lyocell.
Las fibras cortadas de celulosa se han usado durante mucho tiempo como componente para la conversión en bandas no tejidas. Sin embargo, la adaptación de la tecnología de lyocell para producir bandas no tejidas directamente accedería a propiedades y rendimiento que no son posibles para los productos de banda de celulosa actuales. Esta podría considerarse como la versión celulósica de las tecnologías de meltblow y spunbond ampliamente usadas en la industria de las fibras sintéticas, aunque no es posible adaptar directamente la tecnología de polímeros sintéticos a la de lyocell debido a importantes diferencias técnicas.
Se ha llevado a cabo mucha investigación para desarrollar tecnología para formar directamente bandas de celulosa a partir de disoluciones de lyocell (entre otros, WO 98/26122, WO 99/47733, WO 98/07911, US 6,197,230, WO 99/64649, WO 05/106085, EP 1358 369, EP 2 013 390). Se describe más técnica en WO 07/124521 A1 y WO 07/124522 A1.
El documento US 2009/324926 A1 describe una tela de fibra de lyocell no tejida para filtración. Las fibras tienen un diámetro de 3 a 12 micrómetros, en el que el diámetro de poro más grande es inferior a 300 micrómetros y un diámetro medio de poro es inferior a 150 micrómetros.
El documento US 2010/162542 A1 describe un método para producir una tela que tiene una capa de fibras de celulosa reticulada, que se superpone a una capa de fibras de celulosa regenerada y se une a la misma.
El documento WO 2016/052527 A1 describe una toallita que contiene una tela no tejida que contiene dos tipos de fibras de celulosa y un fluido de impregnación. El fluido de impregnación contiene agua y etanol y está impregnado en la tela.
El documento JP 2006 291437 A describe la provisión de un material no tejido para toallitas, que se caracteriza por un entretejido tridimensional con un flujo de agua en columna de alta presión (hidroentrelazado) de fibras de una sola capa o multicapa.
Se sabe comúnmente que el material de celulosa es más hidrófilo que oleófilo. En muchas aplicaciones, esta es una propiedad apreciada de los productos que contienen celulosa. Sin embargo, también hay muchas aplicaciones (potenciales) para las que una capacidad oleófila, respectivamente una pronunciada capacidad de absorción de aceite, sería bienvenida. Esto podría mejorar la facilidad de uso del material de celulosa para productos para aplicaciones conocidas y podría hacer que los productos de celulosa fueran aplicables para aplicaciones nuevas, hasta ahora desconocidas.
Sumario de la invención
Puede existir la necesidad de mejorar la capacidad de absorción de aceite del material de celulosa y, en particular, de las telas de fibra de celulosa no tejida.
Esta necesidad puede ser satisfecha por el objeto de estudio según las reivindicaciones independientes. Las realizaciones ventajosas de la presente invención se describen en las reivindicaciones dependientes.
Según un primer aspecto de la invención, se proporciona una tela de fibra de celulosa no tejida, fabricada directamente a partir de una disolución de hilatura de lyocell, comprendiendo la tela
una red de fibras sustancialmente continuas, en la que la tela presenta una capacidad de absorción de aceite de al menos 1900 por ciento en masa,
en la que para determinar la capacidad de absorción de aceite se lleva a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en la norma Edana NWSP 010.4.R0(15) usando aceite de motor, en la que el análisis comprende:
- se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm,
- se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas, - luego se deja caer la muestra en un recipiente lleno de aceite y se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite,
- subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos,
- luego, la tela se saca del aceite levantando la regla,
- a continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos,
- se determina el peso de la tela humedecida con aceite, y
- se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra humedecida con aceite y se calcula el porcentaje en masa del peso del aceite absorbido de este modo en relación con el peso en seco de la muestra de tela,
en la fue la tela comprende una masa por unidad de superficie que es menor de 150 gramos por metro cuadrado, en la que al menos algunas de las fibras se fusionan integralmente en posiciones de fusión;
en la que la tela de fibra de celulosa no tejida consiste esencialmente en celulosa sola; y
en la que la red presenta un factor de fusión de las fibras, que está en un intervalo entre 0,5% y 10%, en la que determinar el factor de fusión comprende:
- analizar ópticamente una muestra cuadrada de la tela,
- dibujar un círculo, que tiene un diámetro que debe permanecer completamente dentro de la muestra cuadrada, alrededor de cada posición de fusión de las fibras que cruzan al menos una de las diagonales de la muestra cuadrada, en la que el tamaño del círculo se determina de modo que el círculo abarque el área de fusión entre las fibras fusionadas,
- calcular una media aritmética de los valores del diámetro de los círculos determinados, y
- calcular el factor de fusión como una relación entre la media aritmética y la longitud diagonal de la muestra cuadrada. La tela descrita se basa en la idea de que se puede considerar que la tela de fibra o banda de fibra no tejida representa una estructura que comprende una pluralidad de cavidades o huecos formados entre varias fibras vecinas. En el estado original no empapado de la tela, estos huecos están llenos de aire. Cuando la tela absorbe aceite, los huecos se llenan de aceite (líquido, semifluido o pastoso) o partículas de grasa que tienen un tamaño que se ajusta al menos aproximadamente al tamaño del hueco respectivo.
En esta imagen física ejemplar, se puede ver que la pluralidad de huecos dentro de la tela representan una pluralidad de jaulas capilares dentro de las cuales puede recibirse el aceite. En este sentido se señala que al ser cargada/descargada con un fluido una jaula capilar tiene el efecto de una histéresis capilar. Esto significa que, en comparación con el estado estacionario de una jaula cargada de líquido, para introducir el líquido en la jaula se necesita una presión más alta (en caso de que el ángulo de contacto sea superior a 90°) o una fuerza de succión capilar más alta (en caso de que el ángulo de contacto sea menor de 90°). Con respecto a la estabilidad de la absorción de aceite, es esencial la estabilidad de las partículas de aceite líquido dentro de sus huecos. Específicamente, cuanto más estables se acomodan las partículas de aceite dentro de los huecos, mayor es la capacidad de absorción de aceite. La estabilidad de la "acomodación" depende de las condiciones de capilaridad, en particular (a) del tamaño de los huecos respectivamente las cavidades y (b) del ángulo de contacto que, según el principio físico básico, depende de las propiedades de superficie de los materiales implicados. Además, debe quedar claro que el alcance de la capacidad de absorción de aceite depende de la densidad de huecos (de tamaño apropiado) dentro de la tela.
Se ha descubierto que un parámetro para adaptar el tamaño de las jaulas capilares es el denominado valor del título, que es indicativo del diámetro de las fibras. En el caso de un valor de título variable dentro de la red de fibra respectivamente la tela, se puede ofrecer un gran número de jaulas capilares que tienen diferentes tamaños para una absorción de partículas de aceite de diferentes tamaños. Descriptivamente hablando, ciertos ajustes en el procedimiento de fabricación de la fibra pueden traducirse en una variación de la distribución del diámetro de las fibras en la tela en su conjunto.
Ya en este punto se menciona que no solo el tamaño sino también la geometría de los huecos es un parámetro para la afinidad de las partículas de aceite a absorber dentro de la respectiva cavidad. Más detalles a este sentido se presentan a continuación con respecto a un factor de fusión, que también es un parámetro muy importante para la capacidad de absorción de aceite.
Para determinar la capacidad de absorción de aceite (o capacidad de absorción de líquido) de una tela, se puede llevar a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en la norma Edana NWSP 010.4.R0(15) usando aceite de motor. Para el análisis se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm. Se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas. Luego, la muestra se deja caer en un recipiente lleno de aceite. Se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite. Subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos. Luego, la tela se saca del aceite levantando la regla. A continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos. Se determina el peso de la tela humedecida con aceite y se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra mojada con aceite y se calcula el % en masa del peso del aceite absorbido de este modo en relación con el peso en seco de la muestra de tela.
En relación con estudios experimentales con emulsiones, es decir, una mezcla de componentes aceitosos y acuosos, la velocidad de succión, respectivamente, una velocidad de absorción de los componentes acuosos en los huecos capilares produce un arrastre, respectivamente, un arrastre de los componentes aceitosos junto con los componentes acuosos. Por lo tanto, para aplicaciones con tales emulsiones también se puede tener en cuenta este efecto de arrastre. Específicamente, no solo los efectos capilares entre la estructura de tela descrita y el aceite, respectivamente, los componentes oleosos, sino también los efectos capilares entre la estructura de red descrita de la tela y los componentes acuosos deben tenerse en cuenta al seleccionar un diseño apropiado para la estructura de red de la tela En términos descriptivos, los componentes acuosos pueden empujar o arrastrar los componentes aceitosos a través de una barrera oleófoba entre la tela descrita y las partículas de aceite y producir una capacidad de absorción de aceite mejorada. Debido a estas propiedades de manejo de líquidos, este efecto puede ser particularmente ventajoso para máscaras faciales que pueden tener un peso base comparativamente bajo.
Los estudios experimentales han revelado además que la tela descrita presenta un alto grado de regularidad respectivamente orden en su estructura espacial. Esta propiedad facilita la adaptación del tamaño y/o la forma de los huecos mediante una selección adecuada de los valores de los parámetros del procedimiento. Sin estar vinculados a una teoría física específica, la razón física de un alto grado de regularidad o incluso de cristalinidad de la tela descrito puede verse en la polaridad pronunciada de las fibras de lyocell que se basa en tres grupos hidroxilo para cada unidad monomérica. Dado que las moléculas de glucosa se disponen en cadenas que comprenden varios cientos de tales moléculas prácticamente sin contaminación alguna por medio de otras moléculas de glucosa similares cuando se fabrica la tela descrita se obtiene el mencionado alto grado de regularidad. Los grupos hidroxilo forman una red ordenada de puentes de hidrógeno que puede permitir comprender las siguientes propiedades de la tela descrita: (a) alto grado de cristalinidad, (b) comportamiento hidrófilo extremadamente alto, (b) alta capacidad de retención de agua, (c) propiedades termoendurecibles (sin punto de fusión), (s) capacidad de coagulación en un disolvente acuoso N-metil-morfolina (NMMO), y (e) propiedades antiestáticas inherentes dependientes de la humedad.
Se señala que controlando los parámetros del procedimiento del procedimiento de fabricación de la disolución de hilatura de lyocell de manera apropiada, la capacidad de absorción de aceite descrita ya puede lograrse sin ningún tratamiento adicional de la tela, en particular sin aplicar y/o usar ninguna sustancia química adicional. Esto puede proporcionar la ventaja de que un producto final que comprenda la tela descrita estará automáticamente libre de cualquier resto de tales sustancias químicas.
En el contexto de esta solicitud, la expresión "tela de fibra de celulosa no tejida" (que también puede denominarse tela de filamentos de celulosa no tejida) puede referirse particularmente a una tela o banda compuesta por una pluralidad de fibras sustancialmente continuas. La expresión "fibras sustancialmente continuas" tiene en particular el significado de fibras de filamento que tienen una longitud significativamente mayor que las fibras cortadas convencionales. En una formulación alternativa, la expresión "fibras sustancialmente continuas" puede tener, en particular, el significado de una banda formada por fibras de filamento que tienen una cantidad significativamente menor de extremos de fibra por volumen que las fibras cortadas convencionales. En particular, las fibras continuas de una tela según una realización ejemplar de la invención pueden tener una cantidad de extremos de fibra por volumen inferior a 10.000 extremos/cm3, en particular menos de 5.000 extremos/cm3. Por ejemplo, cuando se usan fibras cortadas como sustituto del algodón, pueden tener una longitud de 38 mm (que corresponde a una longitud natural típica de las fibras de algodón). En contraste con esto, las fibras sustancialmente continuas de la tela de fibra de celulosa no tejida pueden tener una longitud de al menos 200 mm, en particular de al menos 1.000 mm. Sin embargo, una persona experta en la técnica será consciente del hecho de que incluso las fibras de celulosa continuas pueden tener interrupciones, que pueden formarse mediante procesos durante y/o después de la formación de la fibra. Como consecuencia, una tela de fibra de celulosa no tejida hecha de fibras de celulosa sustancialmente continuas tiene un número significativamente menor de fibras por masa en comparación con la tela no tejida hecha de fibras cortadas del mismo denier. Una tela de fibra de celulosa no tejida puede fabricarse hilando una pluralidad de fibras y atenuando y estirando las últimas hacia una unidad de soporte de fibras preferiblemente móvil. Por ello, se forma una red o banda tridimensional de fibras de celulosa, que constituye la tela de fibra de celulosa no tejida. La tela puede ser de celulosa como componente principal o único.
En el contexto de esta solicitud, la expresión "disolución de hilatura de lyocell" puede referirse particularmente a un disolvente (por ejemplo, una disolución polar de un material tal como N-metil-morfolina, NMMO, "óxido de amina" o "AO") en la que la celulosa (por ejemplo, pasta de madera u otra materia prima a base de celulosa) se disuelve. La disolución de hilatura de lyocell es una disolución en lugar de una masa fundida. Pueden generarse filamentos de celulosa a partir de la disolución de hilatura de lyocell reduciendo la concentración del disolvente, por ejemplo, poniendo en contacto dichos filamentos con agua. El procedimiento de generación inicial de fibras de celulosa a partir de una disolución de hilatura de lyocell puede describirse como coagulación.
En el contexto de esta solicitud, la expresión "flujo de gas" puede denotar particularmente un flujo de gas tal como aire sustancialmente paralelo a la dirección de movimiento de la fibra de celulosa o su preforma (es decir, disolución de hilatura de lyocell) durante y/o después de que la disolución de hilatura de lyocell sale o ha salido de la hilera.
En el contexto de esta solicitud, la expresión "fluido de coagulación" puede denotar particularmente un fluido no disolvente (es decir, un gas y/o un líquido, que incluye opcionalmente partículas sólidas) que tiene la capacidad de diluir la disolución de hilatura de lyocell e intercambiarse con el disolvente hasta tal punto que las fibras de celulosa se forman a partir de los filamentos de lyocell. Por ejemplo, tal fluido de coagulación puede ser agua nebulizada.
En el contexto de esta solicitud, la expresión "parámetros del procedimiento" puede referirse particularmente a todos los parámetros físicos y/o parámetros químicos y/o parámetros de dispositivos de sustancias y/o componentes de dispositivos usados para fabricar tela de fibra de celulosa no tejida que pueden tener un impacto en las propiedades de las fibras y/o de la tela, en particular sobre el diámetro de la fibra y/o la distribución del diámetro de la fibra. Tales parámetros del procedimiento pueden ser ajustables automáticamente por una unidad de control y/o manualmente por un usuario para sintonizar o ajustar de ese modo las propiedades de las fibras de la tela de fibra de celulosa no tejida. Los parámetros físicos que pueden tener un impacto en las propiedades de las fibras (en particular, en su diámetro o distribución del diámetro) pueden ser la temperatura, la presión y/o la densidad de los diversos medios que intervienen en el procedimiento (tal como la disolución de hilatura de lyocell, el fluido de coagulación, el flujo de gas, etc.). Los parámetros químicos pueden ser la concentración, la cantidad, el valor de pH de los medios implicados (tales como la disolución de hilatura de lyocell, el fluido de coagulación, etc.). Los parámetros del dispositivo pueden ser el tamaño y/o las distancias entre los orificios, la distancia entre los orificios y la unidad de soporte de fibras, la velocidad de transporte de la unidad de soporte de fibras, la provisión de una o más unidades de post procesado in situ, el flujo de gas, etc.
El término "fibras" puede denotar particularmente piezas alargadas de un material que comprende celulosa, por ejemplo, de sección transversal aproximadamente redonda o de forma no regular, opcionalmente retorcidas con otras fibras. Las fibras pueden tener una relación de aspecto mayor que 10, particularmente mayor de 100, más particularmente mayor de 1000. La relación de aspecto es la relación entre la longitud de la fibra y el diámetro de la fibra. Las fibras pueden formar redes interconectadas por fusión (de modo que se forme una estructura multifibra integral) o por fricción (de modo que las fibras permanezcan separadas, pero se acoplen mecánicamente débilmente por una fuerza de fricción ejercida cuando las fibras se mueven mutuamente estando en contacto físico entre sí). Las fibras pueden tener una forma sustancialmente cilíndrica que, sin embargo, puede ser recta, doblada, retorcida o curvada. Las fibras pueden consistir en un solo material homogéneo (es decir, celulosa). Sin embargo, las fibras también pueden comprender uno o más aditivos. Los materiales líquidos tales como agua o aceite pueden acumularse entre las fibras.
Según una realización de la invención, la tela comprende una masa por unidad de área que es menor de 150 gramos por metro cuadrado, en particular menor de 100 gramos por metro cuadrado, además en particular menor de 50 gramos por metro cuadrado e incluso más en particular menor de 20 gramos por metro cuadrado.
Al mejorar la capacidad de absorción de aceite para telas que tienen una pequeña masa por unidad de área, estas telas pueden tener la ventaja de que pueden usarse para una variedad de aplicaciones, que requieren, por ejemplo, una toallita delgada.
Se menciona que la expresión "masa por unidad de área" a menudo también se denomina peso base.
Según otra realización de la invención, la red presenta un factor de fusión de las fibras, que está en un intervalo entre 0,1% y 100%, en particular en un intervalo entre 0,5% y 10%.
Para determinar el factor de fusión (que también puede denominarse factor de fusión de área) de una tela, se puede llevar a cabo el siguiente procedimiento de determinación: se analiza ópticamente una muestra cuadrada de la tela. Alrededor de cada posición de fusión (en particular, punto de fusión, almohadilla de fusión y/o línea de fusión) de fibras que cruzan al menos una de las diagonales de la muestra cuadrada, se dibuja un círculo, que tiene un diámetro que debe permanecer completamente dentro de la muestra cuadrada. El tamaño del círculo se determina de modo que el círculo incluya el área de fusión entre las fibras fusionadas. Se calcula una media aritmética de los valores del diámetro de los círculos determinados. El factor de fusión se calcula como la relación entre el valor del diámetro medio y la longitud de la diagonal de la muestra cuadrada, y se puede dar en porcentaje.
Un factor de fusión de cero o 0% corresponde a una tela sin ningún punto de fusión, es decir, fibras completamente separadas que interactúan entre sí solo por enlaces de hidrógeno o fricción entre fibras. Un factor de fusión de uno o
100% describe una tela que está constituida por fibras completamente integrales que forman una estructura continua tal como una película. Ajustando el factor de fusión, también pueden ajustarse las propiedades físicas (en particular, la estabilidad mecánica) de la tela correspondiente.
Al controlar el factor de fusión, se pueden ajustar varias propiedades de la tela resultante. En el contexto de la capacidad de absorción de aceite, en particular, se pueden controlar las cavidades entre las fibras, respectivamente, los filamentos. En combinación con la variación del diámetro de fibra, se pueden lograr estructuras de tela hechas a medida, especialmente para una alta absorción de aceite o grasa.
En una realización, las posiciones de fusión (de los puntos de fusión) están distribuidas de forma asimétrica y/o anisotrópica por toda la tela. Esto significa que el factor de fusión, la densidad de los puntos de fusión o cualquier otro parámetro indicativo de un grado de ocurrencia local de fusión entre fibras puede ser diferente para diferentes secciones de volumen de la tela. Por ejemplo, una tela compuesta por dos capas puede estar compuesta por una capa que tenga un factor de fusión más grande que otra capa que tenga un factor de fusión más pequeño. El factor de fusión de una capa respectiva se puede ajustar mediante un ajuste o un control del procedimiento de la formación de esta capa independientemente o de manera diferente de un ajuste o control del procedimiento de la formación de la otra capa.
Según una realización adicional de la invención, al menos algunas fibras individuales están retorcidas entre sí y/o al menos otra estructura de fibras está retorcida con otra estructura de fibras. Esto puede mejorar (adicionalmente) la estabilidad mecánica de la tela descrita.
En el contexto de este documento, una "estructura de fibra" puede ser cualquier disposición de fibra que comprenda al menos dos fibras. Por ello, las fibras pueden ser fibras individuales que se tocan entre sí al menos parcialmente. Alternativamente o en combinación, una estructura de fibra también puede ser una estructura que comprende al menos dos fibras que están conectadas integralmente en al menos una posición de fusión.
Según una realización adicional de la invención, la tela presenta una capacidad de absorción de aceite de al menos 2.100 por ciento en masa, en particular de al menos 2.300 por ciento en masa, y más en particular de al menos 2.500 por ciento en masa.
Se menciona que, con valores de parámetros del procedimiento apropiados para fabricar la tela descrita, que debido a su material de celulosa presenta intrínsecamente una capacidad de absorción de aceite muy pequeña, se puede lograr una capacidad de absorción de aceite del mismo orden que la capacidad de absorción de aceite del poli(tereftalato de etileno) (PET), que por su naturaleza es un material altamente oleófilo. Además, la capacidad de absorción de aceite descrita es incluso mayor que la capacidad de absorción de aceite de ciertas telas de polipropileno (PP) ensayadas.
Según una realización adicional de la invención, diferentes fibras están situadas al menos parcialmente en diferentes capas distinguibles. En este contexto, "distinguible" puede significar en particular que la tela muestra una separación visible o región de interfase entre las capas al menos en de una imagen captada, p. ej., por medio de un microscopio electrónico.
Hablando descriptivamente, la tela descrita presenta una estructura multicapa con al menos dos capas de red formadas una sobre otra. Al controlar los parámetros del procedimiento de tal manera que las diferentes capas de red tengan funcionalidades cualitativa y/o cuantitativamente diferentes, las propiedades físicas y/o químicas de toda la tela se pueden adaptar de manera específica para muchas aplicaciones específicas. Esto puede ampliar significativamente el campo de aplicabilidad técnica de la tela descrita.
Se puede usar una tela de al menos tres capas, por ejemplo, para una toallita, en la que una capa interna se puede empapar preferiblemente con un líquido, en particular un líquido aceitoso, que durante el uso se libera de manera controlada a través de al menos una de las capas externas. De ese modo, las diferentes propiedades funcionales de las respectivas capas se pueden ajustar, por ejemplo, eligiendo un intervalo apropiado de diámetros de fibra.
Se menciona que no existe una limitación principal con respecto al número máximo de capas de red apiladas. Dependiendo de las aplicaciones específicas, se pueden producir telas multicapa que consisten en 2 a 4 o incluso más, p. ej., de 5 a 20 capas de red apiladas.
En comparación con las telas multicapa conocidas, las posiciones de fusión entre capas o los puntos de fusión entre capas permiten una unión mutua entre las dos capas sin usar ningún material de adhesión adicional, lo que por naturaleza incluiría una cierta penetración en el interior de al menos una de las dos capas de red. Además, una unión mutua no se basa en ninguna penetración de fibras de un tipo en la capa asignada al otro tipo de fibras. Como consecuencia, al separar las dos capas, lo que puede ser deseable en ciertas aplicaciones, habrá sólo una cantidad mínima de roturas de fibra y las superficies adheridas anteriormente de las capas estarán sustancialmente libres de flecos. Además, una separación deseada solo provocará una pelusa mínima.
Debido al hecho de que no hay necesidad de material adhesivo adicional para la unión mutua de las dos capas, la tela puede fabricarse de una manera compatible con el medio ambiente. Específicamente, la tela multicapa descrita se
puede usar para un producto que es completamente biodegradable. Además, la ausencia de cualquier material de adhesión adicional tal como un aglutinante entre las capas vecinas puede proporcionar la ventaja de que el líquido puede extenderse a través de la interfase de la capa respectiva sin ningún obstáculo.
Según una realización adicional de la invención, la tela comprende al menos una de las siguientes características:
(a) las fibras de diferentes capas están conectadas integralmente en al menos una posición de fusión entre capas entre las capas;
(b) las diferentes fibras que están situadas al menos parcialmente en diferentes capas difieren con respecto al diámetro de fibra, en particular difieren con respecto al diámetro medio de fibra;
(c) las fibras de diferentes capas tienen el mismo diámetro de fibra, en particular tienen sustancialmente el mismo diámetro medio de fibra;
(d) las redes de fibras de diferentes capas proporcionan una funcionalidad diferente, en la que la funcionalidad diferente en particular comprende al menos una del grupo que consiste en una absorción diferente, un comportamiento anisótropo diferente, una capacidad de absorción de líquido diferente, una facilidad de limpieza diferente, propiedades ópticas diferentes, rugosidad diferente, suavidad diferente y propiedades mecánicas diferentes.
Las posiciones de fusión entre capas, como se describe anteriormente en el punto (a), pueden generarse alineando en serie dos (o más) hileras con orificios a través de los cuales se extruye la disolución de hilatura de lyocell para la coagulación y la formación de fibras. Cuando una disposición de este tipo se combina con una unidad de soporte de fibras móvil (tal como una cinta transportadora con una superficie de alojamiento de fibra), la primera hilera forma una primera capa de fibras sobre la unidad de soporte de fibras, y la segunda hilera forma una segunda capa de fibras encima de la primera capa cuando la unidad móvil de soporte de fibras llega a la posición de la segunda hilera. Los parámetros del procedimiento de este método pueden ajustarse de modo que se formen puntos de fusión entre la primera capa y la segunda capa.
En el contexto de la presente solicitud, el término “fusión” puede denotar particularmente una interconexión de diferentes fibras en el respectivo punto de fusión que da como resultado la formación de una estructura de fibra conectada integralmente compuesta de las dos fibras previamente separadas que anteriormente se relacionaban con las diferentes capas. Las fibras interconectadas pueden adherirse fuertemente entre sí en un punto de fusión. En particular, las fibras de la segunda capa en formación que aún no están completamente curadas o solidificadas por coagulación pueden, por ejemplo, tener todavía una piel exterior o regiones superficiales que todavía están en la fase de disolución líquida de lyocell y aún no en el estado sólido completamente curado. Cuando tales estructuras de prefibras entran en contacto entre sí y después se curan completamente hasta el estado de fibras sólidas, esto puede dar como resultado la formación de dos fibras fusionadas en una interfase entre diferentes capas. Cuanto mayor sea el número de puntos de fusión, mayor será la estabilidad de la interconexión entre las capas de la tela. De este modo, el control de la fusión permite controlar la rigidez de la conexión entre las capas de la tela. La fusión se puede controlar, por ejemplo, ajustando el grado de curado o coagulación antes de que las estructuras de prefibra de una capa respectiva lleguen a la placa de soporte de fibras en una capa subyacente de fibras o estructuras de prefibra. Al fusionar fibras de diferentes capas en una interfase entre ellas, se puede evitar la separación no deseada de las capas. En ausencia de puntos de fusión entre las capas, se puede hacer posible el pelado de una capa de la otra capa de fibras.
Cuando diferentes capas de la tela están formadas por fibras que tienen diferentes diámetros (medio) como se describe anteriormente en el punto (b), las propiedades mecánicas de las diferentes capas pueden ajustarse por separado y de manera diferente. Por ejemplo, una de las capas puede tener un carácter rígido usando fibras que tengan un diámetro relativamente grande, mientras que la otra capa puede tener un carácter suave o elástico (por ejemplo, usando fibras que tengan un diámetro relativamente bajo). Por ejemplo, se puede fabricar una toallita que tenga una superficie más rugosa para limpiar retirando mecánicamente la suciedad y que tenga una superficie más suave para limpiar, es decir, que esté configurada para absorber agua o similar de una superficie a limpiar.
Si las fibras de diferentes capas tienen el mismo diámetro (medio) como se describe anteriormente en el punto ©, las capas adyacentes pueden tener propiedades físicas similares o idénticas. Pueden estar interconectadas fuerte o débilmente en los puntos de fusión intermedios. El número de tales puntos de fusión por área de interfase puede definir la fuerza de acoplamiento entre capas adyacentes. Con una fuerza de acoplamiento pequeña, el usuario puede separar fácilmente las capas. Con una alta fuerza de acoplamiento, las capas pueden permanecer permanentemente unidas entre sí.
Según una realización adicional de la invención, las redes de fibra en diferentes capas tienen diferentes factores de fusión. Esto puede contribuir a una mayor estabilidad mecánica de la tela descrita.
Específicamente, al controlar el factor de fusión a lo largo de una dirección de altura o z que es perpendicular a los planos de las capas, se puede lograr una cierta tensión previa cuando las fibras continuas tocan una unidad de soporte de fibras que recoge las fibras durante el procedimiento de fabricación de la tela descrita. Por ello, una distribución dependiente de la altura de diferentes factores de fusión puede permitir construir “n "sistema de resorte de absorción
de fuerza" que produce una alta estabilidad mecánica y previene efectivamente el colapso de las cavidades capilares o huecos formados dentro de la tela descrita por la presión de las fuerzas de adhesión cuando las partículas de aceite están incrustadas dentro de la tela.
Según una realización adicional de la invención, las fibras tienen un contenido de cobre de menos de 5 ppm y/o tienen un contenido de níquel de menos de 2 ppm. Todos los valores de ppm mencionados en esta solicitud se relacionan con la masa (en lugar de con el volumen). Aparte de esto, la contaminación por metales pesados de las fibras o la tela no puede ser superior a 10 ppm para cada elemento individual de metales pesados. Debido al uso de una disolución de hilatura de lyocell como base para la formación de la tela a base de fibra continua (en particular cuando se incluye un disolvente tal como N-metil-morfolina, NMMO), la contaminación de la tela con metales pesados tal como cobre o níquel (que pueden causar reacciones alérgicas a un usuario) puede mantenerse extremadamente pequeña.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para fabricar una tela de fibra de celulosa no tejida, en particular una tela como la descrita anteriormente, directamente a partir de una disolución de hilatura de lyocell. El método proporcionado comprende extruir la disolución de hilatura de lyocell a través de una hilera con orificios apoyado por un flujo de gas en una atmósfera de fluido de coagulación para formar por ello fibras sustancialmente continuas;
recoger las fibras en una unidad de soporte de fibras para formar por ello la tela;
ajustar los parámetros del procedimiento del procedimiento de fabricación para que la tela presente una capacidad de absorción de aceite de al menos 1.900 por ciento en masa, en la que para determinar la capacidad de absorción de aceite se lleva a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en la norma Edana NWSP 010.4.R0(15) usando aceite de motor, en la que el análisis comprende:
- se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm,
- se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas,
- luego se deja caer la muestra en un recipiente lleno de aceite y se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite,
- subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos,
- luego, la tela se saca del aceite levantando la regla,
- a continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos,
- se determina el peso de la tela humedecida con aceite, y
- se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra humedecida con aceite y se calcula el porcentaje en masa del peso del aceite absorbido de este modo en relación con el peso seco de la muestra de tela,
en la que la tela comprende una masa por unidad de superficie inferior a 150 gramos por metro cuadrado,
en la que al menos algunas de las fibras se fusionan integralmente en posiciones de fusión, y
en la que la tela de fibra de celulosa no tejida consiste esencialmente en celulosa sola;
en la que el ajuste de los parámetros del procedimiento comprende al menos una de las siguientes características:
formar al menos parte de la posición de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya salido de los orificios y antes de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras desencadenando una interacción entre la disolución de hilatura de lyocell extruida a través de diferentes orificios, en la que el flujo de gas se ajusta en términos de velocidad y dirección, de modo que diferentes hebras o filamentos de la disolución de hilatura de lyocell se ven forzados a entrar en interacción entre sí en una dirección lateral;
formar al menos una parte de las posiciones de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras desencadenando la coagulación de al menos parte de las fibras cuando se colocan sobre la unidad de soporte de fibras;
disponer en serie múltiples hileras con orificios a lo largo de una unidad de soporte de fibras móvil, depositando una primera capa de fibras sobre la unidad de soporte de fibras y depositando una segunda capa de fibras sobre la primera capa antes de que se ha completado la coagulación de al menos parte de las fibras en una interfase entre la las capas.
El método proporcionado se basa en la idea de que se pueden formar una pluralidad de cavidades o huecos entre varias fibras vecinas. Al seleccionar los parámetros del procedimiento apropiados, estos huecos se pueden dimensionar adecuadamente en tamaño y/o forma. En un estado original no empapado de la tela, estos huecos están
llenos de aire. Cuando la tela absorbe aceite, los huecos se llenan de aceite (líquido, semifluido o pastoso) o partículas de grasa que tienen un tamaño que se ajusta al menos aproximadamente al tamaño del hueco respectivo.
En el contexto de este documento, "hilera con orificios" (que, por ejemplo, se puede denominar "dispositivo de orificios") puede ser cualquier estructura que comprenda un dispositivo de orificios que estén dispuestos linealmente.
Según una realización de la invención, el ajuste de los parámetros del procedimiento comprende al menos una de las siguientes características:
(a) formar al menos parte de la posición de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya salido de los orificios y antes de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras desencadenando una interacción entre la disolución de hilatura de lyocell extruida a través de diferentes orificios;
(b) formar al menos parte de las posiciones de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras desencadenando la coagulación de al menos parte de las fibras cuando se depositan sobre la unidad de soporte de fibras;
(c) disponer en serie múltiples hileras con orificios a lo largo de una unidad de soporte de fibras móvil, depositar una primera capa de fibras sobre la unidad de soporte de fibras y depositar una segunda capa de fibras sobre la primera capa antes de que se haya completado la coagulación de al menos parte de las fibras en una interfase entre las capas.
La formación de al menos una parte de las posiciones de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya salido de los orificios y antes de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras, como se describe anteriormente en el punto (a), puede lograrse, por ejemplo, desencadenando una interacción entre hebras de disolución de hilatura de lyocell extruida a través de diferentes orificios mientras se acelera hacia abajo. Por ejemplo, el flujo de gas se puede ajustar en términos de velocidad y dirección para que diferentes hebras o filamentos de la disolución de hilatura (aún no completamente coagulada) se vean forzados a interactuar entre sí en una dirección lateral antes de llegar a la unidad de soporte de fibras. También es posible que el flujo de gas se haga funcionar en régimen cerrado o en régimen de flujo turbulento para promover una interacción mutua entre las diversas preformas de las fibras. Por lo tanto, las preformas individuales de las fibras pueden ponerse en contacto entre sí antes de la coagulación, formando así posiciones de fusión.
La formación de al menos una parte de las posiciones de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras como se describe anteriormente en el punto (b) puede lograrse retrasando intencionalmente el proceso de coagulación. Este retraso puede ajustarse mediante una operación correspondiente de una unidad de coagulación, en particular ajustando correspondientemente las propiedades y la posición de suministro del fluido de coagulación. Más específicamente, el proceso de coagulación puede retrasarse hasta que la disolución de hilatura haya alcanzado la placa de soporte de fibras. En una realización de este tipo, las preformas de las fibras, aún antes de la coagulación, llegan a la unidad de soporte de fibras y de ese modo entran en contacto con otras preformas de la fibra, también aún antes de la coagulación. La disolución de hilatura de diferentes hebras o preformas puede verse así forzada a fluir en contacto entre sí, y solo después de eso puede desencadenarse o completarse la coagulación. Por lo tanto, la coagulación que sigue al contacto inicial entre diferentes preformas de fibras que todavía están en estado no coagulado es una medida eficaz para formar posiciones de fusión.
La disposición en serie de hileras múltiples con orificios a lo largo de una unidad de soporte de fibras móvil y las siguientes etapas como se describe anteriormente en el punto (c) también pueden contribuir a que se logre una capacidad de absorción de aceite adecuada. Por ello, para cada capa a formar, los parámetros del procedimiento de funcionamiento de las hileras correspondientes con orificios pueden ajustarse para obtener un comportamiento de coagulación específico de la capa. El comportamiento de coagulación específico de capa de las diferentes capas se puede ajustar de modo que se formen posiciones de fusión (intracapa) dentro de la capa respectiva y se formen posiciones de fusión (intercapa) entre capas adyacentes. Más específicamente, el control del procedimiento se puede ajustar para que se formen posiciones de fusión entre dos capas adyacentes promoviendo la coagulación de ambas capas solo después del contacto inicial entre la disolución de hilatura relacionada con las diferentes capas.
Según una realización adicional de la invención, el método comprende además el procesado adicional de las fibras y/o la tela in situ después de la recogida en la unidad de soporte de fibras. Este procesado adicional comprende en particular al menos uno del grupo que consiste en hidroentrelazado, punzonado, impregnación, tratamiento con vapor a presión y calandrado.
Tales procedimientos in situ pueden ser aquellos procedimientos que se llevan a cabo antes de que la tela fabricada (en particular, sustancialmente continua) se almacene (por ejemplo, enrollada por una bobinadora) para su envío a un destino de fabricación de producto. Por ejemplo, tal procesado adicional o procesado posterior puede implicar hidroentrelazado. El hidroentrelazado se puede indicar como un procedimiento de unión para bandas fibrosas húmedas o secas, siendo la tela unida resultante una tela no tejida. El hidroentrelazado puede usar chorros finos de agua a alta presión que penetran en la banda, golpean una unidad de soporte de fibras (en particular, una cinta transportadora) y rebotan provocando que las fibras se entrelacen. Una compresión correspondiente de la tela puede hacer que la tela sea más compacta y mecánicamente más estable. Además, o como alternativa al hidroentrelazado, se puede llevar a cabo un tratamiento de las fibras con vapor a presión. Adicional o alternativamente, tal procesado
adicional o procesado posterior puede implicar un tratamiento de punción de la tela fabricada. Se puede usar un sistema de punzonado con aguja para unir las fibras de la tela o banda. Las telas punzonadas con agujas se pueden producir cuando se empujan agujas de púas a través de la banda fibrosa forzando algunas fibras a través de la banda, en la que permanecen cuando se retiran las agujas. Si se desplazan adecuadamente suficientes fibras, la banda puede convertirse en una tela por el efecto de consolidación de estos tapones de fibras. Otro procesado adicional o tratamiento posterior al procesado de la banda o tela es un tratamiento de impregnación. La impregnación de la red de fibras continuas puede implicar la aplicación de uno o más productos químicos (tales como un agente suavizante, un agente hidrófobo y un agente antiestático, etc.) sobre la tela. Otro tratamiento de procesado adicional más de la tela es el calandrado. El calandrado puede indicarse como un procedimiento de acabado para tratar la tela y puede emplear un calandrado para alisar, revestir y/o comprimir la tela.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un dispositivo para fabricar tela de fibra de celulosa no tejida directamente a partir de una disolución de hilatura de lyocell y, en particular, para fabricar una tela como se ha descrito anteriormente. El dispositivo provisto comprende
una hilera con orificios configurada para extruir la disolución de hilatura de lyocell apoyada por un flujo de gas;
una unidad de coagulación configurada para proporcionar una atmósfera de fluido de coagulación para la disolución de hilatura de lyocell extruida para formar por ello fibras sustancialmente continuas;
una unidad de soporte de fibras configurada para recoger las fibras para formar por ello la tela; y una unidad de control configurada para ajustar los parámetros del procedimiento de modo que la tela presente una capacidad de absorción de aceite de al menos 1.900 por ciento en masa, en la que para determinar la capacidad de absorción de aceite se lleva a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en la norma Edana NWSP 010.4.R0(15) usando aceite de motor, en la que el análisis comprende: - se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm,
- se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas, - luego se deja caer la muestra en un recipiente lleno de aceite y se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite,
- subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos,
- luego, la tela se saca del aceite levantando la regla,
- a continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos,
- se determina el peso de la tela humedecida con aceite, y
- se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra humedecida con aceite y se calcula el porcentaje en masa del peso del aceite absorbido de este modo en relación con el peso en seco de la muestra de tela,
en la que la tela comprende una masa por unidad de superficie inferior a 150 gramos por metro cuadrado, en la que al menos algunas de las fibras se fusionan integralmente en posiciones de fusión, y
en la que la tela de fibra de celulosa no tejida consiste esencialmente en celulosa sola;
en la que el ajuste de los parámetros del procedimiento comprende al menos una de las siguientes características:
formar al menos parte de la posición de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya salido de los orificios y antes de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras desencadenando una interacción entre la disolución de hilatura de lyocell extruida a través de diferentes orificios, en la que el flujo de gas se ajusta en términos de velocidad y dirección, de modo que diferentes hebras o filamentos de la disolución de hilatura de lyocell se ven forzados a entrar en interacción entre sí en una dirección lateral;
formar al menos una parte de las posiciones de fusión después de que la disolución de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad de soporte de fibras desencadenando la coagulación de al menos parte de las fibras cuando se colocan sobre la unidad de soporte de fibras;
disponer en serie múltiples hileras con orificios a lo largo de una unidad de soporte de fibras móvil, depositar una primera capa de fibras sobre la unidad de soporte de fibras y depositar una segunda capa de fibras sobre la primera capa antes de que se haya completado la coagulación de al menos parte de las fibras en una interfase entre la las capas.
El dispositivo descrito se basa en la idea de que la unidad de control permite llevar a cabo de manera fiable el método descrito anteriormente para fabricar la tela de fibra de celulosa no tejida anteriormente descrita.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para usar una tela de fibra de celulosa no tejida como se describe anteriormente. La tela se usa para al menos uno del grupo que consiste en una toallita secadora, una mascarilla facial, un producto de higiene, una toallita, un filtro, un producto de aplicación médica, un geotextil, un agrotextil, ropa, un producto para la tecnología de la construcción, un producto de automoción, un mueble, un producto industrial, un producto relacionado con el ocio, la belleza, el deporte o los viajes, y un producto relacionado con la escuela o la oficina.
Cuando se usa la tela descrita para una lámina de secadora, la capacidad de absorción de aceite se puede usar para depositar componentes activos que se liberan durante un procedimiento de secado llevado a cabo dentro de una secadora de ropa. El procedimiento de liberación se puede apoyar, p. ej., mediante la contracción térmica y un correspondiente aplastamiento de cavidades que contienen partículas de aceite.
Cuando se usa la tela descrita para una mascarilla facial, se pueden obtener beneficios especiales de la gran capacidad receptora de aceites y/o emulsiones, que son los más adecuados para la piel humana.
Cuando se usa la tela descrita para una toallita limpiadora, p. ej., una toallita para uso doméstico, se pueden aprovechar los beneficios de la alta absorción de aceite al retirar residuos aceitosos en la cocina sin usar productos químicos ni tensioactivos.
La alta absorción de aceite de la tela descrita también puede ser especialmente beneficiosa para toallitas para el cuidado personal, p. ej., para desmaquillar sin necesidad de lociones que contengan tensioactivos.
Según otro aspecto de la invención, se proporciona un producto o composite que comprende una tela de fibra de celulosa no tejida como se describe anteriormente.
También se puede combinar una tela de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención (por ejemplo, in situ o en un procedimiento subsecuente) con uno o más materiales, para formar por ello un composite según una realización ejemplar de la invención. Los materiales ejemplares, que se pueden combinar con la tela para formar dicho composite, se pueden seleccionar de un grupo de materiales que comprende, pero no se limita a, los siguientes materiales o combinaciones de los mismos: pasta de pelusa, una suspensión de fibras, un material no tejido depositado en húmedo, un material no tejido depositado por aire, una banda unida en hilatura, una banda soplada en masa fundida, una banda entrelazada en hilatura cardada o punzonada u otras estructuras similares a láminas hechas de diversos materiales. En una realización, la conexión entre los diferentes materiales se puede realizar mediante (pero sin limitarse a) uno o una combinación de los siguientes procedimientos: fusión, hidroentrelazado, punzonado, enlace de hidrógeno, unión térmica, pegado mediante aglutinante, estratificado y/o calandrado.
Los usos particulares de las bandas, ya sean bandas de fibra de celulosa al 100% o, por ejemplo, bandas que comprenden o consisten en dos o más fibras, o fibras modificadas químicamente o fibras con materiales incorporados, tales como materiales antibacterianos, materiales de intercambio iónico, carbono activo, nanopartículas, lociones, agentes médicos o retardantes del fuego, o fibras bicomponente pueden ser los siguientes:
La tela de fibra de celulosa no tejida según realizaciones ejemplares de la invención se puede usar para fabricar toallitas tales como toallitas para bebés, cocina, toallitas húmedas, cosméticas, de higiene, médicas, de limpieza, para pulir (automóviles, muebles), para el polvo, industriales, bayeta, y mopas.
También es posible que la tela de fibra de celulosa no tejida según realizaciones ejemplares de la invención se use para fabricar un filtro. Por ejemplo, tal filtro puede ser un filtro de aire, HVAC, filtro de aire acondicionado, filtro de gases de combustión, filtros de líquidos, filtros de café, bolsitas de té, bolsitas de café, filtros de alimentos, filtro de purificación de agua, filtro de sangre, filtro de cigarrillos; filtros de cabina, filtros de aceite, filtro de cartucho, filtro de aspiradora, bolsa de aspiradora, filtro de polvo, filtro hidráulico, filtro de cocina, filtro de ventilador, filtros de intercambio de humedad, filtro de polen, filtros HEVAC/HEPAULPA, filtro de cerveza, filtro de leche, filtro de refrigerante líquido y filtros de zumos de frutas.
En otra realización más, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar productos higiénicos absorbentes. Los ejemplos de los mismos son una capa de adquisición, un material de cobertura, una capa de distribución, una cubierta absorbente, toallas higiénicas, láminas superiores, láminas posteriores, muñequeras, productos lavables, almohadillas, almohadillas de lactancia, ropa interior desechable, pantalones de entrenamiento, máscaras faciales, máscaras faciales de belleza, almohadillas de limpieza de cosméticos, paños, pañales y láminas para una secadora de ropa que liberan un componente activo (tal como un suavizante textil).
En otra realización más, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar un producto de aplicación médica. Por ejemplo, tales productos de aplicación médica pueden ser gorros desechables, batas, mascarillas y cubrezapatos, productos para el cuidado de heridas, productos de envasado estéril, productos de cobertura, materiales para apósitos, ropa de un solo uso, productos para diálisis, tiras nasales, adhesivos para placas dentales, ropa interior desechable, paños, envolturas y paquetes, esponjas, apósitos y toallitas, ropa de cama, administración transdérmica
de medicamentos, cubiertas, protectores interiores, paquetes para procedimientos, paquetes térmicos, forros para bolsas de ostomía, cintas de fijación y colchones para incubadoras.
En otra realización más, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar geotextiles. Esto puede implicar la producción de cubiertas de protección de cultivos, esteras capilares, purificación de agua, control de riego, revestimiento de asfalto, estabilización de suelos, drenaje, control de sedimentación y erosión, revestimientos de estanques, revestimientos de canales de drenaje a base de impregnación, estabilización de suelos, revestimientos de pozos, mantas de semillas, telas para el control de malezas, sombra para invernaderos, bolsas para raíces y macetas biodegradables. También es posible usar la tela de fibra de celulosa no tejida para una lámina vegetal (por ejemplo, que proporciona una protección ligera y/o una protección mecánica para una planta, y/o proporciona a la planta o al suelo estiércol o semilla).
En otra realización, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar prendas de vestir. Por ejemplo, pueden fabricarse a base de tal tela, entretelas, aislamiento y protección de ropa, componentes de boIsos, componentes de calzado, forros de cinturones, prendas industriales para la cabeza/alimentación, ropa de trabajo desechable, bolsos para ropa y zapatos y aislamiento térmico.
En otra realización más, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar productos usados para la tecnología de la construcción. Por ejemplo, se pueden fabricar usando tal tela capas base para techos y tejas, láminas subyacentes, aislamiento térmico y acústico, aislamiento de casas, revestimientos para paneles de yeso, aislamiento de tuberías, capas de moldeo de hormigón, cimientos y estabilización de suelos, drenajes verticales, tejas, fieltros para techos, reducción de ruido, refuerzo, material de sellado, y material de amortiguación (mecánica).
En otra realización más, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar un producto para automoción. Algunos ejemplos son un filtro de cabina, revestimientos de maletero, estantes para paquetes, protectores térmicos, molduras de estantes, revestimientos de capó moldeados, revestimientos para el suelo del maletero, filtros de aceite, revestimientos para el techo, estantes para paquetes traseros, telas decorativas, bolsas de aire, almohadillas para silenciadores, materiales aislantes, cubiertas para automóviles, protectores inferiores, alfombrillas para automóviles, cintas, respaldos y alfombras de penachos, cubiertas de asientos, molduras de puertas, alfombras cosidas y respaldos de alfombras para automóviles.
Otro campo de aplicación más de la tela fabricada según realizaciones ejemplares de la invención son mobiliario, tales como muebles, construcción, aislante para brazos y respaldos, espesamiento de cojines, fundas antipolvo, forros, refuerzos de puntadas, materiales de acabado de bordes, construcciones de ropa de cama, respaldo de edredones., envoltura de resortes, componentes de almohadillas para colchones, fundas de colchones, cortinas para ventanas, revestimientos de paredes, respaldos de alfombras, pantallas de lámparas, componentes de colchones, aisladores de resortes, selladores, terliz para almohadas y terliz para colchones.
En otra realización más, la tela de fibra de celulosa no tejida se puede usar para fabricar productos industriales. Esto puede incluir productos electrónicos, revestimientos de disquetes, aislamiento de cables, abrasivos, cintas aislantes, cintas transportadoras, capas absorbentes de ruido, aire acondicionado, separadores de batería, sistemas ácidos, quitamanchas antideslizantes, envoltorios para alimentos, cinta adhesiva, envoltura de embutidos, envoltura de queso, cuero artificial, barreras y mangas para la recuperación de petróleo y fieltros para la fabricación de papel.
La tela de fibra de celulosa no tejida según realizaciones ejemplares de la invención también es apropiada para fabricar productos relacionados con el ocio y los viajes. Ejemplos de una aplicación de este tipo son los sacos de dormir, las tiendas de campaña, el equipaje, los bolsos de mano, las bolsas de la compra, los reposacabezas de los aviones, la protección de CD, las fundas de almohada y los envases para sándwiches.
Otro campo de aplicación más de la realización ejemplar de la invención se refiere a productos escolares y de oficina. Como ejemplos, se mencionarán forros de libros, sobres de correo, mapas, letreros y banderines, toallas y banderas.
Debe señalarse que se han descrito realizaciones de la invención con referencia a diferentes temas. En particular, algunas realizaciones se han descrito con referencia a reivindicaciones de tipo de aparato mientras que otras realizaciones se han descrito con referencia a reivindicaciones de tipo de método. Sin embargo, una persona experta en la técnica deducirá de la descripción anterior y siguiente que, a menos que se indique lo contrario, además de cualquier combinación de características pertenecientes a un tipo de materia, se considera que están descritas con este documento también cualquier combinación entre características relacionadas con diferentes materias, en particular entre las características de las reivindicaciones de tipo de aparato y las características de las reivindicaciones de tipo de método.
Los aspectos definidos anteriormente y aspectos adicionales de la presente invención son evidentes a partir de los ejemplos de realización que se describirán a continuación y se explican con referencia a los ejemplos de realización. La invención se describirá con más detalle a continuación con referencia a ejemplos de realización pero a los que no está limitada la invención.
Breve descripción del dibujo
La figura 1 ilustra un dispositivo para fabricar tela de fibra de celulosa no tejida que se forma directamente a partir de disolución de hilatura de lyocell que se coagula mediante un fluido de coagulación según una realización ejemplar de la invención.
De la Figura 2 a la Figura 4 se muestran imágenes captadas experimentalmente de tela de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que la fusión de fibras individuales se ha logrado mediante un control de procedimiento específico.
La Figura 5 y la Figura 6 muestran imágenes captadas experimentalmente de tela de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que se ha logrado el hinchamiento de las fibras, en la que la Figura 5 muestra la tela de fibra en un estado seco no hinchado y la Figura 6 muestra la tela de fibra en estado húmedo hinchado.
La Figura 7 muestra una imagen captada experimentalmente de una tela de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que la formación de dos capas de fibras superpuestas se ha logrado mediante un proceso específico que implementa dos barras de boquillas en serie.
La Figura 8 muestra una imagen captada experimentalmente de una tela de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que se ha ajustado un factor de fusión de casi el cien por cien mediante el control del procedimiento.
La Figura 9 muestra una imagen captada experimentalmente de una tela de fibra de celulosa no tejida según otra realización ejemplar de la invención en la que se ha ajustado un factor de fusión de casi cero por ciento mediante el control del procedimiento.
Las Figuras 10 y 11 muestran dos imágenes captadas experimentalmente de dos telas de fibra de celulosa no tejida que muestran diferentes capacidades de absorción de aceite debido a diferentes factores de fusión.
La Figura 12 ilustra una parte de un dispositivo para fabricar tela de fibra de celulosa no tejida compuesta por dos capas apiladas de bandas continuas de fibra de celulosa según una realización ejemplar de la invención.
La Figura 13 ilustra una tela de fibra de celulosa no tejida que comprende tres capas de red.
Descripción detallada del dibujo
La ilustración en el dibujo es esquemática. Se hace notar que, en figuras diferentes, elementos o características similares o idénticas están provistos de los mismos signos de referencia. Para evitar repeticiones innecesarias, los elementos o características que ya se han explicado con respecto a una realización descrita anteriormente no se aclaran de nuevo en una posición posterior de la descripción.
Además, los términos espacialmente relativos, tales como "frente" y “atrás" "arriba" y “abajo", "izquierda" y "derecha", etcétera, se usan para describir la relación de un elemento con otro(s) elemento(s), como se ilustra en las figuras. De este modo, los términos espacialmente relativos pueden aplicarse a orientaciones en uso que difieren de la orientación representada en las figuras. Obviamente, todos estos términos espacialmente relativos se refieren a la orientación mostrada en las figuras solo para facilitar la descripción y no son necesariamente limitativos ya que un aparato según una realización de la invención puede asumir orientaciones diferentes a las ilustradas en las figuras cuando está en uso.
La Figura 1 ilustra un dispositivo 100 según una realización ejemplar de la invención para fabricar tela 102 de fibra de celulosa no tejida que se forma directamente a partir de disolución 104 de hilatura de lyocell. Esta última se coagula al menos parcialmente mediante un fluido 106 de coagulación para convertirla en fibras 108 de celulosa parcialmente formadas. Mediante el dispositivo 100, se puede llevar a cabo un procedimiento de soplado de la disolución de lyocell según una realización ejemplar de la invención. En el contexto de la presente solicitud, la expresión "procedimiento de soplado de disolución de lyocell" puede incluir particularmente procedimientos que pueden dar como resultado la obtención de filamentos o fibras 108 esencialmente continuos de una longitud discreta o mezclas de filamentos y fibras continuas de longitud discreta. Como se describe adicionalmente a continuación, se proporcionan boquillas que tienen cada una un orificio 126 a través del que se expulsa disolución de celulosa o disolución 104 de hilatura de lyocell junto con una corriente de gas o flujo 146 de gas para fabricar la tela 102 de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención.
Como puede deducirse de la Figura 1, se puede suministrar pasta 110 de madera, otras materias primas a base de celulosa o similares a un depósito 114 de almacenamiento vía una unidad 113 de medición. El agua de un recipiente 112 de agua también se suministra al depósito 114 de almacenamiento vía una unidad 113 de medición. De este modo, la unidad 113 de medición, bajo control de una unidad 140 de control que se describe a continuación con más detalle, puede definir cantidades relativas de agua y pasta 110 de madera para suministrar al depósito 114 de almacenamiento. Un disolvente (tal como N-metil-morfolina, NMMO) alojado en un recipiente 116 de disolvente puede concentrarse en una unidad 118 de concentración y luego puede mezclarse con la mezcla de agua y pasta 110 de madera u otra materia prima a base de celulosa con cantidades relativas definibles en una unidad 119 de mezcla.
También la unidad 119 de mezcla puede ser controlada por la unidad 140 de control. Por ello, el medio agua-pasta 110 de madera se disuelve en el disolvente concentrado en una unidad 120 de disolución con cantidades relativas ajustables, obteniendo por ello la disolución 104 de hilatura de lyocell. La disolución 104 acuosa de hilatura de lyocell puede ser un medio viscoso como la miel compuesto de pasta 110 de madera que comprende celulosa (por ejemplo, de 5% en masa a 15% en masa) y disolvente (por ejemplo, de 85% en masa a 95% en masa).
La disolución 104 de hilatura de lyocell se envía a una unidad 124 de formación de fibra (que puede estar realizada como o que puede comprender una serie de haces de hilatura o hileras 122). Por ejemplo, el número de orificios 126 de las hileras 122 puede ser superior a 50, en particular superior a 100. En una realización, todos los orificios 126 de una unidad 124 de formación de fibra (que puede comprender varias hileras 122) de orificios 126 de las hileras 122 pueden tener el mismo tamaño y/o forma. Alternativamente, el tamaño y/o la forma de los diferentes orificios 126 de una hilera 122 y/o los orificios 126 de diferentes hileras 122 (que pueden estar dispuestas en serie para formar una tela multicapa) pueden ser diferentes. Los orificios 126 pueden disponerse como una alineación unidimensional de orificios 126.
Cuando la disolución 104 de hilatura de lyocell pasa a través de los orificios 126 de las hileras 122, se divide en una pluralidad de hebras paralelas de disolución 104 de hilatura de lyocell. Un flujo de gas orientado verticalmente, es decir, orientado sustancialmente paralelo a la dirección de hilatura, fuerza a la disolución 104 de hilatura de lyocell a transformarse en hilos cada vez más largos y delgados que se pueden ajustar cambiando las condiciones del procedimiento bajo el control de la unidad 140 de control. El flujo de gas puede acelerar la disolución 104 de hilatura de lyocell a lo largo de al menos una parte de su camino desde los orificios 126 hasta una unidad 132 de soporte de fibras.
Mientras la disolución 104 de hilatura de lyocell se mueve a través de las hileras 122 y más hacia abajo, las hebras largas y delgadas de la disolución 104 de hilatura de lyocell interactúan con el fluido 106 de coagulación no disolvente. El fluido 106 de coagulación se incorpora ventajosamente en forma de una niebla de vapor, por ejemplo, niebla acuosa. Las propiedades relevantes de procedimiento del fluido 106 de coagulación son controladas por una o más unidades 128 de coagulación, que proporcionan al fluido 106 de coagulación propiedades ajustables. Las unidades 128 de coagulación están controladas, a su vez, por la unidad 140 de control. Preferiblemente, se proporcionan las respectivas unidades 128 de coagulación entre las boquillas u orificios individuales 126 para ajustar individualmente las propiedades de las respectivas capas de tela 102 que se están produciendo. Preferiblemente, cada hilera 122 puede tener asignadas dos unidades de coagulación 128, una de cada lado. Las hileras individuales 122 pueden de este modo estar provistas de porciones individuales de disolución 104 de hilatura de lyocell que también puede ajustarse para tener diferentes propiedades controlables de diferentes capas de tela 102 fabricada.
Cuando interactúa con el fluido 106 de coagulación (tal como agua), la concentración de disolvente de la disolución 104 de hilatura de lyocell se reduce, de modo que la celulosa de la primera, p. ej., pasta 110 de madera (u otra materia prima) se coagula al menos parcialmente en forma de fibras 108 de celulosa largas y delgadas (que aún pueden contener disolvente residual y agua).
Durante o después de la formación inicial de las fibras 108 de celulosa individuales a partir de la disolución 104 de hilatura de lyocell extruida, las fibras 108 de celulosa se depositan sobre la unidad 132 de soporte de fibras, que aquí está configurada como una cinta transportadora con una superficie plana de alojamiento de fibras. Las fibras 108 de celulosa forman una tela 102 de fibra de celulosa no tejida (ilustrada solo esquemáticamente en la figura 1). La tela 102 de fibra de celulosa no tejida está compuesta de filamentos o fibras 108 continuos y sustancialmente continuos.
Aunque no se muestra en la figura 1, el disolvente de la disolución 104 de hilatura de lyocell retirado en la coagulación por la unidad 128 de coagulación y en el lavado en una unidad 180 de lavado puede reciclarse al menos parcialmente.
Mientras se transporta a lo largo de la unidad 132 de soporte de fibras, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida se puede lavar mediante la unidad 180 de lavado que suministra líquido de lavado para retirar el disolvente residual y luego se puede secar. Puede ser procesada adicionalmente por una unidad 134 de procesado adicional opcional pero ventajosa. Por ejemplo, dicho procesado adicional puede implicar hidroentrelazado, punzonado con aguja, impregnación, tratamiento con vapor a presión, calandrado, etc.
La unidad 132 de soporte de fibras también puede transportar la tela 102 de fibra de celulosa no tejida a una bobinadora 136 en la que la tela 102 de fibra de celulosa no tejida puede recogerse en forma de una lámina sustancialmente continua. La tela 102 de fibra de celulosa no tejida puede luego enviarse como producto en rollo a una entidad que fabrica productos tales como toallitas o textiles basados en la tela 102 de fibra de celulosa no tejida.
Como se indica en la Figura 1, el procedimiento descrito puede ser controlado por la unidad 140 de control (tal como un procesador, parte de un procesador o una pluralidad de procesadores). La unidad 140 de control está configurada para controlar el funcionamiento de las diversas unidades que se muestran en la Figura 1, en particular una o más de la unidad 113 dosificadora, la unidad 119 mezcladora, la unidad 124 de formación de fibras, la(s) unidad(es) 128 de coagulación, la unidad 134 adicional de procesado, la unidad 120 de disolución, la unidad 118 de lavado, etc. De este modo, la unidad 140 de control (por ejemplo, mediante la ejecución de un código de programa ejecutable por ordenador y/o mediante la ejecución de comandos de control definidos por un usuario) puede definir con precisión y flexibilidad
los parámetros del procedimiento según los cuales se fabrica la tela 102 de fibra de celulosa no tejida. Los parámetros de diseño en este contexto son el flujo de aire a lo largo de los orificios 126, las propiedades del fluido 106 de coagulación, la velocidad de accionamiento de la unidad 132 de soporte de fibras, la composición, la temperatura y/o la presión de la disolución 104 de hilatura de lyocell, etc. Los parámetros de diseño adicionales que pueden ajustarse para ajustar las propiedades de la tela 102 de fibra de celulosa no tejida son el número y/o la distancia mutua y/o la disposición geométrica de los orificios 126, la composición química y el grado de concentración de la disolución 104 de hilatura de lyocell, etc. Por ello, las propiedades de la tela 102 de fibra de celulosa no tejida se pueden ajustar adecuadamente, como se describe a continuación. Tales propiedades ajustables (consulte la descripción detallada a continuación) pueden implicar una o más de las siguientes propiedades: diámetro y/o distribución del diámetro de las fibras 108, cantidad y/o regiones de fusión entre las fibras 108, un nivel de pureza de las fibras 108, propiedades de una tela 102 multicapa, propiedades ópticas de la tela 102, retención de fluidos y/o propiedades de liberación de fluidos de la tela 102, estabilidad mecánica de la tela 102, suavidad de una superficie de la tela 102, forma de la sección transversal de las fibras 108, etc.
Aunque no se muestra, cada hilera 122 giratoria puede comprender una entrada de disolución de polímero vía la que se suministra la disolución 104 de hilatura de lyocell a la hilera 122. Vía una entrada de aire, se puede aplicar un flujo de gas 146 a la disolución 104 de hilatura de lyocell. Comenzando en una cámara de interacción en un interior de la hilera 122 y delimitada por una carcasa de la hilera, la disolución 104 de hilatura de lyocell se mueve o es acelerada (por el flujo 146 de gas que tira de la disolución 104 de hilatura de lyocell hacia abajo) hacia abajo a través de un orificio 126 respectivo y se estrecha lateralmente bajo la influencia del flujo 146 de gas de modo que se formen filamentos de celulosa o fibras 108 de celulosa que se estrechan continuamente cuando la disolución 104 de hilatura de lyocell se mueve hacia abajo junto con el flujo 146 de gas en el entorno del fluido 106 de coagulación.
De este modo, los procedimientos implicados en el método de fabricación descrito con referencia a la Figura 1 pueden incluir que la disolución 104 de hilatura de lyocell, que también puede denominarse disolución de celulosa, se moldee para formar hebras líquidas o filamentos latentes, que son estirados por el flujo 146 de gas y disminuidos significativamente en diámetro y aumentados en longitud. También puede estar implicada la coagulación parcial de los filamentos o fibras latentes 108 (o preformas de los mismos) por el fluido 106 de coagulación antes o durante la formación de la red en la unidad 132 de soporte de fibras. Los filamentos o fibras 108 se transforman en una tela 102 similar a una red, se lavan, se secan y pueden procesarse adicionalmente (véase la unidad 134 de procesado adicional), según se requiera. Los filamentos o fibras 108 pueden, por ejemplo, recogerse, por ejemplo, en un tambor o cinta giratorios, por lo que se forma una banda.
Como resultado del procedimiento de fabricación descrito y en particular de la elección del disolvente usado, las fibras 108 tienen un contenido de cobre inferior a 5 ppm y tienen un contenido de níquel inferior a 2 ppm. Esto mejora ventajosamente la pureza de la tela 102.
La banda soplada de disolución de lyocell (es decir, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida) según realizaciones ejemplares de la invención presenta preferiblemente una o más de las siguientes propiedades:
(i) El peso en seco de la banda es de 5 a 300 g/m2, preferiblemente 10-80 g/m2
(ii) El grosor de la banda según la norma WSP120.6 respectivamente DIN29073 (en particular en la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente) es de 0,05 a 10,0 mm, preferiblemente de 0,1 a 2,5 mm
(iii) La tenacidad específica de la banda en MD según EN29073-3, respectivamente ISO9073-3 (en particular en la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente) varía de 0,1 a 3,0 Nm2/g, preferiblemente de 0,4 a 2,3 Nm2/gramo.
(iv) El alargamiento medio de la banda según EN29073-3, respectivamente ISO9073-3 (en particular en la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente) varía de 0.5 a 100%, preferiblemente de 4 a 50%.
(v) La relación de tenacidad MD/CD de la banda es de 1 a 12
(vi) La retención de agua de la banda según DIN 53814 (en particular en la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente) es de 1 a 250%, preferiblemente de 30 a 150%
(vii) La capacidad de retención de agua de la banda según DIN 53923 (en particular en la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente) varía de 90 a 2.000%, preferiblemente de 400 a 1.100%.
(viii) Niveles de residuos metálicos de contenido de cobre inferior a 5 ppm y contenido de níquel inferior a 2 ppm según las normas EN 15587-2 para la descomposición del sustrato y EN 17294-2 para el análisis ICP-MS.
Lo más preferiblemente, la banda soplada de disolución de lyocell presenta todas las propiedades (i) a (viii) mencionadas anteriormente.
Como se describe, el procedimiento para producir la tela 102 de fibra de celulosa no tejida comprende preferiblemente:
(a) Extruir una disolución que comprende celulosa disuelta en NMMO (véase el número 104 de referencia) a través de los orificios 126 de al menos una hilera 122, formando por ello filamentos de disolución 104 de hilatura de lyocell
(b) Estirar dichos filamentos de disolución 104 de hilatura de lyocell mediante una corriente gaseosa (véase el número 146 de referencia)
(c) Poner en contacto dichos filamentos con una vapor nebulizado (véase el número 106 de referencia), que preferiblemente contiene agua, precipitando así al menos parcialmente dichas fibras 108. En consecuencia, los filamentos o fibras 108 se precipitan al menos parcialmente antes de formar la banda o tela 102 de fibra de celulosa no tejida.
(d) Recoger y precipitar dichos filamentos o fibras 108 para formar una banda o tela 102 de fibra de celulosa no tejida
(e) Retirar de disolvente en la línea de lavado (véase la unidad 180 de lavado)
(f) Opcionalmente, unir vía hidroentrelazado, punzonado con aguja, etc. (véase la unidad 134 de procesado adicional)
g) Secar y recoger en rollos
Los constituyentes de la tela 102 de fibra de celulosa no tejida se pueden unir mediante fusión, entremezclado, enlace de hidrógeno, unión física tal como hidroentrelazado o punzonado con aguja y/o enlace químico.
Para ser procesada adicionalmente, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida puede combinarse con una o más capas de la misma y/u otros materiales, tales como capas (no mostradas) de polímeros sintéticos, pasta de pelusa celulósica, bandas no tejidas de celulosa o fibras poliméricas sintéticas, fibras bicomponente, bandas de pasta de celulosa, tales como pasta depositada por aire o depositada en húmedo, bandas o telas de fibras de alta tenacidad, materiales hidrófobos, fibras de alto rendimiento (tales como materiales resistentes a la temperatura o materiales ignífugos), capas que imparten propiedades mecánicas modificadas para los productos finales (tales como capas de polipropileno o poliéster), materiales biodegradables (por ejemplo, películas, fibras o bandas de poli(ácido láctico)) y/o materiales de gran volumen.
También es posible combinar varias capas distinguibles de tela 102 de fibra de celulosa no tejida, véase, por ejemplo, la Figura 7.
La tela 102 de fibra de celulosa no tejida puede consistir esencialmente en celulosa sola. Alternativamente, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida puede comprender una mezcla de celulosa y uno o más materiales de fibra. La tela 102 de fibra de celulosa no tejida, además, puede comprender un material de fibra bicomponente. El material de fibra en la tela 102 de fibra de celulosa no tejida puede comprender, al menos parcialmente, una sustancia modificadora. La sustancia modificadora puede seleccionarse, por ejemplo, del grupo que consiste en una resina polimérica, una resina inorgánica, pigmentos inorgánicos, productos antibacterianos, nanopartículas, lociones, productos ignífugos, aditivos para mejorar la absorbencia, tales como resinas superabsorbentes, resinas de intercambio iónico, compuestos de carbono tales como carbono activo, grafito, carbono para conductividad eléctrica, sustancias de contraste de rayos X, pigmentos luminiscentes y colorantes.
En conclusión, la banda no tejida de celulosa o tela 102 de fibra de celulosa no tejida fabricada directamente a partir de disolución 104 de hilatura de lyocell permite el acceso a un rendimiento de banda de valor añadido que no es posible vía la ruta de la fibra cortada. Esto incluye la posibilidad de formar bandas ligeras uniformes, fabricar productos de microfibra y fabricar filamentos o fibras continuas 108 que forman una banda. Además, en comparación con las bandas de fibras cortadas, ya no se requieren varios procedimientos de fabricación. Además, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida según realizaciones ejemplares de la invención es biodegradable y se fabrica a partir de materia prima de origen sostenible (es decir, pasta 110 de madera o similar). Además, tiene ventajas en términos de pureza y absorbencia. Más allá de esto, tiene una resistencia mecánica ajustable, rigidez y suavidad. Además, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida según las realizaciones ejemplares de la invención se puede fabricar con un bajo peso por área (por ejemplo, de 10 a 30 g/m2). Con esta tecnología se pueden fabricar filamentos muy finos hasta un diámetro de no más de 5 μm, en particular no más de 3 μm. Además, la tela 102 de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención se puede formar con una amplia gama de estética de banda, por ejemplo, en forma de película plana y crujiente, en forma de papel o en un tejido suave y flexible. Al adaptar los parámetros del procedimiento del procedimiento descrito, es posible además ajustar con precisión la rigidez y la rigidez mecánica o la flexibilidad y la suavidad de la tela 102 de fibra de celulosa no tejida. Esto se puede ajustar, por ejemplo, ajustando varias posiciones de fusión, el número de capas, o por tratamiento posterior (tal como punzonado, hidroentrelazado y/o calandrado). En particular, es posible fabricar la tela 102 de fibra de celulosa no tejida con un peso base relativamente bajo de hasta 10 g/m2 o menos, para obtener filamentos o fibras 108 con un diámetro muy pequeño (por ejemplo, de hasta 3 a 5 μm, o menos), etc.
Las Figura 2, Figura 3 y Figura 4 muestran imágenes captadas experimentalmente de tela 102 de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que la fusión de fibras 108 individuales se ha logrado
mediante un control del procedimiento correspondiente. Los marcadores ovalados de la Figura 2 a la Figura 4 muestran tales regiones de fusión en las que múltiples fibras 108 están integralmente conectadas entre sí. En tales puntos de fusión, se pueden interconectar dos o más fibras 108 para formar una estructura integral.
La Figura 5 y Figura 6 muestran imágenes captadas experimentalmente de tela 102 de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que se ha logrado el hinchamiento de las fibras 108, en la que la Figura 5 muestra la tela 102 de fibra en un estado seco no hinchado y la Figura 6 muestra la tela 102 de fibra en estado húmedo hinchado. Los diámetros de los poros se pueden medir en ambos estados de la Figura 5 y la Figura 6 y se pueden comparar entre sí. Al calcular un valor medio de 30 medidas, se pudo determinar una disminución del tamaño de poro por hinchamiento de las fibras 108 en medio acuoso hasta un 47% de su diámetro inicial.
La Figura 7 muestra una imagen captada experimentalmente de una tela 102 de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención en la que la formación de dos capas 200, 202 superpuestas de fibras 108 se ha logrado mediante un diseño del procedimiento correspondiente, es decir, una disposición en serie de múltiples hileras. Las dos capas 200, 202 distintas, pero conectadas, se indican mediante una línea horizontal en la figura 7. Por ejemplo, se puede fabricar una tela 102 de n capas (n>2) disponiendo en serie n hileras o hileras 122 a lo largo de la dirección de la máquina.
A continuación se describirán con más detalle ejemplos de realización específicos de la invención:
La Figura 8 muestra una imagen captada experimentalmente de una tela 102 de fibra de celulosa no tejida según una realización ejemplar de la invención. En la realización ilustrada, se ha ajustado un factor de fusión de casi el cien por cien (más precisamente: alrededor del 98%) mediante control del procedimiento. Como resultado del factor de fusión extremadamente alto, la tela 102 que se muestra en la Figura 8 es una lámina sustancialmente continua que tiene una consistencia similar a la de una película. Tal tela 102 tiene un comportamiento similar al de una película plana. Como puede deducirse de la figura 8, los parámetros del procedimiento pueden ajustarse para ajustar la fusión de modo que se active la formación de tal cantidad de posiciones 204 de fusión que se obtenga una tela 102 con forma de película sustancialmente continua.
La imagen superior izquierda de la figura 8 muestra la tela con una primera escala que se ilustra en la inserción izquierda que muestra una barra que indica una longitud de 500 μm. La imagen inferior derecha de la Figura 8 muestra la tela con una segunda escala que es significativamente más grande que la primera escala. La barra correspondiente en la inserción de la derecha indica una longitud de 20 μm.
La Figura 9 muestra una imagen captada experimentalmente de una tela 102 de fibra de celulosa no tejida según otra realización ejemplar de la invención. En la realización ilustrada, un factor de fusión de casi cero (más precisamente: por debajo del 2%) se ha ajustado mediante control del procedimiento. Tal tela 102 tiene un comportamiento similar al de una tela flexible y suave. Como resultado del factor de fusión muy pequeño, la tela 102 que se muestra en la figura 9 es una red de fibras 108 que están unidas solo débilmente a través de unas pocas posiciones 204 de fusión. Sin embargo, en la mayoría de la tela 100, las fibras 108 solo están acopladas por fricción y enlazadas entre sí en lugar de estar acopladas por fusión. El resultado es una tela 102 relativamente flexible que, no obstante, se mantiene unida de forma adecuada mediante las posiciones 204 de fusión, el entrelazamiento, la fricción y los enlaces de hidrógeno entre fibras.
La imagen superior izquierda de la Figura 9 muestra la tela con una primera escala que es la misma que la escala de la imagen superior izquierda de la Figura 8. La imagen inferior derecha de la Figura 9 muestra la tela con una segunda escala que es más grande que la primera escala. La barra correspondiente en el inserto de la derecha indica una longitud de 20 μm.
Una tela con un factor de fusión tan pequeño presenta una pluralidad de huecos o espacios entre las fibras vecinas. Con respecto a la capacidad de absorber aceite, puede ser crucial si estos huecos o espacios tienen un tamaño adecuado para acomodar partículas de aceite. De cualquier forma, la capacidad de absorción de aceite de la tela 102 que se muestra en la Figura 9 debería ser definitivamente significativamente mayor que la capacidad de absorción de aceite de la tela 102 que se muestra en la Figura 8.
Las Figuras 10 y 11 muestran imágenes captadas experimentalmente de dos telas de fibra de celulosa no tejida que presentan diferentes factores de fusión. El factor de fusión de la tela 102 de la figura 10 es menor que el factor de fusión de la tela 102 de la Figura 11. Por consiguiente, cuando se considera la capacidad de absorción de aceite en función del factor de fusión, debe quedar claro que entre un factor de fusión mínimo y un factor de fusión máximo, debe haber un valor óptimo para el factor de fusión cuando se desea una capacidad máxima de absorción de aceite.
La Figura 12 ilustra una parte de un dispositivo 100 para fabricar tela 102 de fibra de celulosa no tejida compuesta por dos capas 200, 202 apiladas de fibras 108 de celulosa continuas según una realización ejemplar de la invención. Una diferencia entre el dispositivo 100 mostrado en la Figura 12 y el dispositivo 100 mostrado en la Figura 1 es que el dispositivo 100 según la Figura 12 comprende dos hileras 122 alineadas en serie con orificios 126 y unidades 128 de coagulación respectivamente asignadas, como se describió anteriormente. En la realización descrita aquí, se asignan dos unidades 128 de coagulación a cada una de las hileras 122. En la Figura 12, una unidad 128 de coagulación está situada en el lado izquierdo del camino de la disolución 104 de hilatura de lyocell que se extiende entre la hilera 122 y
la unidad 132 de soporte de fibras y la otra unidad 128 de coagulación está situada en el lado derecho respectivo de este camino. En vista de la superficie móvil de alojamiento de fibra de la unidad 132 de soporte de fibras de tipo cinta transportadora, la hilera 122 aguas arriba en el lado izquierdo de la Figura 12 produce la capa 200. La capa 202 es producida por la hilera 122 aguas abajo (véase el lado derecho de la Figura 12) y se une a una superficie principal superior de la capa 202 previamente formada de manera que se obtiene una doble capa 200, 202 de tela 102.
Según la Figura 12, la unidad 140 de control (que controla las hileras 122 y todas las unidades 128 de coagulación) está configurada para ajustar los parámetros del procedimiento de modo que las fibras 108 de las diferentes capas 200, 202 difieran con respecto al diámetro de fibra en más del 50% en relación a un diámetro más pequeño. Ajustar los diámetros de fibra de las fibras 108 de las capas 200, 202 mediante la unidad 140 de control puede comprender ajustar una cantidad de fluido 106 de coagulación que interactúa con la disolución 104 de hilatura de lyocell. Además, la realización de la Figura 12 ajusta los parámetros del procedimiento para ajustar el diámetro de fibra disponiendo en serie múltiples hileras 122 con orificios 126 (opcionalmente con propiedades diferentes) a lo largo de la unidad 132 de soporte de fibras móvil. Por ejemplo, tales propiedades diferentes pueden ser diámetros de orificio 126 diferentes, velocidades de flujo 146 de gas diferentes, cantidades de flujo 146 de gas diferentes, y/o diferente presión de flujo 146 de gas. Aunque no se muestra en la Figura 12, es posible seguir procesando las fibras 108 después de la recogida en la unidad 132 de soporte de fibras, por ejemplo, mediante hidroentrelazado, punzonado, impregnación, tratamiento con vapor a presión y/o calandrado.
Todavía con referencia a la realización ilustrada en la Figura 12, se pueden proporcionar una o más barras de boquilla o hileras 122 adicionales y se pueden disponer en serie a lo largo de una dirección de transporte de la unidad 132 de soporte de fibras. Las hileras 122 múltiples se pueden disponer de modo que una capa 202 adicional de fibras 108 puede depositarse sobre la capa 200 previamente formada, preferiblemente antes de que se complete totalmente el procedimiento de coagulación o curado de las fibras 108 de la capa 200 y/o de la capa 202, lo que puede desencadenar la fusión. Cuando se ajustan correctamente los parámetros del procedimiento, esto puede tener efectos ventajosos en términos de las propiedades de una tela 102 multicapa.
Sin desear estar vinculados a una teoría específica, actualmente se cree que la segunda capa 202 puede considerarse como un refuerzo de la primera capa 200, que incrementa la homogeneidad total de la tela 102 multicapa resultante. Este incremento de la estabilidad mecánica puede ser mejorado aún más por la variación del diámetro de la fibra (en particular la variación del diámetro interfibra y/o la variación del diámetro longitudinal intrafibra de las fibras individuales 108). Cuando se ejerce una presión más profunda (en particular puntual) (por ejemplo, proporcionada por aire o agua), la forma de la sección transversal de una fibra 108 puede distorsionarse aún más intencionalmente, lo que puede dar como resultado ventajosamente una mayor estabilidad mecánica.
Por otro lado, la fusión intencionada entre fibras 108 de la tela 102 según la Figura 12 puede activarse para aumentar aún más la estabilidad mecánica de la tela 102. En este contexto, la fusión puede ser una adhesión de punto de contacto soportado de filamentos en contacto de fibras 108, en particular antes de la finalización de un procedimiento de coagulación de una o ambas fibras 108 que se fusionan. Por ejemplo, se puede promover la fusión aumentando la presión de contacto mediante un flujo de fluido (por ejemplo, un flujo de aire o agua). Tomando esta medida, se puede incrementar la fuerza de la coagulación por un lado entre filamentos o fibras 108 de una de las capas 200, 202 y/o por otro lado entre las capas 200, 202.
El dispositivo 100 según la Figura 12, que está configurado para la fabricación de tela 102 multicapa, implementa un alto número de parámetros del procedimiento que pueden usarse para diseñar la forma y/o el diámetro o la distribución del diámetro de las fibras 108, así como de las capas 200, 202 de fibra. Este es el resultado de la disposición en serie de múltiples hileras 122, cada una de las cuales puede funcionar con parámetros del procedimiento ajustables individualmente.
Con el dispositivo 100 según la Figura 12, es posible en particular fabricar una tela 102 compuesta por al menos dos capas 200, 202 (preferiblemente más de dos capas). Las fibras 108 de las diferentes capas 200, 202 pueden tener diferentes valores de diámetro y pueden formarse en un procedimiento continuo. Tomando esta medida, se puede asegurar una producción altamente eficiente de la tela 102 de fibra de celulosa no tejida, que en particular permite transferir la tela 102 multicapa obtenida en un procedimiento de transporte a un destino para procesado adicional.
Mediante la separación de capas definida de una tela 102 multicapa, también es posible separar posteriormente la tela 102 multicapa en las diferentes capas individuales 200, 202 o en diferentes secciones multicapa. Según realizaciones ejemplares de la invención, tanto la adhesión intracapa de las fibras 108 de una capa 200, 202 como la adhesión intercapa de las fibras 108 entre las capas 200, 202 adyacentes (por ejemplo, mediante fusión y/o contacto que genera fricción) puede ajustarse adecuada e individualmente. En particular, se puede obtener un control separado correspondiente para cada capa 200, 202 individualmente cuando los parámetros del procedimiento se ajustan de modo que la coagulación o curado de las fibras 108 de una capa 202 ya es completa cuando la otra capa 200 de fibras 108 se coloca encima de la misma.
La Figura 13 ilustra una tela 102 de fibra de celulosa no tejida que comprende tres capas de red. Una primera capa de red de fibra (inferior) se denomina con el número de referencia 200. Una segunda (centro) capa de red de fibra, que se forma encima de la primera capa de red de fibra 200, se denomina con el número de referencia 202. Una capa
adicional (superior) de red de fibra, que se forma encima de la segunda capa 202 de red de fibra, se denomina con el número de referencia 202'. Como ya se ha mencionado anteriormente, la tela 102 puede comprender más de tres capas de red de fibra apiladas.
Como puede verse además en la figura 11, las tres capas 200, 202, 202' de red de fibra tienen grosores diferentes. La primera capa 200 de red de fibra tiene un primer grosor t1. La segunda capa 202 de red de fibra tiene un segundo grosor t2. La capa 202’ adicional de red de fibra tiene un tercer grosor t3.
Cabe señalar que la expresión "que comprende" no excluye otros elementos o etapas y el uso de los artículos "un, una" no excluye una pluralidad. También se pueden combinar elementos descritos en asociación con diferentes realizaciones. También cabe señalar que los signos de referencia en las reivindicaciones no deben interpretarse como una limitación del alcance de las reivindicaciones.
Lista de señales de referencia:
100 dispositivo para fabricar tela de fibra de celulosa no tejida
102 tela de fibra de celulosa no tejida / tela de tipo banda
104 disolución de hilatura de lyocell
106 fluido de coagulación
108 fibras
110 pasta de madera
112 recipiente de agua
113 unidad de medida
114 depósito de almacenamiento
116 recipiente de disolvente
118 unidad de lavado
119 unidad de mezcla
120 unidad de disolución
122 hilera
124 unidad de formación de fibra
126 orificios
128 unidad de coagulación
132 unidad de soporte de fibras (de tipo cinta transportadora)
134 unidad de procesado adicional
136 rollo
140 unidad de control
146 flujo de gas
200 capa fusionada / primera capa de red
202 capa fusionada / segunda capa de red
202' capa fusionada / capa de red adicional
204 posición de fusión
t1, t2, t3 grosores de capa
A continuación, se describen y visualizan en la siguiente tabla ejemplos para producir variaciones en el factor de fusión. Se pueden lograr diferentes factores de fusión en la tela de fibra de celulosa variando el flujo de pulverización de coagulación mientras se usa una disolución de hilatura constante (es decir, una disolución de hilatura con una consistencia constante), en particular una disolución de hilatura de lyocell, y un flujo de gas constante (por ejemplo, flujo de aire). De este modo, se puede observar una relación entre el flujo de pulverización de coagulación y el factor de fusión, es decir, una tendencia del comportamiento de fusión (cuanto mayor sea el flujo de pulverización de coagulación, menor será el factor de fusión). MD denota aquí la dirección de la máquina, y CD denota la dirección transversal.
La suavidad (descrita por la conocida técnica de medida de tacto específico, medido con un denominado "Handle-O-Meter" sobre la base de la norma para no tejidos WSP90.3, en particular la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente) puede seguir la tendencia de fusión descrita anteriormente. La tenacidad (descrita por Fmax), por ejemplo, según EN29073-3, respectivamente ISO9073-3, en particular la última versión vigente en la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente, también puede seguir la tendencia descrita de fusión. De este modo, la suavidad y la tenacidad de la tela de fibra de celulosa no tejida resultante pueden ajustarse según el grado de fusión (según lo especificado por el factor de fusión).
Claims (13)
1. Una tela (102) de fibra de celulosa no tejida fabricada directamente a partir de una disolución (104) de hilatura de lyocell, comprendiendo la tela (102)
una red de fibras (108) sustancialmente continuas, en la que la tela (102) presenta una capacidad de absorción de aceite de al menos 1.900 por ciento en masa,
en la que para determinar la capacidad de absorción de aceite se lleva a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en la norma Edana NWSP 010.4.R0(15) usando aceite de motor, en la que el análisis comprende:
- se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm,
- se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas, - luego se deja caer la muestra en un recipiente lleno de aceite y se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite,
- subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos,
- luego se saca la tela del aceite levantando la regla,
- a continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos,
- se determina el peso de la tela mojada con aceite, y
- se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra humedecida con aceite y se calcula el porcentaje en masa del peso de aceite absorbido de este modo en relación con el peso en seco de la muestra de tela,
en la que la tela (102) comprende una masa por unidad de superficie inferior a 150 gramos por metro cuadrado,
en la que al menos algunas de las fibras (108) se fusionan integralmente en las posiciones de fusión; en la que la tela (102) de fibra de celulosa no tejida consiste esencialmente en celulosa sola; y en la que la red presenta un factor de fusión de las fibras, que está en un intervalo entre 0,5% y 10%, en la que determinar el factor de fusión comprende:
- analizar ópticamente una muestra cuadrada de la tela,
- dibujar un círculo, que tiene un diámetro que debe permanecer completamente dentro de la muestra cuadrada, alrededor de cada posición de fusión de fibras que cruzan al menos una de las diagonales de la muestra cuadrada, en la que el tamaño del círculo se determina de manera que el círculo incluya el área de fusión entre las fibras fusionadas,
- calcular una media aritmética de los valores del diámetro de los círculos determinados, y
- calcular el factor de fusión como una relación entre la media aritmética y la longitud diagonal de la muestra cuadrada.
2. La tela (102) como se describe en la reivindicación anterior, en la que la tela (102) comprende una masa por unidad de superficie que es menor de 100 gramos por metro cuadrado, en particular menor de 50 gramos por metro cuadrado y más en particular menor de 20 gramos por metro cuadrado.
3. La tela (102) como se describe en la reivindicación 1 o 2, en la que
al menos algunas fibras individuales están retorcidas entre sí y/o
al menos otra estructura de fibra está retorcida con otra estructura de fibra.
4. La tela (102) como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la tela (102) presenta una capacidad de absorción de aceite de al menos 2.100 por ciento en masa, en particular de al menos 2.300 por ciento en masa, y más en particular de al menos 2.500 por ciento en masa.
5. La tela (102) como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que diferentes fibras (108) están situadas al menos parcialmente en diferentes capas (200, 202) distinguibles.
6. La tela (102) según se describe en la reivindicación anterior, que comprende al menos una de las siguientes características:
fibras (108) de diferentes capas (200, 202) están conectadas integralmente en al menos una posición (204) de fusión entre capas, entre las capas (200, 202);
fibras diferentes de las fibras (108) que están situadas al menos parcialmente en diferentes capas (200, 202) difieren con respecto al diámetro de fibra, en particular difieren con respecto a un diámetro medio de fibra;
fibras (108) de diferentes capas (200, 202) tienen el mismo diámetro de fibra, en particular tienen sustancialmente el mismo diámetro medio de fibra;
redes de fibras (108) de diferentes capas (200, 202) proporcionan una funcionalidad diferente, en la que la funcionalidad diferente en particular comprende al menos una del grupo que consiste en absorción diferente, comportamiento anisótropo diferente, capacidad de absorción de líquido diferente, facilidad de limpieza diferente, propiedades ópticas diferentes, rugosidad diferente, suavidad diferente y propiedades mecánicas diferentes.
7. La tela (102) como se describe en una cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores 5 y 6, en la que las redes de fibra en diferentes capas tienen diferentes factores de fusión.
8. La tela (102) como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las fibras (108) tienen un contenido de cobre de menos de 5 ppm y/o tienen un contenido de níquel de menos de 2 ppm.
9. Un método para fabricar una tela (102) de fibra de celulosa no tejida como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, directamente a partir de una disolución (104) de hilatura de lyocell, comprendiendo el método
extruir la disolución (104) de hilatura de lyocell a través de una hilera (122) con orificios (126) sostenido por un flujo (146) de gas en una atmósfera de fluido (106) de coagulación para formar por ello fibras (108) sustancialmente continuas;
recoger las fibras (108) en una unidad (132) de soporte de fibras para formar por ello la tela (102); ajustar los parámetros del procedimiento del procedimiento de fabricación de modo que la tela (102) presente una capacidad de absorción de aceite de al menos 1.900 por ciento en masa, en la que para determinar la capacidad de absorción de aceite se lleva a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en la norma Edana NWSP 010.4. R0(15) usando aceite de motor, en la que el análisis comprende: - se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm,
- se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas, - luego se deja caer la muestra en un recipiente lleno de aceite y se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite,
- subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos,
- luego se saca la tela del aceite levantando la regla,
- a continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos,
- se determina el peso de la tela mojada con aceite, y
- se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra humedecida con aceite y se calcula el porcentaje en masa del peso del aceite absorbido de este modo en relación con el peso en seco de la muestra de tela,
en la que la tela (102) comprende una masa por unidad de superficie que es menor de 150 gramos por metro cuadrado,
en la que al menos algunas de las fibras (108) se fusionan integralmente en las posiciones de fusión, y en la que la tela (102) de fibra de celulosa no tejida consiste esencialmente en celulosa sola;
en la que el ajuste de los parámetros del procedimiento comprende al menos una de las siguientes características:
formar al menos parte de la posición (204) de fusión después de que la disolución (104) de hilatura de lyocell haya salido de los orificios (126) y antes de que la disolución (104) de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad (132) de soporte de fibras desencadenando una interacción entre la disolución (104) de hilatura de lyocell extruida a través de diferentes orificios (126), en la que el flujo de gas se ajusta en términos de velocidad y dirección, de modo que
diferentes hebras o filamentos de la disolución (104) de hilatura de lyocell se ven forzados a entrar en interacción entre sí en dirección lateral;
formar al menos una parte de las posiciones (204) de fusión después de que la disolución (104) de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad (132) de soporte de fibras desencadenando la coagulación de al menos parte de las fibras (108) cuando se depositan sobre la unidad (132) de soporte de fibras;
disponer en serie múltiples hileras (122) con orificios (126) a lo largo de una unidad (132) móvil de soporte de fibras, depositar una primera capa (202) de fibras (108) sobre la unidad (132) de soporte de fibras, y depositar una segunda capa (200) de fibras (108) sobre la primera capa (202) antes de que se haya completado la coagulación de al menos parte de las fibras (108) en una interfase entre las capas (200, 202).
10. El método como se describe en la reivindicación 9 anterior, que comprende además procesar adicionalmente las fibras (108) y/o la tela (102) in situ después de la recogida sobre la unidad (132) de soporte de fibras, en particular mediante al menos uno del grupo que consiste en hidroentrelazado, punzonado, impregnación, tratamiento con vapor con un vapor presurizado, y calandrado.
11. Un dispositivo (100) para la fabricación de una tela según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, directamente a partir de una disolución (104) de hilatura de lyocell, comprendiendo el dispositivo (100)
una hilera (122) con orificios (126) configurada para extruir la disolución (104) de hilatura de lyocell con el apoyo de un flujo (146) de gas;
una unidad (128) de coagulación configurada para proporcionar una atmósfera de fluido (106) de coagulación para la disolución (104) de hilatura de lyocell extruida para formar por ello fibras (108) sustancialmente continuas; una unidad (132) de soporte de fibras configurada para recoger las fibras (108) para formar por ello la tela (102); y
una unidad (140) de control configurada para ajustar los parámetros del procedimiento de modo que la tela (102) muestre una capacidad de absorción de aceite de al menos 1.900 por ciento en masa, en la que para determinar la capacidad de absorción de aceite se lleva a cabo un análisis con respecto a la evaluación de la absorción de aceite y líquidos grasos basado en Edana norma NWSP 010.4.R0(15) usando aceite de motor, en la que el análisis comprende:
- se usa una muestra de tela de un tamaño de 10 cm x 10 cm,
- se determina el peso de la muestra, y la muestra se conecta diagonalmente a una regla por medio de cuerdas, - luego se deja caer la muestra en un recipiente lleno de aceite y se mide el tiempo requerido para humedecer la tela con aceite,
- subsecuentemente, la tela se sumerge en el aceite durante 120 segundos,
- luego se saca la tela del aceite levantando la regla,
- a continuación, se deja escurrir aceite de la tela durante 30 segundos,
- se determina el peso de la tela mojada con aceite, y
- se calcula la capacidad de absorción de aceite restando el peso original de la muestra de tela del peso de la muestra humedecida con aceite y se calcula el porcentaje en masa del peso del aceite absorbido de este modo en relación con el peso en seco de la muestra de tela,
en la que la tela (102) comprende una masa por unidad de superficie que es menor de 150 gramos por metro cuadrado, en la que al menos algunas de las fibras (108) se fusionan integralmente en las posiciones de fusión, y
en la que la tela (102) de fibra de celulosa no tejida consiste esencialmente en celulosa sola;
en la que el ajuste de los parámetros del procedimiento comprende al menos una de las siguientes características:
formar al menos parte de la posición (204) de fusión después de que la disolución (104) de hilatura de lyocell haya salido de los orificios (126) y antes de que la disolución (104) de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad (132) de soporte de fibras desencadenando una interacción entre la disolución (104) de hilatura de lyocell extruida a través de diferentes orificios (126), en la que el flujo de gas se ajusta en términos de velocidad y dirección, de modo que diferentes hebras o filamentos de la disolución (104) de hilatura de lyocell se ven forzados a entrar en interacción entre sí en dirección lateral;
formar al menos una parte de las posiciones (204) de fusión después de que la disolución (104) de hilatura de lyocell haya llegado a la unidad (132) de soporte de fibras desencadenando la coagulación de al menos parte de las fibras (108) cuando se colocan sobre la unidad (132) de soporte de fibras;
disponer en serie múltiples hileras (122) con orificios (126) a lo largo de una unidad (132) móvil de soporte de fibras, depositar una primera capa (202) de fibras (108) sobre la unidad (132) de soporte de fibras, y depositar una segunda capa (200) de fibras (108) sobre la primera capa (202) antes de que se haya completado la coagulación de al menos parte de las fibras (108) en una interfase entre las capas (200, 202).
12. Un método de uso de una tela (102) de fibra de celulosa no tejida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para al menos uno del grupo que consiste en una lámina secadora, una mascarilla facial, un producto de higiene, una toallita, un filtro, un producto de aplicación médica, un geotextil, un agrotextil, prendas de vestir, un producto para tecnología de la construcción, un producto de automoción, un mobiliario, un producto industrial, un producto relacionado con el ocio, belleza, deporte o viajes, y un producto relacionado con la escuela o la oficina.
13. Un producto o composite que comprende una tela de fibra de celulosa no tejida como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8.
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