ES2961607T3 - Material no tejido transpirable y absorbente - Google Patents

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Greg Thompson
Marc Engel
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Abstract

Un artículo que incluye una o más capas que absorben la humedad y una o más capas fibrosas. Las capas fibrosas pueden tener fibras orientadas generalmente verticalmente, que pueden estar orientadas generalmente perpendicularmente a una superficie que tiene o produce humedad. El artículo puede adaptarse para eliminar la humedad de la superficie que tiene o produce humedad. El artículo puede ser transpirable. El artículo puede ser de secado rápido. El artículo puede proporcionar amortiguación. El artículo puede ser un artículo ponible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Material no tejido transpirable y absorbente
Campo
Las presentes enseñanzas se refieren en términos generales a un material no tejido y, más particularmente, a un material no tejido que es transpirable y absorbe la humedad.
Antecedentes
Las industrias están buscando nuevas formas de proporcionar materiales con resistencia a la humedad, transpirabilidad, capacidad de amortiguación o absorción de humedad sin dejar de tener flexibilidad y resistencia física. Es importante que los materiales se adapten a una amplia variedad de aplicaciones y permitan una fácil fabricación e instalación. Los materiales que absorben la humedad y/o son acolchados o amortiguan tienen una amplia gama de aplicaciones. En la ropa, es importante eliminar la humedad del cuerpo del usuario para mantenerlo fresco y/o seco. Algunas prendas, como los sujetadores deportivos, también deben brindar soporte y, opcionalmente, pueden incluir relleno. En equipos de protección, es importante que el material proporcione suficiente amortiguación, como en rodilleras, coderas, espinilleras, hombreras, forros para cascos y otros artículos para la cabeza, y al mismo tiempo absorba la humedad y/o sea resistente al moho de forma que los materiales reduzcan el olor o los riesgos para la salud del usuario. La amortiguación también es necesaria en aplicaciones como asientos de automóviles, asientos de bicicletas, asientos de vehículos u otros asientos. Estos tipos de materiales también se utilizan para accesorios de animales, como mantas para caballos y elementos de sillas de montar, para proteger al caballo contra las inclemencias del tiempo y los insectos y para proporcionar amortiguación al caballo entre su cuerpo y una silla de montar, por ejemplo. El estado de la técnica relacionado es el descrito en los documentos de las patentes WO 02/054896, KR 2009 0021565 A1 y WO 2017/081693 A1.
En productos de consumo como ropa, equipo de protección, accesorios para animales o materiales médicos, por ejemplo, los materiales utilizados deben cumplir con requisitos o estándares estructurales, de resistencia a la humedad y de comodidad. Estos estándares pueden variar mucho entre cada industria y, por lo tanto, requieren un material altamente adaptable para cumplir con todos los requisitos. Por ejemplo, la industria de la confección de ropa puede requerir un material que absorba la humedad y que tenga un tacto suave al entrar en contacto con la piel del usuario, mientras que la industria médica puede requerir un material compresible que absorba la humedad y que se seque rápidamente. Debido a estándares más exigentes en todas las industrias, los materiales utilizados deben ser más robustos y adaptables, sin que eso implique imponer un mayor costo a los consumidores. Además, es deseable que determinados elementos, como ropa o equipos de protección, como rodilleras y forros para cascos, sean lavables sin perder su eficacia.
Los materiales típicos usados para proporcionar resistencia a la humedad o capacidad de absorción de humedad incluyen espumas de células cerradas, fieltros entrecruzados o materiales que tienen una orientación de fibras horizontal. Sin embargo, si bien estos materiales pueden absorber humedad, a menudo tienen poca transpirabilidad, lo que hace que la humedad absorbida permanezca en el material, promoviendo el crecimiento de hongos o bacterias y provocando olores. Estos materiales pueden resultar pesados y calientes para el usuario, provocando y acumulando más sudor. Además, estos materiales tienden a tener poca resiliencia en aplicaciones que requieren una mayor tensión sobre el material. Los materiales de ropa, por ejemplo, normalmente utilizan nailon o poliéster solo para proporcionar un material que absorba el sudor. Sin embargo, estos materiales a menudo proporcionan poca resiliencia o transpirabilidad, lo que los hace incómodos para los usuarios que usan la ropa. Estos materiales suelen ser difíciles de limpiar e incluso pueden ganar peso con el tiempo debido a la acumulación de humedad, moho y similares.
Puede resultar interesante tener un material que sea resistente a la humedad y que al mismo tiempo la retire de la superficie deseada. También puede resultar interesante disponer de un material que sea fácil de fabricar; que tenga un secado rápido; que sea estructuralmente resiliente, repelente de olores; resistente a bacterias, hongos y/o moho; o que tenga una combinación de estas propiedades. Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de un material que absorba y/o evacúe la humedad. También sigue existiendo la necesidad de un material que sea antimicrobiano, resistente al moho, flexible, transpirable o que tenga una combinación de estas propiedades.
Sumario
Las presentes enseñanzas satisfacen una o más de las necesidades anteriores mediante los dispositivos y métodos mejorados descritos en el presente documento. Las presentes enseñanzas incluyen un material que puede proporcionar amortiguación, comodidad, capacidad de limpieza o una combinación de esas propiedades. Las presentes enseñanzas incluyen un material que proporciona resiliencia a la estructura; un tacto de producto confortable; absorción de la humedad; reducción o inhibición del olor; efecto refrescante para el usuario; que tiene propiedades de secado rápido; que es lavable o se puede limpiar,; que tiene capacidad de adoptar formas tridimensionales; o que tiene una combinación de esas propiedades.
La presente invención es un artículo según la reivindicación 1. La superficie que tiene o produce humedad puede ser la piel del cuerpo de un usuario o portador. El artículo puede extraer humedad de la piel de un usuario, a través del artículo y hacia una superficie exterior del artículo. La una o más capas fibrosas pueden intercalarse entre dos capas que absorben la humedad. Una capa exterior que absorbe la humedad puede estar orientada en dirección opuesta a la superficie que tiene o produce humedad. El artículo, o sus capas, puede ser permeable o transpirable para estimular y/o facilitar la evaporación de la humedad.
Las fibras de la una o más capas fibrosas pueden tener una sección transversal no circular. Las fibras de la una o más capas fibrosas pueden tener una sección transversal que tiene una pluralidad de lóbulos y/o ranuras profundas. El tipo y/o la orientación de las fibras de la una o más capas fibrosas pueden crear un efecto capilar para alejar la humedad de la superficie. El artículo o una o más capas del mismo pueden incluir un aglutinante elastoméri
resiliencia del artículo o de la una o más capas. Al menos una parte de las fibras del artículo pueden ser fibras termoplásticas. Las fibras de la una o más de las capas pueden incluir poli(tereftalato de etileno) (PET), poliacrilonitrilo (PAN), poliacrilonitrilo oxidado (Ox-PAN, OPAN o PANOX), aramida, olefina, poliamida, imida, polietercetona (PEK), polieteretercetona (P EEK ), poli(succinato de etileno), poliétersulfonato (PES), fibra mineral, cerámica, natural u otra fibra polimérica. Una o más capas fibrosas pueden incluir fibras de dos componentes.
El artículo puede presentar resiliencia estructural para proporcionar amortiguación. El artículo o una o más capas del mismo pueden moldearse en una forma tridimensional. El artículo puede ser lavable sin perder forma, resiliencia, propiedades de absorción, propiedades de secado, propiedades antimicrobianas o una combinación de las mismas. El artículo puede presentar características antimicrobianas, características antifúngicas o ambas. Al menos una parte de las fibras del artículo se pueden tratar con plata y/o cobre o pueden incluir dichos elementos. El artículo puede ser resistente al moho o a los hongos. El artículo puede ser flexible. El artículo puede ser reutilizable. El artículo puede<ser resistente a los olores.>
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal de un material en capas de acuerdo con las presentes enseñanzas;
<la figura>2<es una vista en sección transversal de un material en capas de acuerdo con las presentes enseñanzas;>
la figura 3 es una vista en sección transversal de un material en capas de acuerdo con las presentes enseñanzas;
la figura 4 es una vista en sección transversal de un material en capas de acuerdo con las presentes enseñanzas;
la figura 5 es una vista en sección transversal de un material en capas de acuerdo con las presentes enseñanzas;
<la figura>6<es una vista en sección transversal de un conjunto del material en capas de acuerdo con las presentes>enseñanzas;
la figura 7 es una vista en sección transversal de un conjunto del material en capas de acuerdo con las presentes enseñanzas; y
<la figura>8<es una vista ampliada en sección transversal de un ejemplo de fibras multilobulares de acuerdo con las>presentes enseñanzas.
Descripción detallada
Las explicaciones e ilustraciones presentadas en este documento tienen como objetivo familiarizar a otros expertos en la técnica con las enseñanzas, sus principios y su aplicación práctica. Los expertos en la técnica pueden adaptar y aplicar las enseñanzas en sus numerosas formas, como mejor se adapten a los requisitos de un uso particular. En consecuencia, las realizaciones específicas de las presentes enseñanzas tal como se exponen no pretenden ser exhaustivas ni limitantes de las enseñanzas. Por lo tanto, el alcance de las enseñanzas no debe determinarse haciendo referencia a la descripción del presente documento, sino que debe determinarse haciendo referencia a las reivindicaciones adjuntas.
Los materiales que absorben la humedad tienen una amplia gama de aplicaciones, tales como en ropa, materiales médicos, equipos de protección y accesorios para animales. Por ejemplo, los materiales pueden usarse en ropa y accesorios deportivos, equipos de protección, accesorios para animales y aplicaciones médicas, por nombrar algunos. La ropa y los accesorios deportivos pueden incluir, entre otros, sujetadores deportivos, pantalones cortos y pantalones de ciclismo, cintas para el sudor, cintas para la cabeza, camisetas y camisas, pantalones, chaquetas, calcetines, guantes, gorros y similares. Los materiales médicos pueden incluir aparatos ortopédicos o gasas. Los equipos de protección puede incluir forros y cojines para cascos, artículos para la cabeza, rodilleras, coderas, espinilleras, hombreras y protectores de pecho, pantalones de hockey y similares. Los materiales descritos en el presente documento pueden usarse para cualquier acolchado deportivo en el que la humedad, como el sudor, deba transportarse y/o disiparse mientras se mantiene a la vez un nivel deseado o requerido de acolchado protector. Otros artículos portátiles pueden incluir mochilas (por ejemplo, correas o acolchado que entran en contacto con la espalda del usuario), chalecos (por ejemplo, chalecos protectores) u otros artículos que proporcionan propiedades de amortiguación, aislamiento y/o absorción de la humedad. Los accesorios para animales pueden incluir arneses para mascotas, sillas de montar, mantillas, mantas para caballos y similares. Estos materiales también pueden encontrar uso en tecnologías fuera de los artículos portátiles, como en asientos para automóviles (por ejemplo, cojines para asientos de automóviles), asientos para bicicletas, protectores para colchones, colchones, almohadas o fundas de almohadas, y similares, en los que un usuario puede contactar con el artículo, por lo que se necesita también un efecto refrescante, un efecto aislante o propiedades de absorción de humedad.
Estos materiales también pueden proporcionar ventajas adicionales tales como resistencia a la compresión y resistencia a las perforaciones, protección (por ejemplo, ropa que brinda protección contra el sol o que proporciona amortiguación), transpirabilidad, acolchado, transferencia de humedad (por ejemplo, la humedad se mueve desde una superficie de un usuario a través del material), inhibición de olores, efectos refrescantes, efectos aislantes o una combinación de los mismas. Se puede moldear el material para que se ajuste al área en la que se llevará o se usará. Por ejemplo, se podría moldear una rodillera para que se ajuste sobre y alrededor de una rodilla. El material también puede ser suave al tacto, liviano, lavable, reutilizable o con una combinación de esas propiedades.
El material puede ser un material en capas que tiene una pluralidad de capas adaptadas para incluir una o más de las características anteriores. El material puede incluir una o más capas fibrosas, en las que las fibras están dispuestas en una orientación generalmente vertical. El material puede incluir una o más capas adicionales. Estas capas adicionales pueden ser capas que absorben la humedad. Por ejemplo, el material en capas puede incluir una capa de transporte de humedad (por ejemplo, una capa que entra en contacto con la fuente de humedad). Las capas que absorben la humedad pueden incluir una o más capas exteriores sobre una superficie opuesta de la una o más capas fibrosas. Una o más de las capas, o todo el material en sí, puede ser flexible, estirable, transpirable o con una combinación de esas propiedades.
El material en capas puede incluir una o más capas fibrosas. Las capas fibrosas pueden transferir humedad desde una o más capas contiguas. Las capas fibrosas pueden transferir humedad a una o más capas contiguas. Las capas fibrosas pueden proporcionar amortiguación o protección. Las capas fibrosas pueden proporcionar dicha amortiguación o protección con un peso ligero.
Una o más de las capas fibrosas pueden tener un alto espesor al menos en parte debido a la orientación de las fibras de la capa (por ejemplo, orientadas generalmente de forma transversal al eje longitudinal de la capa) y/o a los métodos de conformación de la capa. Las capas fibrosas pueden presentar buena resiliencia y/o resistencia a la compresión. Las capas fibrosas pueden ser resistentes a la perforación. Las capas fibrosas pueden presentar buenas transferencia de humedad y /o características de absorción en comparación con materiales tradicionales, debido a factores tales como, entre otros, fibras únicas, superficies, modificaciones físicas de la estructura tridimensional (por ejemplo, mediante procesamiento), orientación de las fibras o una combinación de esas características.
Las capas fibrosas se pueden adaptar en función de las propiedades deseadas. Las capas fibrosas se pueden adaptar para proporcionar un peso, espesor, resistencia a la compresión u otros atributos físicos deseados. Las capas fibrosas pueden adaptarse para proporcionar una tasa de absorción o transferencia de humedad deseada. Las capas fibrosas se pueden adaptar para proporcionar una velocidad de secado deseada. Las capas fibrosas están formadas por fibras no tejidas. Las capas fibrosas son una estructura no tejida. Las capas fibrosas pueden ser de un material engrosado. Las capas fibrosas pueden ser termoformables de modo que las capas puedan moldearse o fabricarse de otra manera con una forma deseada para cumplir uno o más requisitos de aplicación.
Las capas fibrosas pueden tener poros. Los poros pueden formarse a partir de los espacios intersticiales entre las fibras y/o la forma de las fibras (por ejemplo, al tener las fibras una sección transversal multilobular o con ranuras profundas). Los poros pueden extenderse por todo el espesor de la capa fibrosa. Los poros pueden extenderse a través de una porción del espesor de la capa fibrosa. Los poros y/o la orientación vertical de las fibras pueden crear un efecto de capilaridad o efecto chimenea para absorber humedad o eliminar humedad de una superficie y transferirla a otra área (por ejemplo, a otra capa que absorbe la humedad, a otra porción de la capa fibrosa, y similares). Por ejemplo, las capas fibrosas pueden empujar y/o tirar de la humedad desde una primera superficie de las capas fibrosas a una segunda superficie opuesta de la capa fibrosa a través del espesor de las capas fibrosas. El efecto de capilaridad, o acción capilar, es el ascenso de líquidos a través de un tubo, poro, cilindro o sustancia permeable debido a fuerzas adhesivas y cohesivas que interactúan entre el líquido y la superficie. El diámetro de los poros o canales definidos por las fibras (por ejemplo, que forman un capilar) para el movimiento del líquido se puede seleccionar en función del espesor del material a través del cual debe viajar el líquido. Un capilar o canal de menor diámetro puede hacer que el líquido suba más alto que el líquido en un capilar o canal de mayor diámetro debido a la acción capilar a causa de las fuerzas adhesivas.
La capacidad de la capa fibrosa para tirar o empujar la humedad a través de la capa puede deberse, al menos en parte, a las geometrías de las fibras. Las fibras pueden tener una sección transversal sustancialmente circular o redondeada. Las fibras pueden tener una sección transversal que tiene una o más partes curvadas. Las fibras pueden tener una sección transversal que es en general ovalada o elíptica. Las fibras pueden tener una sección transversal que no sea circular. Tales secciones transversales no circulares pueden crear tubos o capilares adicionales dentro de los cuales se puede transferir la humedad. Por ejemplo, las fibras pueden tener geometrías con una sección transversal multilobular (por ejemplo, tener 3 lóbulos o más, tener 4 lóbulos o más, o tener 10 lóbulos o más). Las fibras pueden tener una sección transversal con surcos o ranuras profundos. Las fibras pueden tener una sección transversal sustancialmente en forma de "Y". Las fibras pueden tener una sección transversal poligonal (por ejemplo, triangular, cuadrada, rectangular, hexagonal y similares). Las fibras pueden tener una sección transversal en forma de estrella. Las fibras pueden ser dentadas. Las fibras pueden tener una o más estructuras ramificadas que se extienden desde las mismas. Las fibras pueden estar fibriladas. Las fibras pueden tener una sección transversal que tiene una forma no uniforme, forma de alubia, forma de hueso de perro, forma libre, forma orgánica, forma amorfa o una combinación de las mismas. Las fibras pueden ser sustancialmente rectas o lineales, en forma de gancho, dobladas, de forma irregular (por ejemplo, sin forma uniforme), o ser una combinación de las mismas. Las fibras pueden incluir uno o más huecos que se extienden a lo largo de las fibras o de su grosor. Las fibras pueden tener una forma sustancialmente hueca. Las fibras pueden ser generalmente sólidas. La forma de las fibras puede definir capilares o canales a través de los cuales puede viajar la humedad (por ejemplo, desde un lado de la capa fibrosa hasta el lado opuesto de la capa fibrosa).
Las fibras que forman las capas fibrosas (o cualquier otra capa del material) pueden tener una densidad de masa lineal promedio de aproximadamente 0,5 denier o mayor, aproximadamente 1 denier o mayor, o aproximadamente 5 denier o mayor. Las fibras del material que forman las capas fibrosas pueden tener una densidad de masa lineal promedio de aproximadamente 25 denier o menos, aproximadamente 20 denier o menos, o aproximadamente 15 denier o menos. Las fibras se pueden elegir basándose en consideraciones tales como coste, resiliencia, absorción/resistencia a la humedad deseada o similares. Por ejemplo, una mezcla de fibras más gruesa (por ejemplo, una mezcla de fibras<que tiene un denier promedio de aproximadamente>12<denier) puede ayudar a proporcionar resiliencia a las capas>fibrosas. Se puede usar una mezcla más fina (por ejemplo, que tenga un denier de aproximadamente 10 denier o menos o aproximadamente 5 denier o menos), por ejemplo, si se requiere que un material más suave entre en contacto con la piel del usuario. Las fibras pueden tener una longitud de fibra de aproximadamente 1,5 milímetros o más, o incluso aproximadamente 70 milímetros o más (por ejemplo, para redes fibrosas cardadas). Por ejemplo, la longitud de las fibras puede estar entre aproximadamente 30 milímetros y aproximadamente 65 milímetros. Las fibras pueden tener una longitud media o común de aproximadamente 50 a 60 milímetros de longitud de fibra, o cualquier longitud típica de las utilizadas en los procesos de cardado de fibras. Se pueden usar fibras cortas (por ejemplo, solas o en combinación con otras fibras) en cualquier proceso de no tejido. Por ejemplo, algunas o todas las fibras pueden tener una consistencia similar a un polvo (por ejemplo, con una longitud de fibra de aproximadamente 3 milímetros o menos,<aproximadamente>2<milímetros o menos, o incluso menor, tal como aproximadamente>200<micrómetros o más o>aproximadamente 500 micrómetros o más). Se pueden combinar fibras de diferentes longitudes para proporcionar las propiedades deseadas. La longitud de la fibra puede variar según la aplicación; las propiedades de humedad deseadas; el tipo, dimensiones y/o propiedades del material fibroso (por ejemplo, densidad, porosidad, resistencia deseada al flujo de aire, espesor, tamaño, forma y similares de la capa fibrosa y/o cualquier otra capa del material en capas); o cualquier combinación de tales características. La adición de fibras más cortas, solas o en combinación con fibras más largas, puede proporcionar un empaquetamiento más eficaz de las fibras, lo que puede permitir controlar más fácilmente el tamaño de los poros para lograr características deseables (por ejemplo, características de interacción con la humedad).
La capa fibrosa (o cualquier otra capa del material) puede incluir fibras mezcladas con las fibras inorgánicas. La capa fibrosa puede incluir fibras naturales, fabricadas o sintéticas. Las fibras naturales adecuadas pueden incluir fibras de algodón, yute, lana, lino, seda, celulosa, vidrio y cerámica. La capa fibrosa puede incluir ecofibras, tales como fibras de bambú o fibras de eucalipto. Las fibras fabricadas adecuadas pueden incluir aquellas formadas a partir de celulosa o proteína. Las fibras sintéticas adecuadas pueden incluir fibras de poliéster, polipropileno, polietileno, nailon, aramida, imida, acrilato o una combinación de las mismas. El material de la capa fibrosa puede comprender fibras de poliéster, tales como tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de politrimetileno (PTT) y fibras bicomponentes adhesivas de copoliéster/poliéster (CoPET/PET). Las fibras pueden incluir poliacrilonitrilo (PAN), poliacrilonitrilo oxidado (Ox-PAN, OPAN o PANOX), olefina, poliamida, polietercetona (PEK), polieteretercetona (P EEK ), polietersulfona (P ES ) u otras fibras poliméricas. Las fibras pueden seleccionarse por sus temperaturas de fusión y/o reblandecimiento. Las fibras pueden incluir fibras minerales o cerámicas. Las fibras pueden ser o pueden incluir fibras elastoméricas. Las fibras elastoméricas pueden proporcionar un rendimiento de amortiguación y/o propiedades de compresibilidad y recuperación. Los ejemplos de fibras elastoméricas incluyen PET, PBT, PTT elásticos de dos componentes o una combinación de los mismos. Las fibras pueden estar formadas por cualquier material que sea capaz de cardarse y doblarse formando una estructura tridimensional. Las fibras pueden ser fibras 100<% vírgenes, o pueden contener fibras regeneradas a partir de residuos postconsumo (por ejemplo, hasta>aproximadamente un 90% de fibras regeneradas a partir de residuos postconsumo o incluso hasta un 100% de fibras regeneradas a partir de residuos postconsumo). Las fibras pueden tener o pueden proporcionar características mejoradas de absorción de humedad o de resistencia a la humedad, o ambas.
Las fibras pueden tener partículas incorporadas en ellas. Las partículas pueden actuar para eliminar la humedad en la etapa de vapor (por ejemplo, antes de volverse líquida). Las partículas pueden incorporarse mediante un proceso de extrusión. Estas partículas pueden proporcionar propiedades de transpirabilidad y/o impermeabilización a la capa fibrosa. Las partículas presentes en las fibras pueden aumentar el área superficial de la fibra en un 50 % o más, aproximadamente un 100 % o más, un 200 % o más, o un 500 % o más en comparación con una fibra que no lleva partículas incorporadas. Las partículas pueden aumentar el área superficial de la fibra en aproximadamente un 1200 % o menos, aproximadamente un 1000 % o menos, o aproximadamente un 900 % o menos. La gran superficie de la fibra puede proporcionar altas propiedades de adsorción. Estas fibras pueden ayudar a proporcionar calentamiento y/o enfriamiento. Estas fibras pueden proporcionar control de olores, control de humedad (por ejemplo, control de humedad corporal) o ambos. Las partículas pueden ayudar a eliminar o alejar el vapor de humedad de la fuente (por ejemplo, a través de la capa). Las partículas incorporadas pueden incluir, entre otras, madera, cáscaras (por ejemplo, cáscaras de frutas y/o frutos secos, tales como cáscaras de coco o fibras de coco, cáscaras de avellana), carbón activo, arena (por ejemplo, arena volcánica) o una combinación de esos materiales. Por ejemplo, la fibra puede ser una fibra de p E t extruida con carbón activo y/o arena volcánica.
Las fibras pueden ser fibras 100% vírgenes o con un porcentaje menor. Las fibras pueden incluir fibras regeneradas a partir de residuos postconsumo (por ejemplo, hasta aproximadamente un 90 % de fibras regeneradas a partir de residuos postconsumo o incluso hasta un 100 % de fibras regeneradas a partir de residuos postconsumo). Las fibras pueden tener o pueden proporcionar propiedades de aislamiento térmico mejoradas. Las fibras pueden tener una conductividad térmica relativamente baja. Dichas fibras pueden ser útiles para retener el calor o disminuir la velocidad de transferencia de calor (por ejemplo, para mantener caliente al usuario o al portador). Las fibras pueden tener o pueden proporcionar una alta conductividad térmica, aumentando así la tasa de transferencia de calor. Tales fibras pueden ser útiles para extraer calor de la superficie de la fuente de humedad (por ejemplo, para enfriar a un usuario o portador). Las fibras pueden tener geometrías que no sean circulares ni cilíndricas. La capa fibrosa puede incluir o contener estructuras de aerogel diseñadas para proporcionar beneficios de aislamiento térmico adicionales. La capa fibrosa puede incluir o estar enriquecida con aditivos de bambú orgánico pirolizado.
Las fibras, o al menos una parte de las fibras, que forman una o más capas del material pueden incluir un acabado o revestimiento hidrófilo. El acabado o revestimiento hidrófilo puede crear o mejorar el efecto capilar de atraer la humedad hacia el interior de los capilares o canales formados por las fibras. Las fibras, o al menos una parte de las fibras, pueden ser fibras superabsorbentes (SAF, por sus siglas en inglés). Las SAF pueden estar formadas por un material de celulosa o un material polimérico sintético, por ejemplo. Las SAF pueden estar mezcladas con otras fibras. Las SAF pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente 60 % en peso o menos de la mezcla, aproximadamente 50 % en peso o menos, o aproximadamente 40 % en peso o menos. Las SAF pueden estar presentes en una cantidad superior al 0 %, aproximadamente del 1 % en peso o más, o aproximadamente el 5 % en peso o más. Las SAF pueden atraer la humedad hacia la sección transversal del material, donde puede evaporarse.
Una o más capas fibrosas (o cualquier otra capa del material) pueden incluir una pluralidad de fibras de dos componentes. Las fibras de dos componentes pueden ser de una fibra de dos componentes termoplástica de bajo punto de fusión. Las fibras de dos componentes pueden tener una temperatura de fusión más baja que las otras fibras dentro de la mezcla (por ejemplo, una temperatura de fusión más baja que las fibras comunes o básicas). Las fibras de dos componentes pueden tenderse al aire o cardarse, doblarse y fusionarse mecánicamente en el espacio como una red de modo que el material en capas pueda tener estructura y cuerpo y pueda manipularse, laminarse, fabricarse, instalarse como una pieza cortada o moldeada, o sufrir operaciones similares para proporcionar las propiedades deseadas. Las fibras de dos componentes pueden incluir un material de núcleo y un material de cubierta o funda alrededor del material de núcleo. El material de la funda puede tener un punto de fusión más bajo que el material del núcleo. La red de material fibroso se puede formar, al menos en parte, calentando el material a una temperatura para ablandar el material de la funda de al menos algunas de las fibras de dos componentes.
La capa fibrosa (o cualquier otra capa del material en capas) puede incluir un aglutinante o fibras aglutinantes. El<aglutinante puede estar presente en la capa fibrosa en una cantidad de aproximadamente>100<por ciento en peso o>menos, aproximadamente 80 por ciento en peso o menos, aproximadamente 60 por ciento en peso o menos, aproximadamente 50 por ciento en peso o menos, aproximadamente 40 por ciento en peso o menos, aproximadamente 30 por ciento en peso o menos, aproximadamente 25 por ciento en peso o menos, o aproximadamente 15 por ciento en peso o menos. La capa fibrosa puede estar sustancialmente libre de aglutinante. La capa fibrosa puede estar completamente libre de aglutinante. Aunque en el presente documento se hace referencia al mismo como fibras, también se contempla que el aglutinante podría ser en general en forma de polvo, esférico o de cualquier forma que se pueda recibir dentro de los espacios intersticiales entre otras fibras y capaz de unir la capa fibrosa. El aglutinante puede tener una temperatura de ablandamiento y/o fusión de aproximadamente 70 °C o mayor, aproximadamente 100 °C o mayor, aproximadamente 110 °C o mayor, aproximadamente 130 °C o mayor, 180 °C o mayor, aproximadamente 200 °C o mayor, aproximadamente 225 °C o mayor, aproximadamente 230 °C o mayor, o incluso aproximadamente 250 °C o mayor. Por ejemplo, el aglutinante puede tener una temperatura de ablandamiento y/o fusión entre aproximadamente 70 °C y aproximadamente 250 °C (contemplándose cualquier intervalo dentro del mismo). Las fibras pueden ser materiales termoplásticos de alta temperatura. Las fibras pueden incluir uno o más de los siguientes compuestos: poliamidaimida (PAI); poliamida de alto rendimiento (HPPA), como nailon; poliimida (PI); policetona; derivados de polisulfona; tereftalato de policiclohexano dimetilo (PCT); fluoropolímeros; polieterimida (PEI); polibencimidazol (PBI); tereftalato de polietileno (PET); tereftalato de polibutileno (PBT); sulfuro de polifenileno; poliestireno sindiotáctico; polieteretercetona (P EEK ); sulfuro de polifenileno (PPS), poliéter imida (PEI); y similares. La capa fibrosa puede incluir fibras de poliacrilato y/o epoxi (por ejemplo, de tipo termoestable y/o termoplástico). La capa fibrosa puede incluir un sistema de múltiples aglutinantes. La capa fibrosa puede incluir uno o más materiales de fibra elastomérica que actúan como aglutinante. La capa fibrosa puede incluir uno o más materiales aglutinantes de sacrificio y/o materiales aglutinantes que tienen una temperatura de fusión más baja que otras fibras dentro de la capa.
Las fibras y aglutinantes discutidos en el presente documento en el contexto de las capas fibrosas también se pueden usar para formar cualquier otra capa del material en capas.
Las fibras que forman una o más capas fibrosas se pueden conformar en una red no tejida usando procesos de no tejido que incluyen, por ejemplo, mezcla de fibras, cardado, plegado, tendido con aire, conformación mecánica o una combinación de los mismos. Mediante estos procesos, las fibras pueden orientarse en una dirección generalmente vertical o casi vertical (esto es, en una dirección de manera general perpendicular al eje longitudinal de la capa fibrosa). Las fibras pueden abrirse y mezclarse usando procesos convencionales. La estructura resultante formada puede ser una capa fibrosa engrosada. La capa fibrosa engrosada se puede diseñar para lograr un peso, espesor, atributos físicos, conductividad térmica, propiedades de aislamiento, absorción de humedad o una combinación de esas propiedades óptimos.
Se pueden formar una o más capas fibrosas, al menos en parte, mediante un proceso de cardado. El proceso de cardado puede separar mechones de material en fibras individuales. Durante el proceso de cardado, las fibras se pueden alinear con una orientación sustancialmente paralela entre sí y se puede usar una máquina cardadora para producir la banda o red.
Una banda o red cardada puede someterse a un proceso de plegado para producir las capas fibrosas. La banda cardada puede ser plegada de manera rotativa, cruzada o verticalmente, para formar un material no tejido voluminoso o engrosado. La banda cardada se puede plegar verticalmente según procesos como, por ejemplo, los procesos "Struto" o "V-Lap". Esta construcción proporciona una red con una integridad estructural relativamente alta en la dirección del espesor de las capas fibrosas, minimizando así la probabilidad de que la red se deshaga durante la aplicación o el uso, y/o proporcionando resistencia a la compresión al material en capas. Los procesos de cardado y plegado pueden crear capas fibrosas no tejidas que tienen buena resistencia a la compresión a lo largo de la sección transversal vertical (esto es, a través del espesor del material en capas) y pueden permitir la producción de capas fibrosas de menor masa, especialmente con esponjamiento hasta un espesor mayor sin añadir cantidades significativas de fibra a la matriz. Se contempla que una pequeña cantidad de fibra conjugada hueca (es decir, en un pequeño porcentaje) pueda mejorar la capacidad de esponjamiento y la resiliencia para mejorar la absorción de humedad, la integridad física o ambas propiedades. Una disposición de este tipo también proporciona la capacidad de conseguir una banda o red de baja densidad con una densidad aparente relativamente baja.
El proceso de plegado puede crear una apariencia plisada u ondulada de las fibras cuando se ven desde su sección transversal. La frecuencia de los frunces u ondulaciones se puede variar durante el proceso de plegado. Por ejemplo, tener un aumento de pliegues u ondulaciones por área puede aumentar la densidad y/o rigidez de la capa o capas del material. Disminuir los pliegues u ondulaciones por área puede aumentar la flexibilidad de la capa o capas y/o puede disminuir la densidad. La capacidad de variar la frecuencia de pliegues u ondulaciones durante el proceso de plegado puede permitir variar o controlar las propiedades del material. Se contempla que la frecuencia de pliegues u ondulaciones pueda variarse en todo el material. Durante el proceso de plegado, la frecuencia de pliegue se puede controlar y/o ajustar dinámicamente. El ajuste se puede realizar durante el plegado de una capa del material. Por ejemplo, ciertas partes de la capa pueden tener una frecuencia aumentada, mientras que otras partes de la capa o capas pueden tener una frecuencia menor. El ajuste podrá realizarse durante el plegado de diferentes capas del material. Se pueden hacer diferentes capas para que tengan diferentes propiedades con diferentes frecuencias de pliegues. Por ejemplo, una capa puede tener una frecuencia de pliegues mayor o menor que otra capa del material en capas.
Las capas fibrosas se pueden formar mediante un proceso de tendido al aire. Este proceso de tendido al aire se puede emplear en lugar de cardar y/o plegar. En un proceso de tendido al aire, las fibras se dispersan en una corriente de aire que se mueve rápidamente y luego se depositan desde un estado suspendido sobre una pantalla perforada para formar una red. La deposición de las fibras puede realizarse mediante presión o vacío, por ejemplo. Se puede producir una red tendida al aire o conformada mecánicamente. La red puede entonces unirse térmicamente, unirse con aire, consolidarse mecánicamente, o de maneras similares, o con una combinación de los mismos procesos, para formar una capa fibrosa no tejida cohesiva. Si bien los procesos de tendido al aire pueden proporcionar una orientación generalmente aleatoria de las fibras, puede haber algunas fibras que tengan una orientación que sea de manera general en dirección vertical de modo que se pueda lograr resiliencia en la dirección del espesor del material.
El material en capas puede incluir una o más capas absorbentes. Las capas absorbentes pueden formarse a partir de un material no tejido, un material tejido, un material tricotado, un material soplado en fusión (por ejemplo, de poliuretano termoplástico) o procesos similares. Estas capas absorbentes pueden incluir una o más capas de transporte de humedad, que pueden servir para transportar la humedad desde la fuente (por ejemplo, la piel u otra capa húmeda, tal como una prenda) hasta una o más capas fibrosas. La una o más capas de transporte de humedad pueden extraer o drenar la humedad de la fuente y distribuir la humedad sobre un área superficial más amplia para mejorar la absorción por otras capas, para mejorar la evaporación o el secado de la humedad, o para ambas. Una capa puede servir como capa de adquisición, que puede funcionar para extraer humedad de la fuente. Otra capa puede servir como capa de distribución, que puede funcionar para dispersar la humedad alrededor del área de la capa y/o las capas adyacentes. En cambio, estas funciones pueden ser realizadas por una sola capa. Las capas absorbentes pueden incluir una o más capas exteriores. Las capas exteriores pueden estar situadas en el lado opuesto de las capas fibrosas, absorbiendo humedad de las capas fibrosas. Las capas exteriores pueden favorecer la evaporación o tener propiedades de secado rápido. Las capas absorbentes del material en capas pueden ser las mismas o pueden ser diferentes. Una o más de las capas pueden extraer humedad en forma de vapor lejos de la fuente. Por ejemplo, una o más capas pueden extraer el vapor de transpiración del cuerpo antes de que la transpiración se convierta en sudor líquido.
La una o más capas de transporte de humedad pueden estar unidas a un lado de una capa fibrosa. La una o más capas de transporte de humedad pueden estar adaptadas para lindar o hacer contacto con una superficie que es la fuente de la humedad. Por ejemplo, una capa de transporte de humedad puede ser la superficie de contacto con la piel de una persona o el cuerpo de un animal. La capa de transporte de humedad puede facilitar el movimiento del sudor o la humedad desde la piel hasta la capa fibrosa. La capa de transporte de humedad puede tener una superficie suave al tacto para proporcionar una superficie de contacto cómoda.
Las capas exteriores del material en capas pueden estar unidas a un lado opuesto de la capa fibrosa. La una o más capas exteriores pueden estar orientadas en dirección opuesta a la superficie de la fuente de humedad. La una o más capas exteriores pueden ser la capa más exterior del material en capas. La una o más capas exteriores pueden ser permeables o trasnspirables para permitir el flujo de aire dentro de la capa. La transpirabilidad o permeabilidad puede mejorar la evaporación de la humedad, permitiendo así que el material en capas se seque. La capa exterior puede incluir perforaciones, orificios, huecos o aberturas para fomentar aún más la permeabilidad y/o el secado de la capa.
Las capas absorbentes se pueden formar usando cualquiera de las fibras y/o aglutinantes discutidos en el presente documento en relación con la capa fibrosa. Una o más capas absorbentes pueden estar hechas de Lycra, poliéster, tereftalato de polietileno o una combinación de esos materiales.
Se pueden usar una o más capas fibrosas, las fibras que forman las capas fibrosas, el material en capas resultante, o una combinación de los mismos, para formar un material en capas termoformable (que puede ser no tejido), lo que indica un material (por ejemplo, material no tejido) que puede formarse con una amplia gama de densidades y espesores y que contiene un aglutinante termoplástico y/o termoestable. El material termoformable se puede calentar y termoformar en un producto termoformado de forma específica. El material en capas puede tener un espesor variable (y por lo tanto un perfil variado o no plano) a lo largo de la longitud del material. Se pueden adaptar áreas de menor espesor para proporcionar flexibilidad controlada al material, tal como para proporcionar un área con flexibilidad y elasticidad adicionales, tal como para formar una prenda de vestir de compresión estirable. Al material en capas se le puede dar forma (por ejemplo, plegando, doblando, termoformando, moldeando y similares) para producir una forma que coincida de manera general con una forma deseada para una aplicación dada.
El material en capas puede estar formado por una pluralidad de capas, que incluyen una o más capas absorbentes (por ejemplo, una o más capas de transporte de humedad, una o más capas exteriores), una o más capas superficiales, una o más capas de superficie y/o o una o más capas fibrosas, en cualquier combinación y en cualquier orden. El material puede incluir dos o más capas fibrosas. El material en capas puede incluir una o más capas engrosadas, una o más capas absorbentes, o ambas. Se puede formar una capa de superficie fundiendo una parte de la capa aplicando calor de tal manera que sólo una porción de la capa, tal como la superficie superior, se funda y luego se endurezca para formar una superficie generalmente lisa. Se puede aplicar o asegurar una malla a una o más capas fibrosas. El material en capas puede incluir una pluralidad de capas, algunas o todas de las cuales cumplen diferentes funciones o proporcionan diferentes propiedades al material en capas. La capacidad de combinar capas que tienen diferentes propiedades puede permitir personalizar el material en capas según la aplicación. Por ejemplo, las capas se pueden combinar de modo que el material en capas sea una prenda de vestir que absorba la humedad, transfiera la humedad, sea aislante, enfríe, tenga tiempos de secado bajos o tenga una combinación de esas propiedades. Las capas pueden combinarse de manera que el material en capas proporcione una amortiguación con alta resiliencia.
Se puede aplicar un recubrimiento para formar una o más capas superficiales sobre las capas fibrosas. El recubrimiento puede mejorar una o más características del material en capas. Por ejemplo, las capas superficiales pueden ser antimicrobianas, antifúngicas, tener una alta reflectancia infrarroja, ser resistentes a la humedad, resistentes al moho o tener una combinación de esas propiedades. Las capas superficiales pueden ser una extensión de las capas fibrosas o capas absorbentes. Al menos algunas de las capas superficiales pueden estar metalizadas. Por ejemplo, las fibras a lo largo de una superficie exterior de las capas fibrosas o capas absorbentes pueden formar las capas superficiales. Los procesos de metalización se pueden realizar depositando átomos metálicos sobre las fibras de las capas superficiales. Como ejemplo, la metalización se puede establecer aplicando una capa de átomos de plata a las capas superficiales. La metalización se puede realizar antes de la aplicación de cualquier capa adicional a las capas fibrosas.
La metalización puede proporcionar una reflectividad o emisividad deseadas. Las capas superficiales pueden ser aproximadamente un 50% reflectantes de IR o más, aproximadamente un 65% reflectantes de IR o más, o aproximadamente un 80% reflectantes de IR o más. Las capas superficiales pueden ser aproximadamente 100 % reflectantes de IR o menos, aproximadamente 99 % reflectantes de IR o menos, o aproximadamente 98 % reflectantes de IR o menos. Por ejemplo, el intervalo de emisividad puede ser de aproximadamente 0,01 o más o aproximadamente 0,20 o menos, o ser de 99% a aproximadamente 80% reflectante IR, respectivamente. La emisividad puede cambiar con el tiempo a medida que los aceites, la suciedad, la degradación y similares efectos pueden afectar a las fibras en la aplicación.
Se pueden aplicar otros recubrimientos a las capas fibrosas para formar las capas superficiales, metalizadas o no, para lograr las propiedades deseadas. Se pueden añadir tratamientos oleófobos y/o hidrófobos. Se pueden agregar retardantes de llama. Se puede aplicar a las fibras metalizadas un revestimiento resistente a la corrosión para proteger el metal (por ejemplo, aluminio) de la oxidación y/o la pérdida de reflectividad o disminuir las mismas. Se pueden añadir revestimientos reflectantes de infrarrojos que no estén basados en tecnología de metalización. Se pueden aplicar recubrimientos antimicrobianos o antifúngicos. Por ejemplo, se puede agregar polvo de plata u otros nanopolvos antimicrobianos a una parte de las capas fibrosas para formar las capas superficiales.
Una o más capas pueden ser un absorbente grueso poroso (por ejemplo, un absorbente grueso poroso esponjado formado mediante un proceso de cardado y/o plegado). Se pueden formar una o más capas mediante tendido al aire. El material en capas puede conformarse en una lámina generalmente plana. El material en capas (por ejemplo, como una lámina) puede ser capaz de enrollarse formando un rollo. El material en capas puede ser un material continuo de modo que se puedan emplear longitudes más largas en una sola pieza. El material en capas (o una o más de las capas del material en capas) puede ser una estructura 3D diseñada. Es evidente que partiendo de estas capas potenciales existe una gran flexibilidad a la hora de crear un material que satisfaga las necesidades específicas de un usuario final, cliente, instalador y similares.
Las capas fibrosas, las capas absorbentes, las capas superficiales o una combinación de las mismas pueden estar unidas directamente entre sí. Se pueden unir una o más capas entre sí mediante un proceso de laminación. La una o más capas pueden entonces suministrarse como un rollo o una hoja del producto laminado. Por lo tanto, una o más capas pueden unirse entre sí antes de cualquier etapa adicional de conformación o moldeado. La una o más capas pueden incluir un componente termoplástico (por ejemplo, aglutinante o fibras) que se funde y se adhiere a una superficie adyacente al exponerse al calor. Se pueden unir una o más capas entre sí con una capa adhesiva. Las capas que forman un material en capas pueden estar unidas a un material en capas adicional. Por ejemplo, un primer material en capas puede unirse directamente a un segundo material en capas (por ejemplo, mediante una o más capas adhesivas) para formar un conjunto de material en capas. El conjunto de material en capas puede incluir más de dos materiales en capas. La capa adhesiva puede ser un adhesivo. El adhesivo puede ser un polvo o puede aplicarse en tiras, láminas o como un líquido o pasta. La capa adhesiva puede extenderse a lo largo de una superficie de las capas fibrosas, las capas absorbentes, las capas superficiales o una combinación de las mismas, para cubrir sustancialmente la superficie. La capa adhesiva se puede aplicar a una parte de la superficie de las capas fibrosas, las capas absorbentes, las capas superficiales o una combinación de las mismas. La capa adhesiva se puede aplicar siguiendo un patrón (por ejemplo, puntos de adhesivo aplicados a la superficie). La capa adhesiva se puede aplicar con un espesor uniforme. La capa adhesiva puede tener un espesor variable. La capa adhesiva puede ser una única capa (por ejemplo, un único adhesivo). La capa adhesiva puede ser de múltiples capas (por ejemplo, una capa adhesiva y una capa de fibra termoplástica). La capa adhesiva puede ser una sola capa de materiales mezclados (por ejemplo, se mezclan en una sola capa un adhesivo y fibras termoplásticas). Las capas pueden unirse directamente entre sí mediante otros procesos, tales como costura, entrelazado de fibras entre capas u otros métodos.
El espesor total del material en capas puede depender del número y espesor de las capas individuales. El espesor total puede ser de aproximadamente 0,5 mm o más, aproximadamente 1 mm o más, o aproximadamente 1,5 mm o más. El espesor total puede ser de aproximadamente 300 mm o menos, aproximadamente 250 mm o menos, o aproximadamente 175 mm o menos. Algunas de las capas individuales pueden ser más gruesas que otras. Por ejemplo, el espesor de las capas fibrosas puede ser mayor que el espesor de las capas absorbentes (individualmente o combinadas). El espesor total de las capas fibrosas puede ser mayor que el espesor total de las capas absorbentes. El espesor también puede variar entre los mismos tipos de capas. Por ejemplo, dos capas fibrosas en el material en capas pueden tener espesores diferentes. El material en capas se puede ajustar para proporcionar las características deseadas y/o la absorción/resistencia a la humedad de manera más general ajustando la resistencia específica al flujo de aire y/o el espesor de cualquiera o de todas las capas.
Una o más capas del material en capas puede tener propiedades hidrófobas. Una o más de las capas del material en capas pueden tener propiedades hidrófilas. Capas enteras pueden ser hidrófobas o hidrófilas. Una capa puede tener propiedades tanto hidrófobas como hidrófilas. Por ejemplo, se puede formar una capa a partir de una mezcla de fibras hidrófobas y fibras hidrófilas. Las interfaces entre capas pueden incluir una capa o parte hidrófoba que linda con una capa o parte hidrófila. La capa que está en contacto con la fuente de humedad puede ser hidrófila. Dicha capa puede hacer que la humedad se aleje de la piel y distribuir la humedad sobre un área más grande para acelerar la absorción. Las capas adyacentes pueden ser, por ejemplo, hidrófobas. Esto puede ayudar a secar el material y/o resistir la absorción de humedad del ambiente externo. También es posible que una capa hidrófoba o partes de la misma puedan funcionar para alejar la humedad de una superficie (por ejemplo, la piel de un usuario) mientras a la vez absorben poca o ninguna humedad, actuando así para eliminar la humedad. Las capas hidrófobas o partes de las mismas pueden funcionar para transferir humedad a otra capa del material en capas. Las capas hidrófilas o partes de las mismas pueden funcionar para absorber humedad (por ejemplo, de una o más capas o partes hidrófobas). Las fibras dentro de las capas pueden ser hidrófobas. Las fibras dentro de las capas pueden ser hidrófilas.
Las fibras de una o más capas del material en capas, o una o más capas del material en capas, pueden presentar propiedades antimicrobianas. Las fibras pueden tratarse con una sustancia antimicrobiana. Por ejemplo, se puede utilizar plata o cobre. Las fibras pueden estar recubiertas con plata, cobre o una combinación de los mismos. La sustancia antimicrobiana puede depositarse de otro modo en la superficie de las fibras (por ejemplo, mediante pulverización catódica, deposición electrostática). La sustancia antimicrobiana puede ser parte de las fibras. Por ejemplo, partículas de plata, partículas de cobre o ambas pueden estar dentro de las fibras de una o más capas del material en capas.
E l material en capas descrito presenta transpirabilidad, lo que permite un mayor tiempo de secado del material y/o un mayor enfriamiento de la superficie de la fuente de humedad. Al tener la capacidad de que el aire penetre en el material, esto aumenta el tiempo de secado y, por lo tanto, también reduce la formación de moho, hongos y/u olores. El material en capas, o una o más capas del mismo, pueden presentar una permeabilidad a 100 Pa de aproximadamente 600<litros por metro cuadrado por segundo (l/m>2</s) o mayor, aproximadamente 700 l/m2/s o mayor, o alrededor de 800>l/m2/s o mayor. El material en capas, o una o más capas del mismo, pueden presentar una permeabilidad de aproximadamente 1500 l/m2/s o menos, alrededor de 1200 l/m2/s o menos, o alrededor de 1000 l/m2/s o menos. Esta es una mejora significativa con respecto a otros materiales tradicionales. Por ejemplo, una espuma viscoelástica de<poliuretano de 1100 g/m>2<con 15 mm de espesor presenta una permeabilidad de aproximadamente 500 l/m>2</s. Un material de espuma de poliuretano de células abiertas de 600 g/m>2<con>20<mm de espesor presenta una permeabilidad de menos de aproximadamente 100 l/m>2</s. Una espuma de dos capas formada por una capa de espuma de etilenoacetato de vinilo de>10<mm de espesor y una capa de espuma de poliuretano>2<mm de espesor con un total de>1100<g/m>2<no presenta permeabilidad.>
El material en capas puede proporcionar amortiguación y al mismo tiempo proporcionar absorción de humedad, evaporación, aislamiento térmico o similares. El material en capas, o capas del mismo, pueden presentar resiliencia. La resiliencia puede deberse al menos en parte a la orientación de las fibras, la geometría de las fibras, el denier de las fibras, la composición de las fibras, aspectos similares o una combinación de los mismos. La resiliencia se puede medir utilizando una prueba estandarizada de deflexión a la fuerza de compresión o de deflexión a la fuerza de indentación (por ejemplo, ASTM D3574). La resiliencia deseada puede depender de la aplicación dentro de la cual se utiliza el material en capas. El material en capas puede tener una resiliencia adecuada para el fin previsto.
El material en capas o una o más capas del mismo (por ejemplo, una capa fibrosa) se puede conformar para que tenga un espesor y una densidad seleccionados de acuerdo con las propiedades físicas, de aislamiento, de absorción/resistencia a la humedad y de permeabilidad al aire r deseadas para las capas terminadas (y/ o para el material estratificado en su conjunto). Las capas del material en capas pueden tener cualquier espesor dependiendo de la aplicación, ubicación de instalación, forma, fibras utilizadas, geometría y/u orientación de las fibras, esponjamiento de las capas fibrosas u otros factores. La densidad de las capas puede depender, en parte, de la densidad relativa de cualquier aditivo incorporado en el material que comprende la capa (tal como material no tejido) y/o de la proporción del material final que representan los aditivos. El material en capas puede tener una densidad y/o un espesor variables a lo largo de una o más de sus dimensiones. La densidad aparente generalmente es función de la densidad relativa de las fibras y de la porosidad del material producido a partir de las fibras, que puede considerarse que representa la densidad de empaquetamiento de las fibras.
El material en capas puede formarse mediante una o más técnicas de laminación, u otra técnica capaz de unir dos o más capas. La una o más capas pueden entonces suministrarse como un rollo o una hoja del producto laminado. Por lo tanto, una o más capas pueden unirse entre sí antes de cualquier etapa adicional de conformación o moldeado.
La absorción de humedad, la resistencia a la humedad, la capacidad de aislamiento o una combinación de tales propiedades del material en capas (y/o de sus capas) pueden verse afectados por la forma del material en capas. El material en capas, o una o más de sus capas, puede ser de manera general plano. El material en capas, o una de sus capas, puede suministrarse en forma de lámina. El material en capas o una o más de sus capas se pueden suministrar en un rollo. Se pueden laminar juntas una o más capas del material en capas (por ejemplo, para suministrar el material en capas como una lámina o rollo y/o antes de cualquier etapa adicional de conformación o moldeado). El material en capas acabado se puede fabricar en piezas planas bidimensionales listas para usarse dependiendo de la aplicación deseada. El material en capas puede adoptar cualquier forma. Por ejemplo, el material en capas se puede moldear (por ejemplo, en una forma tridimensional) para que coincida de manera general con una forma deseada. El material en capas acabado se puede moldear para darle una forma tridimensional para una aplicación deseada.
El artículo o material descrito puede incluir además una o más de las características descritas en la especificación en cualquier combinación, incluidas las preferencias y ejemplos enumerados en esta especificación, e incluyendo cualquiera de las siguientes características solas o en combinación: el artículo puede ser un artículo portátil; la superficie que tiene o produce humedad puede ser la piel de un cuerpo o una prenda saturada de humedad; la una o más capas fibrosas pueden intercalarse entre dos capas que absorben la humedad; se puede adaptar una capa absorbente de humedad para que entre en contacto con la superficie que tiene o produce humedad; una capa exterior que absorbe la humedad puede estar orientada en dirección opuesta a la superficie que tiene o produce humedad; el artículo puede adaptarse para extraer humedad de la piel de un usuario, a través del artículo y hacia una superficie exterior del artículo; el artículo o sus capas pueden ser permeables y/o transpirables para estimular la evaporación de la humedad, para permitir el flujo de aire a través del artículo o una o más capas del mismo, o para ambas cuestiones; las fibras de una o más capas fibrosas pueden tener una sección transversal no circular; las fibras de una o más capas fibrosas pueden tener una sección transversal que tiene una pluralidad de lóbulos y/o ranuras profundas; el tipo y/o la orientación de las fibras de una o más capas fibrosas pueden crear un efecto capilar para alejar la humedad de la superficie; una o más de las capas absorbentes de humedad pueden transferir humedad a una o más capas fibrosas; una o más de las capas absorbentes de humedad pueden transferir humedad a una o más capas fibrosas y/o pueden extender la humedad sobre un área superficial mayor de una o más capas fibrosas y/o fibras de las mismas; el artículo puede presentar resiliencia estructural para proporcionar amortiguación; el artículo o una o más capas del mismo puede incluir un aglutinante elastoméri
puede formarse mediante un proceso de plegado vertical; el artículo o una o más capas del mismo pueden ser termoformables para permitir que el artículo adquiera la forma deseada; el artículo o una o más capas del mismo pueden ser moldeables en una forma tridimensional; el artículo puede ser lavable sin perder forma, resiliencia, propiedades de absorción, propiedades de secado, propiedades antimicrobianas o una combinación de las mismas; el artículo puede presentar características antimicrobianas, características antifúngicas o ambas; al menos una parte de las fibras del artículo puede tratarse con plata o cobre o incluirlos; al menos una parte de las fibras del artículo pueden ser fibras termoplásticas; una o más capas pueden incluir fibras de tereftalato de polietileno (PET), poliacrilonitrilo (PAN), poliacrilonitrilo oxidado (Ox-PAN, OPAN o PANOX), aramida, olefina, poliamida, imida, polietercetona (PEK), polieteretercetona (P EEK ), succinato de polietileno, poliétersulfonato (PES), fibra mineral, cerámica, natural u otra fibra polimérica; la una o más capas fibrosas pueden incluir fibras de dos componentes; el artículo puede ser resistente al moho o a los hongos; el artículo puede ser flexible; el artículo puede ser reutilizable; el artículo puede ser resistente a los olores; una o más de las capas pueden laminarse juntas para formar un producto laminado; las capas se pueden laminar juntas antes de cualquier etapa adicional de conformación o moldeado; el artículo puede suministrarse como un rollo o una hoja del producto laminado.
Pasando ahora a las figuras, las figuras 1-3 ilustran ejemplos de secciones transversales de un material en capas 30 de acuerdo con las presentes enseñanzas. En la figura 1, el material en capas 30 incluye una capa fibrosa 34 dispuesta entre una capa de transporte de humedad 32 y una capa exterior 33. Como se muestra en las figuras 2 y 3, el material en capas 30 incluye una o más capas superficiales 36 dispuestas sobre una superficie exterior del material en capas 30.
La figura 4 ilustra una sección transversal de un material en capas 30. El material en capas 30 incluye una capa fibrosa 34 dispuesta sobre una capa de transporte de humedad 32.
La figura 5 ilustra una sección transversal de un material en capas 30 que tiene una capa fibrosa 34 y dos capas de transporte de humedad 32. La capa fibrosa 34 está dispuesta entre una capa de transporte de humedad 32 y una capa exterior 33. La capa fibrosa 34 está unida tanto a la capa de transporte de humedad 32 como a la capa exterior 33 mediante una capa adhesiva opcional 38.
<Las figuras>6<y 7 ilustran secciones transversales de un conjunto de material en capas 60. El conjunto de material en>capas 60 incluye una pluralidad de materiales en capas 30 unidos entre sí mediante una capa adhesiva 38. Cada uno de los materiales en capas 30 incluye una capa fibrosa 34 dispuesta entre una capa de transporte de humedad 32 y<una capa exterior 33. Como se muestra en la figura>6<, los materiales en capas 30 están unidos por la capa adhesiva>38 de modo que una primera capa de transporte de humedad 32 de un primer material en capas 30 y una capa exterior 33 de un segundo material en capas 30 lindan entre sí para formar un conjunto de material en capas apilado 60. Alternativamente, como se muestra en la figura 7, los materiales en capas 30 están unidos por la capa adhesiva 38 a lo largo de los bordes contiguos de los materiales en capas 30.
<La figura>8<ilustra una vista en sección transversal ampliada de fibras multilobulares 40 de acuerdo con las presentes>enseñanzas. Las fibras multilobulares pueden orientarse en una dirección generalmente vertical con respecto al eje longitudinal de la capa fibrosa (por ejemplo, perpendicular a la fuente de humedad). La sección transversal multilobular de cada fibra, o la interacción entre fibras multilobulares 40, puede crear capilares o canales 42 a través de los cuales se puede extraer la humedad (por ejemplo, mediante acción capilar).
Cualquiera de los materiales en capas tal como se muestra en el presente documento puede tener una o más capas enfrentadas, una o más capas de malla, o ambas. Por ejemplo, se puede colocar una capa de revestimiento (o de malla) sobre una superficie de una capa fibrosa, de espaldas a la capa de transporte de humedad. También se considera que las capas fibrosas, capas de transporte de humedad, capas exteriores, capas adhesivas y capas superficiales puedan configurarse en cualquier combinación y orden.
Cualquiera de los materiales descritos en el presente documento se puede combinar con otros materiales descritos en el presente documento (por ejemplo, en la misma capa o en diferentes capas del material en capas). Las capas pueden estar formadas por diferentes materiales. Algunas capas, o todas las capas, pueden formarse a partir de los mismos materiales o pueden incluir materiales o fibras comunes. El tipo de materiales que forman las capas, el orden de las capas, el número de capas, la colocación de las capas, el espesor de las capas o una combinación de los mismos aspectos se pueden elegir basándose en las propiedades deseadas de cada material (por ejemplo, propiedades de absorción de humedad, propiedades de enfriamiento, propiedades aislantes, y similares), las propiedades deseadas de resistencia al flujo de aire del material en su conjunto, el peso, la densidad y/o el espesor deseados del material, la flexibilidad deseada del material (o las ubicaciones de las zonas de flexibilidad controlada), o una combinación de los mismos aspectos. Las capas pueden seleccionarse para proporcionar orientaciones variables de las fibras.
Si bien se analiza en el contexto del material portátil, también está dentro del alcance de las enseñanzas que una o más capas de material en capas se puedan unir directamente a una pared, una superficie de un sustrato, una superficie del área o una combinación de las mismas. El material en capas se puede unir mediante un elemento de sujeción, un adhesivo u otro material capaz de fijar el material en capas a un sustrato u otra superficie. La fijación o sujeción del material en capas a sí mismo o a otra superficie puede ser reposicionable o permanente. El material en capas puede incluir uno o más elementos de sujeción, adhesivos u otros materiales conocidos para unir un material en capas a un sustrato, a otra parte del material en capas, a otro material en capas o a una combinación de los mismos. El elemento de sujeción, adhesivo u otro medio de fijación puede ser capaz de resistir los elementos a los que está expuesto (por ejemplo, fluctuaciones de temperatura). Los elementos de sujeción pueden incluir, entre otros, tornillos, clavos,<pasadores, pernos, elementos de ajuste por fricción, broches, corchetes, cremalleras, abrazaderas, similares o una>combinación de los mismos. Los adhesivos pueden incluir cualquier tipo de adhesivo, tal como un material de cinta, un adhesivo de despegar y pegar (autoadhesivo), un adhesivo sensible a la presión, un adhesivo termofusible, similares o una combinación de los mismos. El material en capas puede incluir uno o más elementos de sujeción o adhesivos para unir partes del material en capas a otro sustrato. El material en capas puede incluir un adhesivo sensible a la presión (PSA, por sus siglas en inglés) para adherir el material en capas a sí mismo o a otra superficie.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar el material en capas descrito y sus capas, pero no pretenden limitar su alcance.
Se preparan para pruebas las muestras de acuerdo con las presentes enseñanzas y se describen en la Tabla 1. Todas las muestras tienen un espesor de 13 mm a menos que se indique lo contrario.
Tabla 1
Las muestras para comparación se describen en la Tabla 2:
Tabla 2
Ejemplo 1
Se realizan pruebas de amortiguación según el estándar ASTM D3574-3. Los resultados de las pruebas se muestran en la Tabla 3.
Como se muestra en la tabla, la columna "fuerza máxima [kPa]" indica que las muestras identificadas en la Tabla 1 soportan una carga mayor en comparación con las espumas de células abiertas y al mismo tiempo son significativamente más ligeras. La columna "resiliencia" indica que las muestras identificadas en la Tabla 1 son más resistentes en comparación con las espumas de células abiertas y al mismo tiempo son significativamente más ligeras. La columna "linealidad" indica que la linealidad de las muestras identificadas en la Tabla 1 es generalmente menor. La no linealidad está correlacionada con el tacto o manejo suave de la tela.
Ejemplo 2
La prueba de sudoración en placa calefactora protegida se realiza de acuerdo con la norma ISO 11092. La prueba parece medir la resistencia térmica y al vapor de agua en condiciones de estado estacionario. Los resultados de las pruebas se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Los resultados de la prueba indican que la muestra 1B tiene una resistencia térmica similar a la de la espuma de poliuretano, que tiene el doble de masa. Esto proporcionaría una protección térmica contra el frío similar a temperaturas frías. Además, la resistencia al vapor es casi la mitad en la muestra 1B que en la espuma de poliuretano, lo que significa que la humedad se evacua casi dos veces más fácilmente. Esto conduce a un índice de permeabilidad significativamente más alto, lo que generalmente se correlaciona con un mayor confort.
Ejemplo 3
Se realizan ensayos para probar los propiedades de absorción de las muestras. Se añaden 150 ml de agua a un recipiente de 173 mm de diámetro. Estos 150 ml corresponden aproximadamente a tres veces el volumen máximo de las muestras de manera que haya suficiente agua, independientemente de las propiedades de absorción de las muestras. El tamaño del recipiente (es decir, que sea más grande que la muestra) permite que la muestra emerja del agua para que se pueda observar el proceso de absorción. Las muestras se colocan encima del agua del recipiente. Si la muestra tiene capacidad de absorción, se sumerge en el agua y luego, por capilaridad, la muestra absorbe el agua y sube hacia la muestra. Si no sucede nada, la muestra se introduce en el agua después de 10 segundos. Después de un tiempo determinado "tmax", que se registra para cada muestra, el agua alcanza una altura máxima en el interior de la muestra. Luego, esta altura se normaliza según la altura de la muestra. La prueba se detiene después de 30 segundos (>>tmax). Luego se mide la masa de la muestra. Esto mide la cantidad de agua que el material puede absorber. Los resultados de las pruebas se muestran en la Tabla 5.
Ejemplo 4
Se realizan pruebas para medir la evaporación de la humedad de cada muestra. Se corta cada muestra se corta para que tenga un diámetro de 56 mm. El espesor de cada muestra es de 13 mm. Un recipiente que tiene un diámetro de<aproximadamente 59 mm y una altura de pared de aproximadamente>8<mm se llena con 10 ml de agua (teniendo así>una altura de aproximadamente 4 mm). Se coloca cada muestra en el recipiente con agua. Se registra la masa de la muestra a lo largo del tiempo para medir cómo de rápido se evapora la humedad a través de la muestra. Para que se produzca la evaporación, la muestra transporta el agua hacia la parte superior de la muestra. Los resultados de las<pruebas se muestran en la Tabla>6<.>
<Tabla>6
Los resultados de la prueba muestran que la adición de la fibra multilobular en las muestras 1 y 3 aumenta la velocidad de secado o bien disminuye el tiempo de secado. Las muestras sin fibra multilobular (muestras 2 y 4) se secan más lentamente. La espuma de poliuretano de células abiertas también tarda más en secarse que todas las muestras de fibra.
La expresión “partes en peso”, tal como se usa en el presente documento, se refiere a 100 partes en peso de la composición a la que se hace referencia específicamente. Cualquier valor numérico citado en la solicitud anterior incluye todos los valores desde el valor inferior hasta el valor superior en incrementos de una unidad, siempre que<haya una separación de al menos>2<unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. Como ejemplo,>si se afirma que la cantidad de un componente o un valor de una variable de proceso tal como, por ejemplo, temperatura, presión, tiempo y similares es, por ejemplo, de 1 a 90, preferiblemente de 20 a 80, más preferiblemente<de 30 a 70, se considera que valores tales como 15 a 85, 22 a>68<, 43 a 51, 30 a 32, etc. están enumerados>expresamente en esta especificación. Para valores inferiores a uno, se considera que una unidad es 0,0001, 0,001, 0,01 o 0,1, según corresponda. Estos son sólo ejemplos de lo que se pretende específicamente y todas las combinaciones posibles de valores numéricos entre el valor más bajo y el valor más alto enumerados deben indicarse expresamente en esta solicitud de manera similar. A menos que se indique lo contrario, todos los intervalos incluyen ambos puntos finales y todos los números entre los puntos finales. El uso de "aproximadamente" o "alrededor de" en relación con un intervalo se aplica a ambos extremos del intervalo. Por tanto, "aproximadamente 20 a 30" pretende cubrir "aproximadamente 20 a aproximadamente 30", incluidos al menos los puntos finales especificados. El término "que consiste esencialmente en" para describir una combinación incluirá los elementos, ingredientes, componentes o pasos identificados, y aquellos otros elementos, ingredientes, componentes o pasos que no afecten materialmente las características básicas y novedosas de la combinación. El uso de los términos "que comprende" o "que incluye" para describir combinaciones de elementos, ingredientes, componentes o etapas en el presente documento también contempla realizaciones que consisten esencialmente en los elementos, ingredientes, componentes o etapas. Se<pueden proporcionar elementos, ingredientes, componentes o etapas plurales mediante un solo elemento, ingrediente,>componente o paso integrado. Alternativamente, un único elemento, ingrediente, componente o paso integrado podría dividirse en elementos, ingredientes, componentes o pasos plurales separados. La divulgación de "un" o "uno" para describir un elemento, ingrediente, componente o paso no pretende excluir elementos, ingredientes, componentes o pasos adicionales.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un artículo (30) que comprende:
a. una o más capas absorbentes de humedad (32), en donde al menos una de las capas absorbentes de humedad está adaptada para entrar en contacto con una superficie que tiene o produce humedad; y
b. una capa fibrosa no tejida (34) formada mediante un proceso de plegado vertical y que tiene fibras generalmente orientadas verticalmente,
en el que las fibras de la capa fibrosa están adaptadas para orientarse generalmente perpendicularmente a la superficie que tiene o produce humedad;
en el que la capa absorbente de humedad adaptada para estar en contacto con la superficie que tiene o produce humedad transfiere humedad a la capa fibrosa;
en el que el artículo está adaptado para eliminar la humedad de la superficie que tiene o produce humedad; en el que el artículo es un artículo que se puede llevar puesto; y
en el que la superficie que tiene o produce humedad es la piel de un cuerpo o una prenda saturada de humedad.
2. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una o más capas fibrosas (34) están intercaladas entre dos capas que absorben la humedad (32, 33).
3. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una capa exterior (33) mira en dirección opuesta a la superficie que tiene o produce humedad, y en el que la capa exterior es una capa que absorbe la humedad.
4. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el artículo está adaptado para extraer la humedad de la piel de un usuario, a través del artículo y hacia una superficie exterior del artículo.
5. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el artículo o sus capas son permeables y/o transpirables para estimular la evaporación de la humedad, para permitir el flujo de aire a través del artículo o de una o más capas del mismo, o para ambos efectos.
6<. El artículo de la reivindicación 5, en el que el artículo es permeable y/o transpirable.>
7. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las fibras de la capa fibrosa tienen una sección transversal no circular.
8<. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las fibras de la capa fibrosa tienen una sección>transversal que tiene una pluralidad de lóbulos y/o ranuras profundas.
9. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa absorbente de humedad que transfiere humedad a la capa fibrosa extiende la humedad sobre un área superficial mayor de la capa fibrosa y/o de sus fibras.
10. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el artículo presenta resiliencia estructural para proporcionar amortiguación.
11. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el artículo o una o más capas del mismo comprende un aglutinante elastoméri
12. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el artículo o una o más capas del mismo es termoformable y/o moldeable para permitir que el artículo adopte la forma deseada.
13. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que es lavable sin perder forma, resiliencia, propiedades de absorción, propiedades de secado, propiedades antimicrobianas o una combinación de las mismas.
14. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el artículo presenta características antimicrobianas, características antifúngicas o ambas.
15. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una o más capas incluyen fibras que tienen partículas incrustadas que comprenden carbón activo, arena (por ejemplo, arena volcánica), cáscaras de frutas o frutos secos, o una combinación de los mismos materiales.
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