MX2007008100A

MX2007008100A - Metodo para formar un laminado elastico.

Info

Publication number: MX2007008100A
Application number: MX2007008100A
Authority: MX
Inventors: Wing-Chak Ng; Louise Mccormack; Susan Elaine Shawyer
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-07-13
Also published as: WO2006073528A1; US20060148361A1

Abstract

Se proporciona un metodo en linea eficiente para formar un laminado elastico. Para formar el laminado, una composicion de polimero que contiene un polimero elastomerico es extrudida como una pelicula. En una incorporacion, la pelicula es orientada unixialmente en la direccion de la maquina, u opcionalmente, biaxialmente orientada en la ubicacion de la maquina y en la direccion transversal a la maquina. Sin importar la pelicula elastica, esta es entonces laminada a un material de tela no tejida. Antes de la laminacion, el por ciento de estiramiento del material de tela no tejida es generalmente de no mas de 25% cuando son aplicados 500 gramos-fuerza por 3 pulgadas del material en cualquiera de la direccion transversal a la maquina o la direccion de la maquina. Tal material de tela no tejida o extensible relativamente puede restringir la extension global del laminado. Por tanto, para mejorar la extension, el laminado resultante es estirado mecanicamente en la direccion transversal a la maquina y/o de la maquina. La extension tambien puede ser mejorada mediante permitir el laminado relajarse y retraerse antes del enrollado de manera que el material de tela no tejida se pliega o forma dobleces.

Description

MÉTODO PARA FORMAR UN LAMINADO ELÁSTICO Antecedentes de la Invención Muchos productos para el cuidado médico, prendas de uso de protección, productos mortuorios y veterinarios, y productos para el cuidado personal son actualmente disponibles como productos desechables. Por desechable, se significa que el producto es usado solamente unas pocas veces, o aún solamente una vez, antes de ser descartados. Ejemplos de tales productos incluyen, pero no están limitados a, productos para el cuidado médico y de la salud (por ejemplo, cubiertas quirúrgicas, batas y vendajes), prendas de trabajo protectoras (por ejemplo, overoles y batas de laboratorio) , productos absorbentes para el cuidado personal de bebes, niños y adultos (por ejemplo, pañales, calzoncillos de aprendizaje, prendas y almohadillas para la incontinencia, toallas sanitarias, paños limpiadores, etc.). Estos productos son fabricados a un costo consistente con la disponibilidad de un solo uso o limitado uso. Debido a que su fabricación es con frecuencia barato con relación al costo de los componentes tejidos o tramadas, las telas no tejidas pueden utilizarse como un componente de estos productos desechables. Una película o capa de micro-fibras también puede usarse para impartir propiedades de barrera al líquido, mientras que una capa elástica (por ejemplo, una película elástica o micro-fibras elásticas) pueden usarse para impartir adicionales propiedades de estirado y de recuperación. Sin embargo, las películas y las capas elásticas con frecuencia tienen propiedades estéticas desagradables al tacto, tales como sensación hulosa o pegajosa al tacto, haciéndolas desagradables e incómodas en contra de la piel del usuario. Las telas no tejidas inelásticas, por otro lado, tienen mejores propiedades estéticas, de comodidad, y táctiles.

Las propiedades estéticas táctiles de las películas elásticas pueden mejorarse al formar un laminado de película elástica con uno o más materiales no elásticos, tales como telas no tejidas, sobre la superficie exterior del material elástico. Sin embargo, las telas no tejidas formadas de polímeros no elastoméricos, tales como poliolefinas, son generalmente consideradas no elásticas y pueden tener pobre extensibilidad. Cuando las telas no tejidas no elásticas son laminadas a los materiales elásticos, el laminado resultante también puede restringirse en sus propiedades elásticas. Por lo tanto, los laminados de materiales elásticos y las telas no tejidas han sido desarrollados en los cuales las telas no tejidas son hechas extensibles por varios procesos, tales como por estrechamiento o plegado.

Una necesidad aún existe, sin embargo, para un método de producción que es capaz de producir una variedad de laminados elásticos de una manera menos cara, consistente con los costos dictados por las aplicaciones desechables para artículos empleados en productos desechables de limitado uso o de un solo uso. Por ejemplo, una necesidad existe por un eficiente método de producción "en línea" que es capaz de producir una amplia variedad de laminados elásticos.

Síntesis de la Invención De conformidad con una incorporación de la presente invención, es descrito un método para formar un laminado elástico. El método comprende la formación (por ejemplo, por moldeado, soplado, por extrusión de matriz plana, etc.) de una película elástica de una composición de polímero que comprende un polímero elastomérico, uniendo la película elástica a un material de tela no tejida para formar un laminado, en donde el material de la tela no tejida tiene un porcentaje estirado de no más de 25% cuando se aplica con 500 gramos fuerza por 3 pulgadas del denominado material en . la dirección transversal a la máquina o en la dirección a la máquina; y mecánicamente estirado el laminado al menos en una dirección .

De conformidad con otra incorporación de la presente invención, es descrito un método para formar enlaminado elástico. El método comprende la formación de una película elástica de una composición de polímero que comprende un polímero elastomérico; orientando la película en la dirección a la máquina para formar una película elástica estirada uni-axialmente; uniendo a la película elástica a un material de tela no tejida para formar un laminado, en donde el material de la tela no tejida tiene un porcentaje de estirado de no más de 25% cuando se aplica con 500 gramos fuerza por 3 pulgadas del denominado material en la dirección transversal a la máquina; y pasando el laminado a través de un punto de presión formado entre al menos dos rodillos grabados para estiramiento incremental al laminado en la dirección transversal a la máquina.

De conformidad con aún otra incorporación de la presente invención, es descrito un método para formar un laminado elástico. El método comprende la formación de una película elástica de una composición de polímero que comprende un polímero elastomérico, orientando la película en la dirección a la máquina para formar una película elástica estirada uni-axialmente; uniendo la película elástica al primero y segundo materiales de la tela no tejida para formar un laminado, en donde al menos uno de los materiales de la tela no tejida tiene un porcentaje de estirado de no más de 25% cuando se aplica con 500 gramos fuerza por 3 pulgadas del denominado material en la dirección transversal a la máquina; y pasando el laminado a través de un punto de presión entre al menos dos rodillos grabados para estiramiento incremental del laminado en la dirección transversal a la máquina.

Otras características y aspectos de la presente invención son descritos en mayor detalle abajo.

Breve Descripción de los Dibujos Una completa y autorizada descripción de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a uno con habilidad ordinaria en el arte, es señalada más particularmente en el resto de la especificación, que hace referencia a las figuras que se adjuntan en las cuales: La Figura 1 esquemáticamente ilustra un método para formar un laminado de conformidad con una incorporación de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de los rodillos grabados mostrados en la Figura 1; y La Figura 3 es una vista en la sección transversal mostrando el enganche entre dos de los rodillos grabados de la Figura 1.

El repetido uso de caracteres de referencia en la presente especificación y dibujos es intencionado para presentar las mismas o análogas características o elementos de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones Como se usa aquí, el término "polímero" incluye, pero no es limitativo a, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, bloque, injerto, al azar y copolímeros alternativos, terpolímeros, etc., y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que de otra forma se limiten específicamente, el término "polímero" deberá incluir todas las configuraciones geométricas posibles de la molécula. Estas configuraciones incluyen, pero no son limitadas a simetrías isotácticas, sindiotácticas, y al azar. Como se usa aquí, el término "termoplástico" o "polímero termoplástico" generalmente se refiere a polímeros que se suavizarán y fluyen o funden cuando es aplicado calor y/o presión, siendo los cambios reversibles .

Como se usa aquí, el término "fibras" generalmente se refiere a ambas las fibras de longitud básica y a filamentos sustancialmente continuos, e igualmente incluye a fibras mono-componentes y de múltiples componentes. Como se usa aquí, el término "sustancialmente continuos" generalmente se refiere a un filamento que tiene una longitud mucho mayor que su diámetro, por ejemplo que tiene una longitud de proporción al diámetro en exceso de alrededor de 15,000 a 1, y deseablemente en exceso de 50,000 a 1.

Como se usa aquí, el término "tejido o tela no tejida" generalmente se refiere a un tejido polimérico que tiene una estructura de fibras o hebras individuales que son entre colocadas, pero no de una manera identificable, de manera repetida. Ejemplos de adecuadas tejidos o telas no tejidas incluyen, pero no están limitadas a, procesos de soplado con fusión, de hidro-enredado, colocados por aire, procesos unidos con hilado y procesos de tejido cardado y unido.

Como se usa aquí, el término "fibras sopladas con fusión" significan las fibras formadas por la extrusión de un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos y usualmente circulares con hebras o filamentos fundidos a adentro de chorros de gas calentados a alta velocidad (por ejemplo, aire) y convergentes que atenúan los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que puede ser a un diámetro de micro-fibra. Después de esto, las fibras sopladas con fusión son llevadas por el chorro de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras sopladas con fusión dispersadas al azar. Tal proceso es descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 3,849,241 otorgada a Butin y otros el 19 de noviembre de 1974.

Como se usa aquí, las "fibras unidas con hilado" se refieren a las fibras de diámetro pequeño que son formadas por la extrusión de un material termoplástico fundido como filamentos a través de una pluralidad de vasos capilares de un hilador finos que tienen una configuración circular o de otra forma, con el diámetro de los filamentos extruidos siendo rápidamente reducidos como, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 4,340,563 otorgada a Appel y otros, y la patente de los Estados Unidos de América número 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros, la patente de los Estados Unidos de América número 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros, las patentes de los Estados Unidos de América números 3,338,992 y 3,341,394 otorgadas a Kinney, y la patente de los Estados Unidos de América 3,542,615 otorgada a Dobo y otros. Las cuales son aquí incorporadas como referencia en su totalidad. Las telas unidas con hilado son generalmente no pegajosas cuando son depositadas sobre una superficie recolectora. Las fibras unidas con hilado pueden algunas veces tener diámetros de menos de alrededor de 40 mieras, y son con frecuencia de entre alrededor de 5 a alrededor de 20 mieras.

Como se usa aquí, el término "tela cardada", generalmente se refiere a procesos conocidos por aquellos con habilidad en el arte y además descritos, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 4,488,928 otorgada a Alikhan, la cual es incorporada aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos.

Brevemente, los procesos de cardado incluyen iniciar con fibras básicas que son usualmente adquiridas en fardos y que son separadas, peinadas o de otro modo tratado y entonces depositado para proporcionar un tejido de peso base generalmente uniforme.

Como se usan aquí, los términos "dirección a la máquina" o "MD" se refieren a la longitud de una tela en la dirección en la cual ha sido producida. Los términos "dirección transversal a la máquina" o "CD" se refieren al ancho de una tela en una dirección generalmente perpendicular a la dirección a la máquina. Las dimensiones medidas en la dirección transversal a la máquina son referidas como una dimensión de "anchura", mientras que las dimensiones medidas en la dirección a la máquina son referidas como dimensiones de "longitud".

Como se utilizan aquí, los términos "extensible" o "extensibilidad" generalmente se refieren a que se estira o se extiende en la dirección de la fuerza aplicada por al menos 50% de su longitud o ancho relajado. Un material extensible no necesariamente tiene propiedades de recuperación. Por ejemplo, un material elastomérico es un material extensible que tiene propiedades de recuperación. Un tejido soplado con fusión puede ser extensible, pero no tiene propiedades de recuperación, y por tanto, ser un material extensible, no elástico.

Como se usa aquí, el término "elastomérico" y "elástico" y se refiere a un material de hoja que con la aplicación de una fuerza de estiramiento, es capaz de estirarse en al menos una dirección (tal como la dirección transversal a la máquina) y que con la liberación de la fuerza de estiramiento se contrae y regresa a aproximadamente su dimensión original. Por ejemplo, un material estirado que tiene una longitud estirada que es al menos 50 por ciento mayor que su longitud no estirada relajada y que se recobrará, con la liberación de la fuerza aplicada, al menos 50 por ciento de su alargamiento. Un ejemplo hipotético puede ser una muestra de una pulgada de material que es capaz de estirarse a al menos 1.50 pulgadas y que, con la liberación de la fuerza de estiramiento, se recobrará a una longitud de no más de 1.25 pulgadas. Deseablemente, tal hoja elastomérica contrae o recupera hasta el 50 por ciento, y aún más deseablemente, tal material de hoja elastomérica recupera hasta el 80 por ciento de la longitud estirada en la dirección transversal a la máquina.

Como se usa aquí, los términos "estrechado" y "material estrechado" generalmente se refieren a cualquier material que ha sido sacado en al menos una dimensión (por ejemplo, en la dirección a la máquina) para reducir su dimensión transversal (por ejemplo, en la dirección transversal a la máquina) de tal forma que cuando la fuerza de sacado es removida, el material puede jalarse a su ancho original. El material estrechado generalmente tiene un peso base más alto por área de unidad que el material sin estrechar. Cuando el material estrechado es jalado a su ancho original, deberá tener alrededor del mismo peso base como el material sin estrechar. Esto difiere de la orientación de una película en la cual la película es adelgazada y el peso base es reducido. El método de estrechamiento típicamente involucra el desenrollado de un material del rollo de suministro y pasado a través de un conjunto de rodillo de punto de presión de freno impulsado a una velocidad lineal dada. Un rodillo de toma o de punto de presión, que opera a más alta velocidad lineal que el rodillo del punto de presión de freno, saca al material y genera la tensión necesaria para alargar y estrechar el material.

Como se utiliza aquí, el término "fijar" se refiere a retener el alargamiento en una muestra de tela después de el alargamiento y la recuperación, por ejemplo, después de que la tela ha sido estirada y permitido que se relaje durante una prueba de ciclado.

Como se utiliza en el presente el término "porcentaje fijo" es la medida de la cantidad de la tela estirada de su largo original después de ser ciclada. La tensión que permanece después de eliminar la fuerza aplicada es medida como el porcentaje fijo. El porcentaje fijo es donde la curva de retracción de un ciclo cruza el eje de alargamiento.

La tensión restante después de la remoción de la tensión aplicada es medida como el porcentaje fijo.

Como se utiliza aquí el término "porcentaje de estiramiento" se refiere al grado al cual un material se estira en una dirección dada cuando es sometido a una cierta fuerza. En particular, el porcentaje de estiramiento es determinado al medir el aumento de la dimensión estirada y dividiendo ese valor por la dimensión original del material, y entonces multiplicándolo x 100. Tales mediciones son determinadas usando la "prueba de alargamiento de tira", la cual es sustancialmente de conformidad con la especificación de la prueba D5035-95 de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) . Específicamente, la prueba usa dos abrazaderas, cada una tiene dos quijadas que tienen una cara en contacto con la muestra. Las abrazaderas sostienen al material en el mismo plano, usualmente verticalmente, separadas por 3 pulgadas y se mueven aparte a una tasa especificada de extensión. El tamaño de la muestra es de 3 pulgadas por 6 pulgadas, con una altura de la quijada de cara de 1 pulgada y un ancho de 3 pulgadas, y una tasa constante de extensión de 300 milímetros por minuto. La muestra es abrazada en, por ejemplo, un probador Sintech 2/S con una caja de mangosta Renew MTS (control) y utilizando un software TESTWORKS 4.07b (de Sintech Corp., de Cary, Carolina del Norte). La prueba conducida bajo condiciones ambientales. Los resultados son generalmente reportados como un promedio de tres muestras y pueden realizarse con la muestra en la dirección transversal a la máquina (CD) y/o en la dirección a la máquina (MD) .

Como se usa aquí, el valor de "histéresis" de una muestra puede determinarse por el primer alargamiento de la muestra a un porcentaje de estirado de 50%, y entonces dejada la muestra retraer a una cantidad donde la cantidad de resistencia es de cero. Los valores de histéresis, por ejemplo, se leen a un porcentaje de estirado de 30% y de 50% en la dirección a la máquina.

Como se usa aquí, la "tasa de transmisión de vapor de agua" (WVTR) generalmente se refiere a la tasa a la cual el vapor de agua se transmite a través de un material. La capacidad de respirar es medida en gramos de agua por metro cuadrado por 24 horas. La tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) la cual, para los materiales de la muestra, es calculada esencialmente de conformidad con la prueba estándar E96-80 de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) . Alternativamente, para los materiales que tienen una tasa de transmisión de vapor de agua de hasta 3,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas los sistemas de prueba son tales como, por ejemplo, el sistema de análisis de permear del vapor de agua PERMATRAN-W 100K, el cual es comercialmente disponible de Modern Controls, Inc., de Minneapolis, Minnesota. Además, como se usa aquí la "capacidad de respirar" se refiere a la tela que tiene una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) mayor de alrededor de 3,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas.

Descripción Detallada Se hará ahora referencia en detalle a varias incorporaciones de la invención, uno o más ejemplos son señalados abajo. Cada ejemplo es proporcionado a modo de explicación, no de limitación de la invención. De hecho, será aparente para aquellos con habilidad en el arte que varias modificaciones y variaciones pueden hacerse en la presente invención sin apartarse del alcance o el espíritu de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una incorporación, pueden usarse en otra incorporación para producir aún otra incorporación. Por tanto, se intenta que la presente invención cubra tales modificaciones y variaciones.

En general, la presente invención está dirigida a un método eficiente, en línea para formar un laminado elástico. Para formar el laminado, una composición de polímero que contiene un polímero elastomérico es extrudido como una película. En una incorporación, la película es orientada uniaxialmente en la dirección a la máquina (MD) u opcionalmente, orientada biaxialmente en la dirección a la máquina y en la dirección transversal a la máquina. Sin importar, la película elástica es entonces laminada a un material de tela no tejida. Antes de la laminación, el porcentaje de estirado del material de la tela no tejida es generalmente de no más de 25% cuando se aplica con 500 gramos fuerza por 3 pulgadas del material en cualquier dirección transversal a la máquina o en la dirección a la máquina. Tal material de tela no tejida relativamente no extensible puede restringir la extensibilidad total del laminado. Por tanto, para mejorar la extensibilidad, el laminado resultante es mecánicamente estirado en la dirección transversal a la máquina y/o en la dirección a la máquina. La extensibilidad también puede mejorarse al permitir al laminado el relajar y retraer antes de enrollar de tal forma que el material de la tela no tejida se pliegue o forme torceduras.

La película elástica puede generalmente formarse por cualquiera de un número de convencionales procesos conocidos, incluyendo la extrusión por matriz plana, proceso de película soplada (tubular), moldeado, etc. La película puede ser mono- o de múltiples capas. Las películas de múltiples capas, por ejemplo, pueden prepararse por la co-extrusión de las capas, extrusión del recubrimiento, o por cualquier proceso convencional de colocado en capas. Sin importar, la viscosidad de los polímeros usados para formar la película puede generalmente variar dependiendo del seleccionado proceso de formación de película. La viscosidad es con frecuencia calibrada por la tasa de flujo fundido de un polímero, el cual es determinado usando técnicas bien conocidas como se describe en la prueba D 1238 de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) . Específicamente, la tasa de flujo fundido es contrariamente relacionada a la viscosidad, y por tanto aumenta como disminuye la viscosidad. En la mayoría de las incorporaciones de la presente invención, por ejemplo, la tasa de flujo fundido de los polímeros elastoméricos es mayor de alrededor de 1.0 gramos por 10 minutos. Por ejemplo, cuando se extruye como una película moldeada, polímeros elastoméricos de menor viscosidad son típicamente deseados, tales como aquellos que tienen una tasa de flujo fundido mayor de 5.0 gramos por 10 minutos. Igualmente, cuando se forman como una película soplada, los polímeros elastoméricos de más alta viscosidad son típicamente deseados, tales como aquellos que tienen una tasa de flujo fundido de menos de alrededor de 5.0 gramos por 10 minutos.

Algunos adecuados polímeros elastoméricos para formar la película elástica incluyen, pero no están limitados a, poliésteres elastoméricos, poliuretanos elastoméricos, poliamidas elastoméricas, poliolefinas elastoméricas, copolímeros elastoméricos, etc. Ejemplos de copolímeros elastoméricos incluyen a copolímeros en bloque que tienen la fórmula general A-B-A' ó A-B, en donde A y A' son cada uno un polímero termoplástico de bloque final que contiene una mitad estirénica y B es un polímero elastomérico de medio bloque, tales como un dieno conjugado o un polímero alqueno menor. Tales copolímeros pueden incluir, por ejemplo, estireno- isopreno-estireno (SIS) , estireno-butadieno-estireno (SBS) , estireno etileno butileno estireno (SEBS) , estireno isopreno (SI) , estireno butadieno (SB) , etc. Comercialmente disponibles son los copolímeros A-B-A' y A-B-A-B que incluyen varias diferentes fórmulas de estireno etileno butileno estireno (SEBS) de la Kraton Polymers, de Houston, Texas bajo la designación de marca de KRATON®. Los copolímeros en bloque KRATON® son disponibles de diferentes fórmulas, un número de los cuales son identificados en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,663,220; 4,323,534; 4,834,738; 5,093,422; y 5,304,599, las cuales son aquí incorporadas en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Otros copolímeros en bloque comercialmente disponibles incluyen a copolímeros elastoméricos estireno polietileno estireno (SEPS) disponibles de Kuraray Company, Ltd. De Okayama, Japón, bajo la designación de marca de SEPTON®. Aún otros adecuados copolímeros incluyen a los copolímeros elastoméricos estireno isopreno estireno (SIS) y estireno butadieno estireno (SBS) disponibles de la Dexco Polymers, de Houston, Texas, bajo la designación de VECTOR®. También adecuados polímeros compuestos de un copolímero tetrabloque A-B-A-B, tales como son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 5,332,613 otorgada a Taylor, la cual es incorporada aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Un ejemplo de tal copolímero tetrabloque es un copolímero en bloque estireno-poli (etileno-propileno) estireno poli (etileno-propileno) (SEPSEP) .

Ejemplos de poliolefinas elastoméricas incluyen a polipropilenos y polietilenos elastoméricos de ultra baja densidad, tales como aquellos producidos por métodos de catálisis de "un solo sitio" o de "metaloceno". Tales polímeros olefinas elastoméricas son comercialmente disponibles de ExxonMobil Chemical Co . de Houston, Texas, bajo designación de ACHIEVE® (con base de propileno), EXACT® (con base de etileno), y de EXCEED® (con base de etileno) . Los polímeros de olefina elastomérica son también comercialmente disponibles de DuPont Dow Elastomers, LLC (una empresa conjunta entre la DuPont y la Dow Chemical Co.), bajo la designación de marca de ENGAGE® (con base de etileno) y de la Dow Chemical Co . , de Midland, Michigan bajo el nombre de AFFINITY® (con base de etileno) . Ejemplos de tales polímeros son también descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,278,272; y 5,272,236 otorgadas a Lai y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. También útiles son ciertos polipropilenos elastoméricos, tales como se describen en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,539,056 otorgada a Yang y otros; y 5,596,052 otorgada a Resconi y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos .

Si se desea, las mezclas de dos o más polímeros también pueden utilizarse para formar la película elástica de conformidad con la presente invención. Por ejemplo, la película elástica puede formarse de una mezcla de un elastómero de alto desempeño y un elastómero de más bajo desempeño. Un elastómero de alto desempeño es generalmente un elastómero que tiene un bajo nivel de histéresis, tal como de menos de alrededor de 75%, y en algunas incorporaciones, de menos de alrededor de 60%. Igualmente, un elastómero de bajo desempeño es generalmente un elastómero que tiene un alto nivel de histéresis, tal como mayor de 75%. Particularmente adecuados elastómeros de alto desempeño pueden incluir a copolímeros en bloque con base estirenica, tales como los descritos arriba y comercialmente disponibles de Kraton Polymers, bajo la designación de marca de KRATON® y de Dexco Polymers, bajo la designación de marca de VECTOR®. Igualmente, particularmente adecuados elastómeros de bajo desempeño incluyen a poliolefinas elastoméricas, tales como poliolefinas catalizadas de metaloceno (por ejemplo, polietileno de baja densidad lineal catalizado de metaloceno de un solo sitio) comercialmente disponible de la Dow Chemical Co . , bajo la designación de marca de AFFINITY®. En algunas incorporaciones, el elastómero de alto desempeño puede constituir desde alrededor de 25 por ciento por peso a alrededor de 90 por ciento por peso del componente de polímero de la película, y el elastómero de bajo desempeño puede igualmente constituir desde alrededor de 10 por ciento por peso a alrededor de 75 por ciento por peso del componente de polímero de la película. Otros ejemplos de tal mezcla de elastómero de alto desempeño/bajo desempeño son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 6,794,024 otorgada a Walton y otros, la cual es incorporada aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos.

Las películas elásticas pueden ser "impermeables al líquido y al vapor" y por tanto actúan como una barrera al paso de líquidos, vapores y gases. En algunas incorporaciones de la presente invención, también se desea que la capa de película elástica sea "capaz de respirar" para permitir el paso de vapor de agua y/o de gases, la cual puede proporcionar aumentada comodidad al usuario al reducir la excesiva hidratación de la piel y proporcionar una sensación más fresca. Por ejemplo, el material elástico termoplástico puede ser una película monolítica capaz de respirar que actúa como una barrera al paso de líquidos acuosos, sin embargo permite el paso de vapor de agua y de aire o de otros gases. Las películas monolíticas son no porosas y tienen conductos con tamaños en la sección transversal sobre una escala molecular formada por un proceso de polimerización. Los conductos sirven como conductos por los cuales las moléculas de agua (u otras moléculas de agua) pueden diseminarse a través de la película. La transmisión del vapor ocurre a través de una película monolítica como resultado de una concentración gradiente a través de la película monolítica. Conforme el agua (u otro líquido) se evapora sobre el lado al cuerpo de la película, la concentración del vapor de agua aumenta. El vapor de agua se condensa y disuelve sobre la superficie del lado al cuerpo de la película. Conforme un líquido, las moléculas de agua se disuelven en la película. Las moléculas de agua entonces se difunden a través de la película monolítica y vuelven a evaporar en el aire sobre el lado que tiene una concentración más baja de vapor de agua. Las películas monolíticas capaces de respirar son generalmente formadas de polímeros que inherentemente tienen buena transmisión al vapor de agua o tasas de difusión, tales como poliuretanos, esteres poliéter, amidas poliéter, etileno metil acrilato (EMA) , etileno etil acrilato (EEA) , etileno vinil acetato (EVA) , etc. Adecuados ejemplos de películas monolíticas elásticas capaces de respirar son descritas en la patente de los Estados Unidos de América número 6,245,401 otorgada a Ying y otros, la cual es incorporada aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos.

Las películas elásticas micro porosas también pueden usarse. Los micro-poros forman lo que con frecuencia es referido como una trayectoria tortuosa a través de la película. El líquido que contacta un lado de la película no tiene un conducto directo a través de la película. En vez, una red de canales micro-porosos en la película previene a los líquidos de pasar, pero permiten a los gases y al vapor de agua de pasar. Las películas micro-porosas pueden formarse de un polímero y de un relleno. Los rellenos son partículas u otras formas de material que pueden añadirse a la mezcla de extrusión del polímero de película y que químicamente no interferirá con la película extrudida, pero que puede ser uniformemente dispersada a través de la película. Generalmente, los rellenos tienen forma esférica o no esférica con tamaños promedios de partícula en el rango desde alrededor de 0.1 a alrededor de 7 mieras. Ejemplos de adecuados rellenos incluyen, pero no están limitados a, carbonato de calcio, varios tipos de arcilla, silicio, alúmina, carbonato de bario, carbonato de sodio, carbonato de magnesio, talco, sulfato de bario, sulfato de magnesio, sulfato de aluminio, dióxido de titanio, ceolitas, polvos del tipo de celulosa, caolina, mica, carbón, óxido de calcio, óxido de magnesio, hidróxido de aluminio, polvo de pulpa, polvo de madera, derivados de celulosa, quitina y derivados de quitina. Un adecuado recubrimiento, tal como ácido esteárico, también puede aplicarse a las partículas de relleno si se desea. Las películas son hechas capaces de respirar por estiramiento de las películas rellenas para crear los conductos micro-porosos conforme el polímero se rompe del carbonato de calcio durante el estiramiento. Por ejemplo, el material capaz de respirar contiene una película adelgazada estirada que incluye al menos dos componentes básicos, por ejemplo, un polímero de poliolefina y un relleno. Estos componentes son mezclados juntos, calentados, y entonces moldeados en una película. El estiramiento de la película puede lograrse, por ejemplo, usando un orientador en la dirección a la máquina, tal como se describe abajo.

Las películas micro-porosas capaces de respirar que contienen rellenos son descritas, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos de América números 6,015,764 y 6,111,163 otorgadas a McCormack y otros; 5,932,497 otorgada a Morman y otros; 6,461,457 otorgada a Taylor y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Otras películas capaces de respirar que tienen agentes de unión son descritas en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,855,999 y 5,695,868 otorgadas a McCormack, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Además, las películas de múltiples capas capaces de respirar son descritas en la patente de los Estados Unidos de América número 5,997,981 otorgada a McCormack y otros, la cual es incorporada aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos.

En aún otra incorporación de la invención, una película elástica celular puede usarse para proporcionar capacidad de respirar. Las películas elásticas celulares capaces de respirar pueden producirse por la mezcla de la resina de polímero elastomérico con el agente de celda abierta que descompone o reacciona para liberar un gas para formar celdas en la película elástica. El agente de abertura de la celda puede ser un azodicarbonamida, fluorocarbón, solvente de bajo punto de ebullición (por ejemplo, cloruro de metileno, agua, etc.) y otros agentes de abertura de celda o de soplado conocidos en el arte para crear un vapor a una temperatura experimentada en el proceso de la extrusión de la matriz de la película. Ejemplares películas elásticas celulares son descritas en el documento WO 00/39201 a nombre de Thomas y otros, el cual es incorporado aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos.

La capacidad de respirar también puede impartirse al laminado sin preocupación para sus propiedades de barrera. En tales circunstancias, ya sea la película elástica misma o todo el laminado elástico puede perforarse o abrirse para proporcionar un laminado capaz de permitir el paso de los vapores o gases. Tales perforaciones o aperturas pueden realizarse por métodos conocidos en el arte, tales como una apertura por rajada o una apertura por perno con pernos calentados o a temperatura ambiente.

De conformidad con la presente invención, el laminado elástico también incluye un material de tela no tejida. Hablando generalmente, el material de tela no tejida es relativamente no extensible en una o más direcciones, tales como en la dirección transversal a la máquina. Más específicamente, el material de la tela no tejida tiene un porcentaje de estirado de no más de 25% cuando se aplica con 500 gramos fuerza por 3 pulgadas del material, en cualquiera la dirección transversal o la dirección a la máquina. En algunos casos, el material de la tela no tejida tiene un porcentaje de estirado de no más de 25% cuando se aplica con 750 gramos fuerza por 3 pulgadas del material en cualquiera la dirección transversal a la máquina o en la dirección a la máquina. En aún otros casos, el material de la tela no tejida tiene un porcentaje de estirado de no más de 25% cuando se aplica con 1,000 gramos fuerza por 3 pulgadas del material en cualquiera la dirección transversal a la máquina o en la dirección a la máquina. Las características de estirado antes descritas están típicamente presentes en las telas no tejidas que son formadas de polímeros no elastoméricos y que no han sido sujetos a cualquier tipo de tratamiento para mejorar la extensibilidad (por ejemplo, estrechamiento) .

Ejemplos de tales telas no tejidas incluyen, por ejemplo, tejidos unidos con hilado (por ejemplo, mono-componente o bicomponente), tejidos soplados con fusión, y tejidos cardados. Los polímeros adecuados para hacer telas no tejidas incluyen, por ejemplo, a poliolefinas, poliésteres, poliamidas, policarbonatos, copolímeros y mezclas de los anteriores, etc. Adecuadas poliolefinas incluyen a polietileno, tal como polietileno de alta densidad, polietileno de mediana densidad, polietileno de baja densidad, y polietileno de baja densidad lineal; polipropileno, tal como polipropileno isotáctico, polipropileno atáctico, y polipropileno sindiotáctico; polibutileno, tal como poli (1-buteno) y poli (2-buteno) ; polipenteno, tal como poli ( 1-penteno) y poli (2-penteno) ; poli ( 3-metil-l-penteno) ; poli (4-metil-l-penteno) , y de copolímeros y mezclas de los mismos. Adecuados copolímeros incluyen copolímeros al azar y en bloque preparados de dos o más diferentes monómeros olefina insaturados, tales como copolímeros etileno/propileno y etileno/butileno . Adecuadas poliamidas incluyen a nylon 6, nylon 6/6, nylon 4/6, nylon 11, nylon 12, nylon 6/10, nylon 6/12, nylon 12/12, copolímeros de caprolactama y diamina óxido alquileno, etc., así como de mezclas y de copolímeros de los mismos. Adecuados poliésteres incluyen a polímeros poli (lactido) y poli (ácido láctico) así como polietileno tereftalato, polibutileno tereftalato, politetrametileno tereftalato, policiclohexileno-1, 4-dimetileno tereftalato, y de copolímeros isoftalato de los mismos, así como de mezclas de los mismos. Deberá notarse que los polímeros también pueden contener otros aditivos, tales como ayudas de procesamiento o composiciones de tratamiento para impartir deseadas propiedades a las fibras, cantidades residuales de solventes, pigmentos o colorantes, etc.

Si se desea, el material de la tela no tejida usada para formar el laminado elástico puede ella misma tener una estructura de múltiples capas. Adecuados materiales de múltiples capas pueden incluir, por ejemplo, laminados unido con hilado-soplado con fusión-unido con hilado (SMS) y laminados unido con hilado-soplado con fusión (SM) . Varios ejemplos de adecuados laminados unido con hilado-soplado con fusión-unido con hilado (SMS) son descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,041,203 otorgada a Brock y otros; 5,213,881 otorgada a Timmons y otros; 5,464,688 otorgada a Timmons y otros; 4,374,888 otorgada a Bornslaeger; 5,169,706 otorgada a Collier y otros; y 4,766,029 otorgada a Brock y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Además de los laminados comercialmente disponibles unido con hilado-soplado con fusión-unido con hilado (SMS) pueden obtenerse de Kimberly-Clark Corporation bajo las designaciones de Spunguard® y Evolution®.

Otro ejemplo de una estructura de múltiples capas es un tejido unido con hilado producido sobre una máquina de banco de hilador múltiple en el cual el banco de hilado deposita fibras sobre una capa de fibras depositadas de un previo banco de hilado. Tal tela no tejida individual unida con hilado también puede pensarse como una estructura de múltiples capas. En esta situación, las varias capas de las fibras depositadas en la tela no tejida pueden ser las mismas, o pueden ser diferentes en el peso base y/o en términos de la composición, tipo, tamaño, nivel o rizado, y/o forma de las fibras producidas. Como otro ejemplo, una sola tela no tejida puede proporcionarse como dos o más capas producidas individualmente de un tejido unido con hilado, un tejido cardado, etc., el cual ha sido unido junto para formar la tela no tejida. Estas capas producidas individualmente pueden diferir en términos de método de producción, peso base, composición, y fibras como se describió arriba.

Un material de la tela no tejida también puede contener un componente adicional fibroso de tal forma que es considerado un compuesto. Por ejemplo, una tela no tejida puede enredarse con otro componente fibroso usando cualquiera de una variedad de técnicas de enredo conocidas en el arte (por ejemplo, hidráulica, por aire, mecánica, etc.). En una incorporación, la tela no tejida es integralmente enredada con fibras de celulosa usando un enredo hidráulico. Un típico proceso de enredo hidráulico utiliza chorros de alta presión de agua para enredar las fibras para formar una estructura fibrosa consolidada altamente enredada, por ejemplo, una tela no tejida. Las telas no tejidas enredadas hidráulicamente de fibras básicas continuas y de longitud básica son descritas, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos de América números 3,494,821 otorgada a Evans y 4,144,370 otorgada a Boulton, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Las telas no tejidas de compuesto enredado hidráulicamente de una tela no tejida de fibra continua y de una capa de pulpa son descritas, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,284,703 otorgada a Everhart y otros; y 6,315,864 otorgada a Anderson y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por eferencia a la misma para todos los propósitos. El componente fibroso del compuesto puede contener cualquier deseada cantidad del sustrato resultante. El componente fibroso puede contener más de alrededor de 50% por peso del compuesto, y en algunas incorporaciones, desde alrededor de 60% a alrededor de 90 por ciento por peso del compuesto. Igualmente, la tela no tejida puede contener menos de alrededor de 50% por peso del compuesto, y en algunas incorporaciones, desde alrededor de 10% a alrededor de 40% por peso del compuesto.

Sin importar la manera en la cual es formada, el peso base del material de la tela no tejida puede generalmente variar, tal como desde alrededor de 5 gramos por metro cuadrado a 100 gramos por metro cuadrado, en algunas incorporaciones desde alrededor de 10 gramos por metro cuadrado a alrededor de 70 gramos por metro cuadrado, y en algunas incorporaciones, desde alrededor de 15 gramos por metro cuadrado a alrededor de 35 gramos por metro cuadrado. Igualmente, el peso base de la película elástica puede generalmente variar, tal como desde alrededor de 5 gramos por metro cuadrado (gsm) a alrededor de 100 gramos por metro cuadrado, en algunas incorporaciones desde alrededor de 5 gramos por metro cuadrado a alrededor de 70 gramos por metro cuadrado, y en algunas incorporaciones, desde alrededor de 5 gramos por metro cuadrado a alrededor de 35 gramos por metro cuadrado. Debido a que los materiales elásticos son con frecuencia caros de producir, el peso base de la película elástica puede ser tan bajo como es posible mientras que aún proporcione las deseadas propiedades de estirado y recuperación al laminado elástico.

Hablando generalmente, el material de la tela no tejida de la presente invención permanece relativamente no extensible en al menos una dirección antes de la laminación a la película elástica. La presente invención a su vez logra la extensibilidad por estiramiento mecánico del material después de que ha sido laminado a la película elástica. Tal método proporciona un significativo ahorro de costo y de eficiencia en la fabricación en que un separado paso de previo estrechado para el material de la tela no tejida no es requerido. A este respecto, varias incorporaciones del método de laminación serán ahora descritas en mayor detalle. Claro que, deberá entenderse que la descripción proporcionada abajo es meramente ejemplar, y que otros métodos son contemplados por la presente invención.

Con referencia a la Figura 1, por ejemplo, es mostrada una incorporación de un método para formar un laminado de una película elástica y de un material de tela no tejida. Inicialmente, las materias primas (por ejemplo, los polímeros) para la película elástica son compuestos a través de un método bien conocido para aquellos con habilidad en el arte. Por ejemplo, las materias primas pueden ser mezcladas secas juntas y añadidas a una tolva de un extrusor. En la tolva, los materiales son mezclados por dispersión en el fundido y transportados por la acción de una tuerca de rotación de entre mezclado. Después, el material extrudido es inmediatamente enfriado y cortado en forma de bolitas. Como se señaló arriba, cualquier técnica conocida puede entonces usarse para formar una película del material compuesto., incluyendo soplado, moldeado, extrudido por matriz plana, etc. Por ejemplo, en la particular incorporación de la Figura 1, el material compuesto (no mostrado) es suministrado a un aparato de extrusión 80 y entonces moldeado sobre un rodillo de moldeado 90 para formar una película precursora de una sola capa 10a. Si una película de múltiples capas es producida, las múltiples capas son coextrudidas juntas sobre el rodillo de moldeado 90. El rodillo de moldeado 90 puede opcionalmente proporcionarse con elementos de grabado para impartir un patrón a la película. Típicamente, el rodillo de moldeado 90 es mantenido a una temperatura suficiente para solidificar y templar la hoja 10a conforme es formada, tal como desde alrededor de 20 a 60 grados centígrados. Si se desea, una caja de vacío puede colocarse adyacente al rodillo de moldear 90 para ayudar a mantener a la película precursora 10a cerca de la superficie del rodillo 90. Adicionalmente, cuchillas de aire o pasadores electroestáticos pueden ayudar a forzar la película precursora 10a en contra de la superficie del rodillo de moldeado 90 conforme se mueve alrededor del rodillo de girado. Una cuchilla de aire es un dispositivo conocido en el arte que enfoca un chorro de aire a muy alta tasa de fluido para prensar los bordes de la película.

Una vez moldeada, la película 10a puede entonces orientarse en una o más direcciones para ulterior mejora de la uniformidad de la película y reducir su grosor. La orientación puede también formar micro-poros en una película que contiene un relleno, por tanto proporcionando capacidad de respirar a la película. Un beneficio de la presente invención es que la película puede orientarse en línea, sin tener que remover la película para un procesamiento separado. Por ejemplo, la película puede inmediatamente volverse a calentar a una temperatura por debajo del punto de fundido de uno o más de los polímeros en la película, pero suficientemente alta para permitir a la composición de sacarse o estirarse. En el caso de orientación secuencial, la película "suavizada" es sacada por rodillos que giran a diferentes velocidades de rotación de tal forma que la hoja es estirada a la deseada proporción de sacado en la dirección longitudinal (dirección a la máquina) . Esta película orientada de forma (uniaxial) puede entonces laminarse a un tejido fibroso. Además, la película orientada uniaxialmente también puede orientarse en la dirección transversal a la máquina para formar una película "orientada biaxialmente". Por ejemplo, la película puede abrazarse a sus bordes laterales por broches en cadena y transportarse en un horno de bastidor. En el horno de bastidor, la película puede volverse a calentar y sacarse en la dirección transversal a la máquina a la deseada proporción de sacado por los broches en cadena separados en su desplazamiento hacia delante.

Con referencia a la Figura 1, por ejemplo, es mostrado un método para formar una película orientada uniaxialmente. Como se ilustra, la película precursora 10a está dirigida a una unidad de orientación de la película 100 o a un orientador en la dirección a la máquina, tal como comercialmente está disponible de Marshall & Williams, Co., de Providence, Rhode Island. El orientador en la dirección a la máquina tiene una pluralidad de rodillos de estiramiento (tales como de 5 a 8) los cuales progresivamente estiran y adelgazan la película en la dirección a la máquina, que es la dirección de desplazamiento de la película a través del proceso como se muestra en la Figura 1. Mientras que el orientador en la dirección a la máquina 100 es ilustrado con ocho rodillos, deberá entenderse que el número de rodillos puede ser mayor o menor, dependiendo del nivel de estirado que se desee y los grados de estiramiento entre cada rodillo. La película puede estirarse en ya sea una sola operación de estiramiento o en múltiples operaciones. Deberá notarse que algunos de los rodillos en el aparato orientador en la dirección a la máquina pueden no estar operando a progresivamente más altas velocidades. Si se desea, algunos de los rodillos del orientador en la dirección a la máquina 100 pueden actuar como rodillos de previo calentado. Si están presentes, estos primeros pocos rodillos de calentamiento calientan la película 10a arriba de la temperatura ambiente (por ejemplo a 125 grados Fahrenheit). Las progresivamente más altas velocidades de los rodillos adyacentes en el orientador en la dirección a la máquina actúan para estirar la película 10a. La tasa a la cual los rodillos de estirado giran determina la cantidad de estirado en la película y el peso de la película final.

Una tela no tejida es también empleada para laminar a la película orientada 10b. Por ejemplo, la tela no tejida puede simplemente desenrollarse de un rollo de suministro. Alternativamente, como se muestra en la Figura 1, una tela no tejida 50 puede formarse en línea, tal como por extrusores unidos con hilado 102. Los extrusores 102 depositan las fibras 103 en un alambre de formación 104, que es parte de un arreglo de banda continua que circula alrededor de una serie de rodillos 105. Si se desea, un vacío (no mostrado) puede utilizarse para mantener las fibras sobre el alambre de formación 104. Las fibras unidas con hilado 103 también pueden comprimirse por vía de rodillos de compactación 106. Siguiendo la compactación, el material de la tela no tejida 50 es dirigido a un punto de presión definido entre los rodillos 58 para laminar la película 10b.

Varias técnicas pueden utilizarse para unir la película 10b a la tela no tejida 50, incluyendo unión por adhesivo, tal como a través de sistemas de adhesivos por ranura o rociado; unión térmica; unión ultrasónica; unión por microondas; recubrimiento por extrusión; etc. En la Figura 1, por ejemplo, un sistema de unión por adhesivo 32 es empleado. Ejemplos de adecuados adhesivos que pueden usarse en la presente invención incluyen a Rextac 2730 y 2723, disponible de Huntsman Polymers de Houston, Texas, así como de adhesivos disponibles de Bostik Findley, Inc., de Wauwatosa, Wisconsin. El peso base del adhesivo puede estar entre alrededor de 1.0 y 3.0 gramos por metro cuadrado. El tipo y peso base del adhesivo usado será determinado sobre los atributos elásticos deseados en el laminado final y el uso final. Aún cuando no se requiere, el adhesivo puede aplicarse directamente a la tela no tejida antes de la laminación con la película. Además, para lograr mejorada caída, el adhesivo puede aplicarse en un patrón.

Después de que la tela no tejida 50 y la película 10b son laminadas juntas, el laminado resultante 40 es entonces estirado mecánicamente en las direcciones transversal a la máquina y/o de la máquina para mejorar la extensión del laminado 40. Por ejemplo, el laminado puede ser dirigido a través de dos o más rodillos que tienen ranuras en la dirección transversal a la máquina y/o en la dirección a la máquina. Los rodillos rasurados pueden ser construidos de acero u otro material duro (tal como un hule duro) . En la incorporación mostrada en la figura 1, por ejemplo, el laminado 40 está estirado mecánicamente en la dirección transversal a la máquina usando una serie de 4 rodillos satélites 82 que enganchan cada uno un rodillo de yunque 84. Específicamente, el laminado 40 es pasado a través de un punto de presión formado entre cada rodillo satélite 82 y el rodillo de yunque 84 de manera que el laminado 40 es estirado mecánicamente (incrementadamente) en la dirección transversal a la máquina.

Las figuras 2-3 además ilustran la manera en la cual los rodillos satélite 82 enganchan el rodillo de yunque 84 son enganchados. Específicamente, los rodillos satélite 82 y el rodillo de yunque 84 incluye una pluralidad de rebordes 83 que definen una pluralidad de ranuras 85 colocados a través de los rodillos rasurados en la dirección transversal a la máquina. Las ranuras 85 son generalmente perpendicularmente orientadas a la dirección de estiramiento del material. En otras palabras, las ranuras 85 son orientadas en la dirección de la máquina para estirar el laminado 40 en la dirección transversal a la máquina. Las ranuras 85 pueden en forma similar estar orientadas en la dirección transversal a la máquina para estirar el laminado 40 en la dirección de la máquina. Los lomos 83 de rodillo de satélite 82 inter-engranan con las ranuras 85 del rodillo de yunque 84 y las ranuras 85 del rodillo satélite 82 inter-engranan con los lomos 83 del rodillo de yunque 84.

Las dimensiones y parámetros de las ranuras 85 y de los lomos 83 pueden tener un efecto sustancial sobre el grado de extensión proporcionado por los rodillos 82 y 84. Por ejemplo, el número de ranuras 85 contenido sobre un rodillo puede generalmente variar de desde alrededor de 3 y 15 ranuras por pulgada, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 5 y 12 ranuras por pulgada, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 5 y 10 ranuras por pulgadas. Las ranuras 85 también pueden tener una cierta profundidad "D" , la cual generalmente varía de desde alrededor de 0.25 a alrededor de 1.0 centímetros, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 0.4 a alrededor de 0.6 centímetros. Además, la distancia pico-a-pico "P" entre las ranuras 85 es típicamente de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 0.9 centímetros, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 0.2 a alrededor de 0.5 centímetros. También, la distancia de enganche de rodillo de ranura "E" entre las ranuras 85 y los lomos 83 puede ser de hasta alrededor de 0.8 centímetros, y en algunas incorporaciones de desde alrededor de 0.15 a alrededor de 0.4 centímetros. Sin importar el laminado 40 es típicamente estirado en una o más direcciones de desde alrededor de 1.5x a alrededor de 8x, en algunas incorporaciones por lo menos alrededor de 2x a alrededor de 6x, y en algunas incorporaciones de desde alrededor de 2.5x a alrededor de 4.5x. Si se desea, el calor puede ser aplicado al laminado 40 justo antes de o durante la aplicación del estiramiento incrementado para provocar que se relaje algo y se facilite la extensión. El calor puede ser aplicado por cualquier método conocido en el arte, tal como aire calentado, calentadores infrarrojos, rodillos de punto de presión calentados o envoltura parcial del laminado de alrededor de 1 o más rodillos calentados o botes de vapor, etc. El calor también puede ser aplicado a los rodillos rasurados mismos. Los arreglos de rodillo de yunque/satélite rasurados, tal como se describió anteriormente también estar discutidos en mayor detalle en la Publicación del Tratado de Cooperación de Patentes No. WO 04/020174 de Gerndt y otros, la cual se incorpora aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. También deberá entenderse que otros arreglos de rodillo ranurado son igualmente adecuados, tal como dos rodillos rasurados colocados inmediatamente uno a un lado de otro.

Además de los rodillos rasurados descritos anteriormente, otras técnicas también pueden ser usadas para estirar mecánicamente el laminado 40 en una o más direcciones. Por ejemplo, el laminado 40 puede ser pasado a través de un armazón de bastidor que estira el laminado 40. Tales armazones de bastidor son muy conocidos en el arte y están descritos por ejemplo en la publicación de solicitud de patente de los Estados Unidos de América No. 2004/0121687 otorgada a Morman y otros. El laminado 40 también puede ser estrechado. Las técnicas de estrechamiento adecuadas están descritas en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,336,545, 5,226,992, 4,981,474 y 4,965,122 otorgadas a Morman, así como la Publicación de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos e América No. 2004/0121687 otorgada a Morman y otros, todas las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia para todos los propósitos.

Refiriéndonos de nuevo a la figura 1, el laminado estirado mecánicamente 40 puede entonces hacer contacto con los rodillos de templado o de contacto 57, los cuales son calentados a una temperatura de templado (por ejemplo de 35 a 60 °C) para la película. Después del templado, otro rodillo puede ser empleado el cual enfría la película (por ejemplo, a 10 a 30°C) para asentar las propiedades de estiramiento finales. Después, el laminado 40 puede ser enrollado sobre un rodillo de toma 60. Opcionalmente, el laminado 40 se deja retraer ligeramente antes de ser enrollado sobre el rodillo de toma 60. Esto puede ser logrado mediante usar una velocidad lineal más lenta para el rodillo 60. Alternativamente, puede ser aplicada una tensión de jalado en la dirección de la máquina para retraer el laminado 40. En cualquier caso, si la película elástica 10b es tensionada antes de la laminación, esta se retraerá hacia su longitud en la dirección de la máquina original y se hará más corta en la dirección de la máquina, abultando por tanto o formando pliegues en el laminado. El laminado elástico resultante 40 por tanto se hace extensible en la dirección de la máquina en la extensión en que los pliegues en el tejido 50 pueden ser jalados de regreso planos y permitir a la película elástica 10b alargarse.

En la incorporación descrita anteriormente, la laminación de la tela no tejida 50 a la película 10b resulta en un bi-laminado o un material de bicapa teniendo una extensión en la extensión transversal y/o en la dirección de la máquina. En otra incorporación de la presente invención, también puede ser formado un material tri-laminado o de tres capas que contiene una tela no tejida sobre cada lado de la película elástica. Refiriéndonos de nuevo a la figura 1, por ejemplo, una segunda tela no tejida (no mostrada) puede ser dirigida al punto de presión de laminación para hacer contacto con la superficie lateral de la película 10b opuesta al lado al cual la primera tela no tejida 50 fue laminada. La tela no tejida segunda puede o no ser extensible en una o más direcciones .

Aún cuando no se muestran aquí, varios pasos de procesamiento potencial y/o de terminado adicionales conocidos en el arte, tal como el corte, tratamiento perforación, impresión, gráficas o una laminación adicional del laminado de plástico en un compuesto con otros materiales, tal como otras películas o capas no tejidas, puede llevarse a cabo sin departir del espíritu y alcance de la invención. Además, los laminados elásticos formados por el método en la presente invención son muy adecuados para usarse en productos para el cuidado médico, paños limpiadores, prendas de porte protector, productos mortuorios y veterinarios, y productos para el cuidado personal. Los ejemplos de tales productos incluyen, pero no se limitan a los productos para el cuidado médico y de la salud tal como las cubiertas quirúrgicas, las batas y los vendajes, las prendas de ropa de trabajo protectoras, tales como los cubretodos y las batas de laboratorio, los artículos absorbentes para el cuidado personal de infante, de niño y de adulto tal como los pañales, calzoncillos de aprendizaje, prendas para incontinencia, y almohadillas, toallas sanitarias, limpiadores y otros.

Ejemplo 1 La capacidad para formar un laminado elástico de una película elástica y una tela no tejida fibrosa de acuerdo con la presente invención fue demostrada. La tela no tejida fibrosa fue una tela unida con hilado de polipropileno teniendo un peso base de 20 gramos por metro cuadrado y producida por BBA Fiberweb de Simpsonville, Carolina del Sur, bajo la designación de comercio Sofspan® 120. El por ciento de estiramiento de la tela unida con hilado en la dirección transversal a la máquina fue de 25% cuando se sometió a una fuerza de 1,000 gramos por 3 pulgadas. La película elástica fue una película de capas múltiples teniendo una estructura de "piel-núcleo-piel". El núcleo comprendió 96% por peso de la película y las capas de piel comprendiendo 4% por peso de la película. El núcleo fue formado de 95% por peso de un elastómero de poliolefina y 5% por peso de un agente en contra del bloqueo. El elastómero de poliolefina fue un polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) obtenido de Dow chemical bajo el nombre AFFINITY® EG 8200G (densidad de 0.870 gramos por centímetro cúbico y una tasa de flujo de derretido de 5.0 g/10 minutos) . El agente en contra del bloqueo fue formado de 20% por peso de tierra diatomacea (Celite 263 de Celite Corporation) y 80% por peso de un elastómero de polietileno de baja densidad obtenido de Dow Chemical bajo el nombre de comercio AFFINITY® EG 8200G (densidad de 0.885 gramos por centímetro cúbico y una tasa de flujo de derretido de 30.0 g/10 minutos) . Las capas de película fueron formadas de 100% por peso de un polietileno de baja densidad obtenido de Dow Chemical obtenido bajo el nombre "Polietileno Dow 4012".

La película elástica de capas múltiples es formada mediante fraguar la composición de polímero sobre un rodillo de enfriamiento (puesto a una temperatura de 21°C) a un peso base no estirado de aproximadamente 44 gramos por metro cuadrado. La velocidad de fraguado fue de 129 pies por minuto. La película fue suministrada al punto de presión de laminación en donde esta se laminó a la tela unida con hilado con un adhesivo. El adhesivo fue aplicado con un sistema de adhesivo con ranura obtenido de Nordson Corporation de Dawsonville, Georgia, bajo el nombre de comercio "Recubrimiento Nordson BC-62 Poroso" . El adhesivo fue obtenido de Huntsman Polymers de Houston Texas, bajo el nombre "Rextac 2730" y fue aplicado al tejido unido con hilado a un nivel agregado de 1.5 gramos por metro cuadrado .

Una vez formado, el laminado fue entonces introducido adentro de un punto de presión de rodillos de acero rasurados inter-engranantes, tal como se mostró en las figuras 1-3, para estirar el laminado en la dirección transversal a la máquina. Cada ranura fue formada con una profundidad de 0.51 centímetros y una distancia de pico a pico de 0.31 centímetros, resultando por tanto en una proporción de jalado máxima de 3.4x. En este ejemplo, el laminado fue estirado usando un contacto de rodillo de ranura de 0.34 centímetros. Los rodillos de acero rasurados fueron calentados a una temperatura de 125°F. El laminado fue entonces introducido adentro de una unidad de retracción y de templado en donde el lado de película de laminado hizo contacto con cuatro (4) rodillos y temperatura controlada. Los primeros tres rodillos fueron calentados a una temperatura de 49°C, y el cuarto rodillo fue enfriado a una temperatura de 16°C para fijar las propiedades de material de estiramiento finales. Finalmente, el laminado fue transferido con una retracción mínima al enrollador para un peso base final de aproximadamente de 60 gramos por metro cuadrado.

Una vez formado, el laminado resultante fue probado usando un procedimiento de prueba cíclica. En particular, fue utilizada una prueba de ciclo único a un alargamiento definido de 100%. Para esta prueba, el tamaño de muestra fue de 3 pulgadas en la dirección de la máquina y de 6 pulgadas en la dirección transversal. El tamaño de agarre tuvo un ancho de 3 pulgadas y la separación de agarre fue de 3 pulgadas. Las muestras fueron cargadas de manera que la dirección transversal a la máquina de la muestra estuvo en la dirección vertical. Una pre-carga de aproximadamente de 10 a 15 gramos fue fijada. La prueba jaló la muestra a 20 pulgadas/minuto (500 milímetros/minuto) a 100 por ciento de alargamiento (3 pulgadas en adición a la separación de 3 pulgadas) , y después se regresó inmediatamente (en pausa) al punto cero (la separación de medición de 3 pulgadas) . La prueba se hizo sobre un probador de tasa de extensión constante de Sintech Corporation 2/S, con una caja Renew MTS mongoose (control) usando un software TESTOWRKS 4.07b. (de Sintech Corporation de Cary, Carolina del Norte) . Las pruebas se llevaron a cabo bajo condiciones ambiente. Los resultados están establecidos abajo en la tabla 1.

Tabla 1: Propiedades de Laminado Ejemplo 2 La capacidad para formar un laminado elástico de una película elástica y una tela no tejida fibrosa de acuerdo con la presente invención fue demostrada. Específicamente, el proceso del Ejemplo 1 fue utilizado para formar el laminado, excepto porque un enganche de rodillo de ranura de 0.38 centímetros fue utilizado.

Ejemplo 3 La capacidad para formar un laminado elástico de una película elástica y una tela no tejida fibrosa de acuerdo con la presente invención fue demostrada. Específicamente, el proceso del Ejemplo 1 fue utilizado para formar el laminado, excepto porque un enganche de rodillo de ranura de 0.43 centímetros fue utilizado.

Ejemplo 4 Fue demostrada la capacidad para formar un laminado elástico de una película elástica y de una tela no tejida fibrosa de acuerdo con la presente invención. La tela unida con hilado fue la misma que en el ejemplo 1. La película elástica fue una película de capas múltiples teniendo una estructura de "piel-núcleo-piel". El núcleo comprendió 96% por peso de la película y las capas de película comprendiendo 4% por peso de la película. El núcleo fue formado de 95% por peso de un elastómero de poliolefina y 5% por peso de un agente en contra del bloqueo. El elastómero de poliolefina fue un polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) obtenido de Dow Chemical bajo el nombre de comercio AFFINITY® EG 8200g (una densidad de 0.870 gramos por centímetro cúbico y una tasa de flujo de derretido de 5.0 g/10 minutos). El agente en contra del bloqueo de la capa de núcleo fue formado de 70% por peso de dióxido de titanio y 30% por peso de un elastómero de polietileno de baja densidad obtenido de Dow Chemical bajo el nombre de comercio AFFINITY® EG 8185 (densidad de 0.885 gramos por centímetro cuadrado y una tasa de flujo de derretido de 30.0 g/10 minutos). Las capas de piel fueron formadas de 95% por peso de polietileno de baja densidad obtenido de Dow Chemical bajo el nombre "Dow Polietileno 4012" y 5% por peso de un agente en contra del bloqueo . El agente en contra del bloqueo fue formado de 20% por peso de tierra diatomacea (Celite 263, de Celite Corporation) y 80% por peso de AFFINITY® EG 8185.

La película elástica de capas múltiple fue formad mediante fraguar la composición de polímero sobre un rodillo de enfriamiento (puesto a una temperatura de 21°C) a un peso base no estirado de aproximadamente de 90 gramos por metro cuadrado. La velocidad de fraguado fue de 100 pies por minuto. La película fue entonces introducida en un Orientador en la Dirección de la Máquina (MDO) para estirar la película 2.8 veces a su longitud original (sin calentamiento) a una velocidad en línea de 280 pies por minuto. La película fue retraída a 0% resultando en un peso base estirado de aproximadamente de 52 gramos por metro cuadrado. La película estirada fue suministrada a un punto de presión de laminación en donde se laminó a la tela unida con hilado con un adhesivo. El adhesivo fue aplicado con un sistema de adhesivo de recubrimiento con ranura obtenido de Nordson Corporation de Dawsonville, Georgia bajo el nombre "Recubrimiento poroso Nordson BC-62" . El adhesivo fue obtenido de Bostik Findley, Inc., de Wauwatosa, Wisconsin, bajo el nombre "H9375-01", y fue aplicado a la tela unida con hilado a un nivel agregado de 2.0 gramos por metro cuadrado.

Una vez formado, el laminado fue entonces introducido en un punto de presión de los rodillos de acero rasurados inter-engranantes como se mostró en las figuras 1-3 para estirar el laminado en la dirección transversal a la máquina. Cada ranura fue formada con una profundidad de 0.51 centímetros y con una distancia de carga pico a pico de 0.31 centímetros, resultando por tanto en una proporción de jalado máxima de 3.4x. En este ejemplo, el laminado fue estirado usando un contacto de rodillo de ranura de 0.38 centímetros. El laminado fue entonces introducido en una unidad de retracción y de templado en donde el lado de película del laminado hizo contacto con cuatro (4) rodillos de temperatura controlada. Los primeros tres rodillos fueron calentados a una temperatura de 49°C y el cuarto rodillo fue enfriado a una temperatura de 16°C para fijar las propiedades de material de estiramiento finales. Finalmente, el laminado fue transferido con una retracción mínima al enrollador para un peso base final de aproximadamente 72 gramos por metro cuadrado.

Aún cuando la invención se ha descrito en detalle con respecto a las incorporaciones específicas de la misma, se apreciará por aquellos expertos en el arte a lograr un entendimiento de lo anterior, que pueden concebirse fácilmente alteraciones, variaciones y equivalentes de estas incorporaciones. Por tanto, el alcance de la presente invención debe evaluarse como aquel de las reivindicaciones anexas y cualquier equivalente de las mismas.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un método para formar un laminado, dicho método comprende : formar una película elástica de una composición de polímero que comprende un polímero elastomérico; unir dicha película elástica a un material de tela no tejida para formar un laminado, en donde dicho material de tela no tejida tiene un por ciento de estiramiento de no más de 25% cuando se aplicó con 500 gramos-fuerza por 3 pulgadas de dicho material en la dirección transversal a la máquina o la dirección de la máquina; y estirar mecánicamente dicho laminado en por lo menos una dirección.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque comprende además orientar dicha película en la dirección de la máquina, la dirección transversal a la máquina o a ambas .

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque comprende además pasar dicho laminado a través de un punto de presión entre por lo menos dos rodillos rasurados para estirar incrementadamente dicho laminado en la dirección transversal a la máquina.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque comprende además pasar dicho laminado a través de un punto de presión formado por lo menos entre dos rodillos rasurados para estirar incrementadamente dicho laminado en la dirección de la máquina.

5. Un método para formar un laminado, dicho método comprende : formar una película elástica de una composición de polímero, dicha composición de polímero comprende un polímero elastomérico; orientar dicha película en la dirección de la máquina para formar una película elástica orientada uniaxialmente; unir dicha película elástica a un material de tela no tejida para formar un laminado, en donde dicho material de tela no tejida tiene un por ciento de estiramiento de no más de 25% cuando se aplicó con 500 gramos-fuerza por 3 pulgadas de dicho material en la dirección transversal a la máquina; y pasar dicho laminado a través de un punto de presión formado entre por lo menos dos rodillos rasurados para estirar incrementadamente dicho laminado en la dirección de la máquina .

6. El método tal y como se reivindica en una de las cláusulas anteriores, caracterizado porque comprende unir dicha película elástica a un segundo material de tela no tej ida.

7. Un método para formar un laminado, dicho método comprende : formar una película elástica de una composición de polímero, dicha composición de polímero comprende un polímero elastomérico; orientar dicha película en la dirección de la máquina para formar una película elástica estirada unixialmente; unir dicha película elástica a dichos materiales de tela no tejida primero y segundo para formar un laminado, en donde por lo menos dichos materiales de tela no tejida tienen un por ciento de estiramiento de no más de 25% cuando se aplican con 500 gramos-fuerza por 3 pulgadas de dicho material en la dirección transversal a la máquina; y pasar dicho laminado a través de un punto de presión formado entre por lo menos dos rodillos rasurados para estirar incrementadamente dicho laminado en la dirección transversal a la máquina.

8. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicho polímero elastomérico es seleccionado del grupo que consiste de poliésteres, poliuretanos; poliamidas; poliolefinas; copolímeros de bloque A-B-A' ó A-B, en donde A y A' son los mismos o diferentes bloques de extremo de polímero termoplástico, y en donde B es un bloque de polímero elastomérico; y combinaciones de los mismos.

9. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicha película comprende una mezcla de dos o más polímeros elastoméricos .

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9, caracterizado porque uno de dichos polímeros elastoméricos es un elastómero de alto desempeño y otro de dichos polímeros elastoméricos es un elastómero de desempeño bajo.

11. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicha película elástica es una película fraguada.

12. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicha película elástica es una película soplada.

13. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicha película elástica contiene capas múltiples.

14. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicho material de tela no tejida tiene un por ciento de estiramiento de no más de 25% cuando se aplicó con 750 gramos-fuerza por 3 pulgadas de dicho material en la dirección transversal a la máquina a la dirección de la máquina.

15. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicho material de tela no tej ida comprende una tela unida con hilado, una tela soplada con fusión o combinaciones de las mismas.

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque dicho material de tela no tejida comprende una poliolefina.

17. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque un adhesivo es usado para unir dicha película elástica a dicho material de tela no tejida.

18. El método tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizado porque dicho laminado se deja retraer en la dirección de la máquina antes o durante el enrollado sobre un rodillo.

19. Un laminado formado del método de una de cualquiera de las cláusulas anteriores en donde el laminado es extensible en la dirección transversal a la máquina, en la dirección de la máquina o ambas.

20. Un artículo absorbente para el cuidado personal que comprende el laminado en la cláusula 19. R E S U M E N Se proporciona un método en línea eficiente para formar un laminado elástico. Para formar el laminado, una composición de polímero que contiene un polímero elastomérico es extrudida como una película. En una incorporación, la película es orientada unixialmente en la dirección de la máquina, u opcionalmente, biaxialmente orientada en la dirección de la máquina y en la dirección transversal a la máquina. Sin importar la película elástica, esta es entonces laminada a un material de tela no tejida. Antes de la laminación, el por ciento de estiramiento del material de tela no tejida es generalmente de no más de 25% cuando son aplicados 500 gramos-fuerza por 3 pulgadas del material en cualquiera de la dirección transversal a la máquina o la dirección de la máquina. Tal material de tela no tejida no extensible relativamente puede restringir la extensión global del laminado. Por tanto, para mejorar la extensión, el laminado resultante es estirado mecánicamente en la dirección transversal a la máquina y/o de la máquina. La extensión también puede ser mejorada mediante permitir al laminado relajarse y retraerse antes del enrollado de manera que el material de tela no tejida se pliega o forma dobleces.