MX2007014916A

MX2007014916A - Telas de fibra con forma.

Info

Publication number: MX2007014916A
Application number: MX2007014916A
Authority: MX
Inventors: Eric Bryan Bond
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2008-02-14
Also published as: WO2006133036A1; US20050227563A1; JP2008542570A; EP1885920A1

Abstract

La presente invencion se refiere a mezclas de varias fibras con forma para proporcionar mejoras controlables en la opacidad, propiedades de barrera y propiedades mecanicas. La presente invencion se refiere tambien a una tela fibrosa que comprende por lo menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen dos o mas secciones transversales diferentes. La variedad de secciones transversales incluye fibras redondas solidas, fibras redondas huecas, fibras multilobales solidas, fibras multilobales huecas, fibras con forma de medialuna, fibras con forma cuadrada y cualquier combinacion de estas.

Description

TELAS DE FIBRAS CON FORMA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a telas fibrosas que comprenden una mezcla de fibras con forma.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las telas tejidas y no tejidas están generalmente compuestas por polímeros sintéticos formados en fibras. Estas telas se producen generalmente con fibras sólidas que tienen una alta densidad general intrínseca, por lo general, dentro del rango de aproximadamente 0.9 g/cm3 a aproximadamente 1.4 g/cm3. El peso global o el peso base de la tela muchas veces se determina en base a la opacidad deseada y a un conjunto de propiedades mecánicas de la tela promover un grosor, resistencia y percepción de protección aceptables. Una razón para el uso en aumento de los polímeros poliolefínicos, principalmente polipropileno y polietileno, es que su densidad aparente es significativamente menor que la del poliéster, poliamida y fibra de celulosa regenerada. La densidad del polipropileno es de aproximadamente 0.9 g/cm3, en tanto que los valores de densidad de la celulosa regenerada y el poliéster pueden ser mayores que aproximadamente 1.35 g/cm3. La densidad aparente menor significa que, a peso base y diámetro de fibra equivalentes, hay más fibras disponibles para promover el grosor, resistencia y percepción de protección para el polipropileno de menor densidad. Otro método para abordar el tema de la aceptación del consumidor mediante el aumento de la opacidad de una tela consiste en reducir, en general, el diámetro de fibra o denier. En las telas, se ha puesto de moda la difusión de la tecnología de "microfibras" para lograr una suavidad y resistencia mejoradas. Resultan deseables otros modos de mejorar la opacidad y la resistencia, en tanto que se reducen simultáneamente el peso base y el costo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a mezclas de varias fibras con forma para proporcionar mejoras controlables en la opacidad, propiedades de barrera y propiedades mecánicas. La presente invención se refiere también a una tela fibrosa hilada por fusión que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen formas en sección transversal distintas entre sí. Existe una variedad infinita de secciones transversales entre las cuales se incluyen fibras redondas sólidas, fibras redondas huecas, fibras multilobales sólidas, fibras multilobales huecas, fibras con forma de medialuna, fibras con forma cuadrada, fibras con forma de medialuna y cualquier combinación de éstas. Las dos o más fibras con formas diferentes pueden tener también dos diámetros de fibra distintos. En una modalidad, por lo menos una de las fibras con forma tendrá un diámetro con deposición de filamento. En otras modalidades, por lo menos dos o todas las fibras con forma tendrán un diámetro con deposición del filamento. En otras modalidades, por lo menos una de las fibras con forma tendrá un diámetro fundido por soplado. Las telas fibrosas de la presente invención pueden estar compuestas por un polímero único o por más de un polímero. Cada fibra con forma puede estar compuesta por un polímero diferente. Una o más de las fibras con forma pueden ser una fibra bicomponente o multicomponente. La relación de las fibras de una forma con respecto a las fibras de otra forma se puede ajustar para obtener una opacidad específica en combinación con determinadas propiedades mecánicas. Cada una de las dos o más fibras con forma diferente generalmente comprenderá por lo menos aproximadamente 5 % en peso del total de fibras. La relación de una fibra con forma con respecto a la otra puede ser de aproximadamente 5:95, 10:90, 25:75 o 50:50 o cualquier relación adecuada en función de las propiedades deseadas. Generalmente, el peso base de la capa de fibras con forma de la tela fibrosa será de aproximadamente 3 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 150 gramos por metro cuadrado. La tela fibrosa que comprende las fibras con forma de la presente invención será más opaca que una tela fibrosa en la cual prácticamente todas las fibras son redondas sólidas y están producidas con el mismo material polimérico, cuyas fibras tienen un denier de fibra equivalente y que tiene el mismo peso base que la tela fibrosa que comprende las fibras con forma. Las telas fibrosas de la presente invención que comprenden fibras con forma pueden ser también más opacas que una tela fibrosa de peso base más alto que contiene el mismo material y en la cual prácticamente todas las fibras son redondas sólidas con un denier de fibra equivalente o con el mismo número de fibras. También se prefiere que la tela fibrosa que comprende las fibras con forma de la presente invención tenga una relación DM a DT menor que la correspondiente a una tela fibrosa en la cual prácticamente todas las fibras son trilobales y están hechas con el mismo material polimérico, que tenga fibras con un denier de fibra equivalente y con el mismo peso base que la tela fibrosa que contiene las fibras con forma. Además, la tela fibrosa que tiene una mezcla de fibras con forma puede tener una resistencia en DT y una resistencia total (DM + DT) mayor que aquella en la cual prácticamente todas las fibras son trilobales. La densidad aparente de las telas fibrosas de la presente invención que comprenden fibras con forma puede ser de aproximadamente 2 % a aproximadamente 50 % menor que la densidad aparente de una tela fibrosa en la cual prácticamente todas las fibras son redondas sólidas y que tienen el mismo denier de fibra, mismo peso base y misma composición polimérica. La presente invención también se refiere a laminares de tela no tejida. El laminado comprenderá al menos una primera capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen fibras en sección transversal distintas entre sí y al menos una segunda capa que comprende fibras diferentes. (Fibras diferentes significa que las fibras de la segunda capa no tienen una forma idéntica en sección transversal y la misma relación con respecto a las fibras de la primera capa. Por ejemplo, las fibras pueden tener las mismas formas en sección transversal, pero una relación diferente. En otro ejemplo, las fibras pueden tener solamente una forma en sección transversal o las fibras pueden tener las mismas formas en sección transversal, pero pueden ser de diferentes tamaños). La segunda capa puede ser una capa hilada por fusión, tal como una capa fundida por soplado o una capa con deposición de filamentos, una capa de nanofibras, una capa cardada, una capa tendida en húmedo, una capa celulósica, o cualquier combinación de éstas. La segunda capa también puede ser una película o cualquier otro material adecuado en función del uso final del producto. Las fibras de la segunda capa pueden ser redondas o con forma, siempre que dichas fibras de la segunda capa no sean idénticas en cuanto a la forma en sección transversal, tamaño y relación con respecto a las fibras de la primera capa. En una modalidad del laminar de tela no tejida, una primera capa que contiene fibras con forma de la presente invención será laminada en ambas caras de una capa fundida por soplado. Si la primera capa contiene fibras con forma que tienen diámetros de tamaño con deposición de filamentos, este laminado comúnmente se menciona como un laminado con deposición de filamentos-fundido por soplado-deposición de filamentos (SMS, por sus siglas en inglés). La presente invención también se refiere a artículos desechables de tela no tejida. Los artículos pueden comprender una tela fibrosa que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen formas en sección transversal distintas entre sí. Los artículos adecuados incluyen pañales, catameniales, y un paño. Cuando el artículo es un pañal, la tela fibrosa se puede utilizar como un lienzo superior, lienzo inferior, cubierta externa, doblez de pierna, orejeta, cubierta de panel lateral, o cualquier combinación de éstos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor en relación con la siguiente descripción, reivindicaciones anexas y figuras complementarias, en donde: La Figura 1 ilustra una fibra redonda hueca con un núcleo hueco con forma. La Figura 2 ilustra una fibra redonda hueca que tiene un núcleo redondo hueco. Las Figuras 3 A-D ilustran varias fibras con forma. Las Figuras 4 A-E ilustran varias fibras huecas con forma. Las Figuras 5 A-D ilustran una tobera de hilatura con una proporción de 90/10 de fibras trilobales y sólidas con enfriamiento de un solo lado. Las Figuras 6 A-B ilustran una tobera de hilatura con una proporción de 50/50 de fibras trilobales y redondas sólidas con enfriamiento de ambos lados. Las Figuras 7 A-B ilustran una placa de medición de distribución que alimenta cada orificio capilar individual. La Figura 8 ilustra una bomba de fusión única que suministra polímero a todas las placas de medición. La Figura 9 ilustra un sistema de dos bombas para suministrar y regular el flujo de polímero a cada tipo de orificio ubicado en la placa de medición. La Figura 10 ilustra un sistema de extrusión con bomba de fusión única. La Figura 1 1 es una gráfica de la medición de opacidad para fibras con forma diferente. La Figura 12 es una gráfica que muestra la relación DM a DT de fibras con forma diferente. La Figura 13 es una gráfica que muestra la resistencia a la tensión en DT de las fibras con forma diferente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Todos los porcentajes, velocidades y proporciones usados en la presente se dan en porcentaje por peso de la composición, a menos que se indique lo contrario. Los ejemplos de la presente solicitud se enumeran en partes de la composición total. La especificación contiene una descripción detallada de: (1 ) los materiales de la presente invención; (2) la configuración de las fibras; (3) la distribución de las mezclas de fibras; (4) las propiedades del material de las fibras; (5) los procesos, y (6) los artículos. (1 ) Materiales En la presente invención, se pueden utilizar materiales poliméricos termoplásticos y poliméricos no termoplásticos. Los materiales de polímeros termoplásticos deben tener características reológicas adecuadas para el hilado por fusión. El peso molecular del polímero deber ser suficiente como para permitir el entramado de las moléculas del polímero, pero lo suficientemente bajo para permitir el hilado por fusión. Para el hilado por fusión, se prefieren los polímeros termoplásticos que tienen pesos moleculares por debajo de aproximadamente 1 ,000,000 g/mol, con preferencia de aproximadamente 5000 g/mol a aproximadamente 750,000 g mol, con mayor preferencia de aproximadamente 10,000 g/mol a aproximadamente 500,000 g mol, y aún con mayor preferencia de aproximadamente 50,000 g/mol a aproximadamente 400,000 g/mol. Los materiales de polímeros termoplásticos deben ser capaces de solidificarse relativamente rápido, con preferencia, a un flujo extensional y formar una estructura de fibra térmicamente estable, como sucede típicamente en los procesos conocidos, tales como un proceso de hilado por estiramiento de fibras discontinuas o un proceso de unión por hilado de fibras continuas. Los materiales poliméricos preferidos incluyen, pero no se limitan a, polipropileno y copolímeros de polipropileno, polietileno y copolímeros de polietileno, poliéster, poliamida, poliimida, ácido poliláctico, polihidroxialcanoato, alcohol polivinílico, alcohol vinílico y etileno, poliacrilato y los copolímeros de los anteriores, y mezclas de éstos. Otros materiales poliméricos adecuados incluyen composiciones de almidón termoplástico como se describen detalladamente en las publicaciones de patentes de los EE.UU. Núms. 2003/0109605A1 y 2003/0091803. Otros materiales poliméricos adecuados incluyen ácido etilenacrílico, copolímeros de poliolefina ácido carboxílico, y combinaciones de éstos. Las fibras con forma de la presente invención pueden estar compuestas por un material polimérico no termoplástico. Los ejemplos de materiales poliméricos no termoplásticos incluyen, pero no se limitan a, rayón viscoso, liocel, algodón, pulpa de madera, celulosa regenerada, y mezclas de éstos. El material polimérico no termoplástico se puede producir mediante conformación de solución o por solvente. La celulosa regenerada se produce por extrusión a través de capilares en un baño de coagulación acida. En función del polímero específico usado, el proceso y el uso final de la fibra puede preferirse más de un polímero. Los polímeros de la presente invención se encuentran presentes en una cantidad tal como para mejorar las propiedades mecánicas de la fibra, la capacidad de procesamiento de fusión, y la atenuación de la fibra. La selección y la cantidad de polímero también determinará si la fibra se puede unir térmicamente y afectar la suavidad y la textura del producto final. Las fibras de la presente invención pueden estar compuestas por un solo polímero, una mezcla de polímeros o ser fibras multicomponentes que comprenden más de un polímero. Pueden ser deseables las combinaciones con múltiples constituyentes. Por ejemplo las combinaciones de polietileno y polipropileno (denominadas de aquí en adelante aleaciones de polímeros) se pueden mezclar e hilar empleando esta técnica. Otro ejemplo serían las combinaciones de poliésteres con diferentes viscosidades o contenido de termonómero. También se pueden producir fibras multicomponentes que contengan especies químicas diferenciables en cada componente. Los ejemplos no limitantes incluyen una mezcla de polipropileno cuyo índice de fluidez (MFR, por sus siglas en inglés) es de 25 con un polipropileno cuyo MFR es de 50 y un homopolímero de polipropileno cuyo MFR es de 25 con un copolímero de polipropileno cuyo MFR es de 25 en donde el comonómero es etileno. Opcionalmente, se pueden incorporar otros ingredientes en la composición para hilar. Los materiales opcionales se pueden utilizar para modificar la procesabilidad o modificar las propiedades físicas, tales como la opacidad, la elasticidad, la resistencia a la tensión, la resistencia en húmedo y el módulo del producto final. Otros beneficios incluyen, pero no se limitan a, la estabilidad, incluyendo la estabilidad oxidativa, brillo, color, flexibilidad, resistencia, facilidad de manipulación, auxiliares de procesamiento, modificadores de viscosidad, y control de malos olores. Los ejemplos de materiales opcionales incluyen, pero no se limitan a, dióxido de titanio, carbonato de calcio, pigmentos de colores, y combinaciones de éstos. Se pueden agregar más aditivos que incluyen, pero no se limitan a, cargas inorgánicas tales como los óxidos de magnesio, aluminio, silicio y titanio como cargas o auxiliares de proceso de bajo costo. Otros materiales inorgánicos incluyen, pero no se limitan a, silicato de magnesio hidratado, dióxido de titanio, carbonato de calcio, arcilla, yeso, nitruro de boro, caliza, tierra diatomácea, mica, cuarzo para vidrio, y cerámicas. Asimismo, se pueden emplear sales inorgánicas que incluyen, pero no se limitan a, sales de metal alcalino, sales de metal alcalinotérreo y sales de fosfato. (2) Configuración Las formas de las fibras de la presente invención pueden consistir en fibras redondas sólidas, fibras redondas huecas y fibras con diversas formas multilobales, entre otras. Una mezcla de fibras con forma cuyas formas en sección transversal son distintas entre sí se define como al menos dos fibras cuyas formas en sección transversal son suficientemente diferentes como para distinguirse cuando se usa un microscopio de barrido de electrones para analizar una vista en sección transversal. Por ejemplo, dos fibras podrían tener forma trilobal, pero una de ellas podría tener prolongaciones largas y la otra prolongaciones cortas. Si bien no se prefiere, las fibras con forma podrían ser distintas si una fibra es hueca y la otra sólida, aún cuando la forma general en sección transversal sea la misma. Las fibras con forma multilobal pueden ser sólidas o huecas. Las fibras multilobales se definen como aquellas que tienen más de un punto crítico a lo largo de la superficie externa de la fibra. Un punto crítico se define como un cambio en el valor absoluto de la pendiente de una línea trazada en forma perpendicular a la superficie de la fibra cuando la fibra se corta en forma perpendicular al eje de la fibra. Las fibras con forma también incluyen formas de medialuna, ovales, cuadradas, de diamante u otras formas adecuadas. Las fibras redondas sólidas son conocidas en la industria de las fibras sintéticas desde hace muchos años. Estas fibras tienen una distribución ópticamente casi continua de la materia a través del ancho de la sección transversal de la fibra. Estas fibras pueden contener microvacíos o fibrilación interna, pero se reconocen como prácticamente continuas. No existen puntos críticos para la superficie exterior de las fibras redondas sólidas. Las fibras huecas de la presente invención, ya sean de forma redonda o multilobal, tendrán una región hueca. Una región sólida de la fibra hueca rodea la región hueca. El perímetro de la región hueca es también el perímetro interno de la región sólida. La región hueca puede ser de la misma forma que la fibra hueca o bien, la forma de la región hueca puede no ser circular o concéntrica. Puede haber más una región hueca en una fibra. La región hueca se define como la parte de la fibra que no contiene material alguno. También se puede describir como el área hueca o espacio vacío. La región hueca comprenderá de aproximadamente 2 % a aproximadamente 60 % de la fibra. Preferentemente, la región hueca comprenderá de aproximadamente 5 % a aproximadamente 40 % de la fibra. Con mayor preferencia, la región hueca comprende de aproximadamente 5 % a aproximadamente 30 % de la fibra, y con la mayor preferencia de aproximadamente 10 % a aproximadamente 30 % de la fibra. Los porcentajes se proporcionan para una región en sección transversal de la fibra hueca (es decir, bidimensional). Si se describe en términos tridimensionales, el porcentaje de volumen hueco de la fibra será equivalente al porcentaje de la región hueca.

En la presente invención, se debe controlar el porcentaje de región hueca.

Preferentemente, el porcentaje hueco no debe estar por debajo de 2 % o el beneficio de la región hueca no resultará significativo. Sin embargo, la región hueca no puede ser mayor que 60 % o la fibra podría fallar. El porcentaje hueco deseado depende de los materiales empleados, el uso final de la fibra y otras características y usos de la fibra. El "diámetro" de fibra de la fibra con forma de la presente invención se define como el diámetro específico del perímetro externo de la fibra. Para una fibra hueca, el diámetro no es el de la región hueca sino el del borde externo de la región sólida. Para una fibra que no es redonda, los diámetros de las fibras se miden empleando un círculo específico alrededor de los puntos más externos de los lóbulos o bordes de dicha fibra que no es redonda. Este diámetro de círculo específico también puede denominarse diámetro efectivo de la fibra. Con preferencia, las fibras tendrán un diámetro menor que 200 micrómetros. Con mayor preferencia, el diámetro de la fibra será de aproximadamente 3 micrómetros a aproximadamente 100 micrómetros y con preferencia, de aproximadamente 3 micrómetros a aproximadamente 50 micrómetros. El diámetro de la fibra se controla por factores que incluyen, pero no se limitan a, la velocidad del hilado, el rendimiento total de masa, la temperatura, la geometría de la tobera de hilatura y la composición de la combinación. El término diámetro con deposición de filamentos se refiere a fibras que tienen un diámetro mayor que aproximadamente 12.5 micrómetros. Esto se determina a partir de un denier mayor que aproximadamente 1.0 dpf. La base para aplicar el denier en la presente invención es el polipropileno. Una fibra de polipropileno que es redonda y sólida, con una densidad de aproximadamente 0.900 g/cm3, tiene un diámetro de 12.55 micrómetros. Los diámetros con deposición de filamento son, por lo general, de aproximadamente 12.5 a aproximadamente 200 micrómetros y con preferencia, de aproximadamente 12.5 a aproximadamente 150 micrómetros. Los diámetros fundidos por soplado son menores que los diámetros con deposición de filamentos. Generalmente, los diámetros fundidos por soplado son de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 12.5 micrómetros. Los diámetros fundidos por soplado preferidos varían de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 micrómetros. El diámetro de fibra promedio de dos o más fibras con forma que tienen formas en sección transversal distintas entre sí se calcula midiendo el diámetro promedio de cada tipo de fibra, sumando los diámetros promedio y dividiendo entre el número total de tipos de fibras (fibras con formas diferentes). El denier de fibra promedio también se calcula midiendo el denier promedio de cada tipo de fibra, sumando los denier promedio y dividiendo entre el número total de tipos de fibras (fibras con formas diferentes). Se considera que una fibra tiene un diámetro o denier diferente si el diámetro promedio es de al menos aproximadamente 10 % mayor o menor. Las dos o más fibras con forma que tienen formas en sección transversal distintas entre sí pueden tener el mismo diámetro o diámetros diferentes. Además, las fibras con forma pueden tener el mismo denier o un denier diferente. En algunas modalidades, las fibras con forma pueden tener diámetros diferentes y el mismo denier. Las fibras con forma de la presente invención tendrán una densidad aparente general más baja. La densidad aparente es menor que la densidad real de la misma composición polimérica utilizada para una fibra redonda sólida con el mismo diámetro específico. La densidad aparente será de aproximadamente 2 % a aproximadamente 50 % y con preferencia, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 35 % menor que la densidad real. Como se utiliza en la presente, la densidad aparente se define como la densidad de una fibra con forma con un diámetro específico circular como si fuera una fibra redonda sólida. La densidad aparente es menor porque la masa de la fibra se reduce, en tanto que el volumen específico se mantiene constante. La masa es proporcional al área. Por ejemplo la densidad aparente de una fibra trilobal es el área específica de la fibra con forma. Por lo tanto, la densidad aparente se calcula midiendo el área sólida total en comparación con el área específica total. De igual modo, la densidad aparente de una fibra redonda hueca se mide por el área específica total de la fibra menos el área de la región hueca. También se puede calcular la densidad aparente de la recolección de las fibras con forma en una capa. La Figura 1 ilustra una fibra redonda hueca. La forma de la región hueca de esta fibra no es redonda. La Figura 2 se emplea para ilustrar una fibra redonda hueca. Como se muestra, el centro de la región hueca y centro de la fibra hueca son iguales. Asimismo, la forma o curvatura del perímetro de la región hueca y la fibra hueca son iguales. La Figura 3 ilustra varias formas diferentes de fibras que incluyen varias formas trilobales y multilobales. La Figura 4 ilustra una fibra hueca con forma. Las fibras multilobales incluyen, pero no se limitan a, las versiones que más comúnmente se encuentran, tales como las de forma trilobal y delta. Otras formas adecuadas de fibras multilobales incluyen las triangulares, cuadradas, en estrella o elípticas. Estas fibras se describen con mayor precisión como aquéllas que tienen por lo menos un punto crítico. Las fibras multilobales de la presente invención generalmente tendrán menos de aproximadamente 50 puntos críticos, y con una mayor preferencia, menos de aproximadamente 20 puntos críticos. Las fibras multilobales pueden generalmente describirse como no circulares y pueden ser sólidas o huecas. Las fibras de un solo o múltiples constituyentes de la presente invención pueden encontrarse en configuraciones diferentes. Como se utiliza en la presente, el término constituyente se define conforme a la definición de las especies químicas de la materia o del material. Las fibras pueden tener una configuración de un solo componente. Como se utiliza en la presente, el término componente se define como una parte separada de la fibra que tiene una relación espacial con otra parte de la misma. Las fibras de la presente invención pueden ser fibras de múltiples componentes. Las fibras de múltiples componentes, comúnmente fibras bicomponentes, pueden encontrarse en una configuración en paralelo, vaina-núcleo, sectores segmentados, cordón o islotes. La vaina puede ser discontinua o continua alrededor del núcleo. De estar presente, una región hueca en la fibra puede ser única en número o múltiple. La región hueca se puede producir mediante el diseño de la tobera de hilatura o posiblemente mediante la disolución de un componente hidrosoluble, tal como PVOH, EVOH y almidón, como ejemplos no limitantes. (3) Distribución de las mezclas de fibras Las formas de las fibras de la presente invención se mezclan entre sí en una capa única para proveer un efecto sinérgico frente a la presencia individual de fibras que son prácticamente todas redondas o prácticamente todas no redondas. "Prácticamente todas" se refiere a la presencia de menos de aproximadamente 5 % de formas diferentes y no se prevé la exclusión de capas en las cuales menos del 5 % de las fibras son diferentes debido a que no son capaces de controlar completamente el proceso. La mezcla de fibras con forma cuyas formas en sección transversal son distintas entre sí en una capa única es también más beneficiosa que una tela no tejida con capas distintas de fibras que tienen formas en sección transversal distintas. Por ejemplo, el rendimiento de la tela fibrosa de la presente invención puede ser diferente y esa tela fibrosa puede ser más deseable que un laminado de tela no tejida en donde prácticamente todas las fibras de una capa distinta son redondas sólidas y prácticamente todas las fibras de otra capa distinta son trilobales. Estos beneficios pueden observarse en la opacidad o en las propiedades mecánicas. Se cree que la mezcla de fibras con forma en una sola capa puede ser beneficiosa ya que las formas diferentes pueden evitar que las fibras se entrelacen u otras cuestiones de falta de uniformidad durante la producción. Debido a la necesidad de control de la opacidad y de las propiedades mecánicas de la tela, son posibles numerosas combinaciones de formas de fibras mezcladas entre sí. En general, las mezclas de fibras comprenderán fibras redondas sólidas y redondas huecas, fibras sólidas redondas y multilobales, fibras redondas huecas y multilobales, y fibras redondas sólidas y redondas huecas y multilobales y combinaciones de éstas. Para que los beneficios adicionales de las mezclas de fibras sean evidentes, la cantidad del componente menor en la mezcla debe ser suficiente como para permitir la diferenciación en comparación con la presencia de 100 % de fibras con la misma forma en una trama de tela no tejida. Por lo tanto, el componente menor se encuentra presente en por lo menos 5 % en peso de la masa de la composición total de la fibra. Cada una de las dos o más fibras con forma diferente puede comprender de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 95 % en peso. El porcentaje específico de cada fibra deseada depende del uso de la trama de tela no tejida y de la forma específica de la fibra. (4) Propiedades del material Las telas fibrosas de la presente invención tendrán un peso base y una opacidad que se pueden medir. La opacidad se puede medir empleando el método de prueba TAPPI T 425 de opacidad del papel om-01 "(geometría 15/d, grados de iluminación A/2, 89 % de respaldo de reflectancia y respaldo de papel)". La opacidad se mide como un porcentaje. El porcentaje de opacidad de la tela fibrosa, que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma cuyas formas en sección transversal son distintas entre sí, será mayor en varios puntos de porcentaje de opacidad que la tela fibrosa en la cual prácticamente todas las fibras son redondas y tienen el mismo denier de fibra promedio y peso base y que está fabricada con el mismo material polimérico. La opacidad podrá tener de aproximadamente 2 a aproximadamente 50 puntos más de porcentaje, y comúnmente tendrá de aproximadamente 4 a aproximadamente 30 puntos más de porcentaje. Con preferencia, la opacidad será de al menos aproximadamente 5 % mayor, con mayor preferencia, 7 % mayor, y con una mayor preferencia, aproximadamente 10 % mayor. La Figura 11 es una gráfica del porcentaje de opacidad frente al peso base para varias fibras con forma diferente y mezclas de fibras con forma. Como puede observarse, las mediciones de opacidad de una mezcla de 75 % de fibras trilobales y 25 % de fibras redondas sólidas y una mezcla de 50 % de fibras trilobales y 50 % de fibras redondas sólidas a un peso base equivalente son mayores que las correspondientes al 100 % de fibras redondas huecas y 100 % de fibras redondas sólidas. El peso base es la masa por unidad de área del sustrato. Se toman las mediciones independientes de la masa y el área de un espécimen de sustrato, y se realiza el cálculo de la relación de masa por unidad de área. Con preferencia, el peso base de la capa que comprende una mezcla de fibras con forma cuyas formas en sección transversal son distintas entre sí será de aproximadamente 1 gramo por metro cuadrado a aproximadamente 150 gramos por metro cuadrado en función del uso de la tela fibrosa.

Los pesos base adecuados más preferidos son de aproximadamente 2 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 30 gramos por metro cuadrado y de aproximadamente 4 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 20 gramos por metro cuadrado. El peso base de la tela fibrosa total (incluida la capa que comprende una mezcla de fibras con forma) es de aproximadamente 4 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 500 gramos por metro cuadrado, con preferencia, de aproximadamente 4 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 250 gramos por metro cuadrado, y con mayor preferencia, de aproximadamente 5 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 100 gramos por metro cuadrado. Además, las telas fibrosas producidas a partir de fibras con forma también presentarán ciertas propiedades mecánicas, particularmente resistencia, flexibilidad, elasticidad, extensibilidad, suavidad, grosor, y absorbencia. Las medidas de la resistencia incluyen la resistencia a la tensión en seco o húmedo. La flexibilidad se refiere a la rigidez y se puede atribuir a la suavidad. La suavidad generalmente se describe como un atributo percibido fisiológicamente que está relacionado tanto a la flexibilidad como a la textura. La absorbencia se refiere a la habilidad de los productos para absorber los fluidos, así como, a la capacidad para retenerlos. Las telas fibrosas de la presente invención también tendrán las propiedades de barrera deseadas. Con preferencia, la tela fibrosa que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma cuyas formas en sección transversal son distintas entre sí tendrá una relación de la dirección de máquina con respecto a la dirección transversal a la máquina (relación DM a DT) menor que la correspondiente a una tela fibrosa en la cual prácticamente todas las fibras tienen una sección transversal trilobal, están hechas con el mismo material polimérico y tienen un denier de fibra equivalente y un peso base equivalente. Además, es deseable que la resistencia en DT o la resistencia total (DM+DT) de la tela fibrosa de la presente invención sea mayor que la correspondiente a la tela fibrosa en la cual prácticamente todas las fibras tienen una sección transversal trilobal. Puede ser conveniente que la relación DM a DT sea menor que la correspondiente a una capa en la cual prácticamente todas las fibras son trilobales ya que la resistencia de las capas trilobales en DT no es suficientemente alta y la resistencia en DM puede ser demasiado alta. Es deseable que la resistencia en DT sea relativamente alta en una capa de tal manera que no sea necesario incrementar el peso base para obtener una resistencia en DT relativamente alta. En algunas aplicaciones es conveniente que la resistencia en DT sea relativamente alta para mantener la unión de las lengüetas o los sujetadores en un artículo absorbente. Si la resistencia en DM es demasiado alta (o si el peso base debe incrementarse para aumentar la resistencia en DT creando una resistencia en DM muy alta) pueden generarse inconvenientes en el proceso de conversión. Por ello, para obtener el mejor desempeño, es conveniente controlar la relación de la resistencia en DM a la resistencia en DT y mantener una resistencia total alta. Las resistencias a la tensión en DM y en DT pueden medirse según el método ASTM D1682. La Figura 12 es una gráfica de la relación DM a DT para varias fibras con forma diferente y mezclas de fibras con forma. Como puede observarse, la relación DM a DT de una mezcla de 75 % de fibras trilobales y 25 % de fibras redondas sólidas y una mezcla de 50 % de fibras trilobales y 50 % de fibras redondas sólidas es menor que la correspondiente al 100 % de fibras trilobales. La Figura 13 es una gráfica de la resistencia a la tensión en DT frente a la temperatura de unión para varias fibras con forma diferente y mezclas de fibras con forma. Como puede observarse, la resistencia en DT de una mezcla de 75 % de fibras trilobales y 25 % de fibras redondas sólidas y una mezcla de 50 % de fibras trilobales y 50 % de fibras redondas sólidas es mayor a todas las temperaturas de unión que la correspondiente al 100 % de fibras trilobales. (5) Procesos La tela fibrosa de la presente invención es una tela fibrosa no tejida hilada por fusión. Hilado por fusión significa extrusión termoplástica. El hilado por fusión incluye los procesos de deposición de filamentos y fusión por soplado. El hilado por fusión también incluye las telas unidas por hilado. El primer paso para producir una fibra es el paso de hacer el compuesto o de mezclado. En el paso de hacer el compuesto, las materias primas se calientan, generalmente por esfuerzo cortante. El esfuerzo cortante, en presencia de calor, produce un material fundido homogéneo con una selección correcta de la composición. El fundido se coloca luego en un extrusor, en el que se mezcla el material y se lo conduce a través de capilares para formar fibras. Las fibras luego se atenúan y se recolectan. Las fibras son, con preferencia, prácticamente continuas (es decir, tienen una relación de longitud a diámetro mayor que aproximadamente 2500:1), y se las denominará fibras con deposición de filamentos. Se combina una recolección de fibras utilizando calor, presión, aglutinante químico, enmarañado mecánico, enmarañado hidráulico, y combinaciones de éstos lo que resulta en la formación de una tela fibrosa no tejida. La tela fibrosa puede luego incorporarse en un artículo.

Equipo Un ejemplo del equipo que se puede utilizar para producir fibras con forma y telas fibrosas en los ejemplos se encuentra disponible en Hills Inc., Melbourne, FL. Una línea empleada para producir fibras con forma con deposición de filamentos y telas consiste de cinco partes principales: (1) Extrusores y bombas de fusión para fundir, mezclar y medir el componente polimérico, (2) un sistema de paquete de filtro de hilado que comprende un sistema de distribución de polímero fundido y una tobera de hilatura que distribuye el(los) polímero(s) fundido(s) a capilares que tienen orificios con forma, (3) un dispositivo de atenuación accionado por aire neumático, presión positiva, fuerza directa o vacío mediante los cuales las fuerzas de arrastre por aire actúan sobre una corriente de polímero para atenuar el diámetro de la fibra hasta una forma geométrica menor que la forma geométrica general del orificio, (4) una región para que se asienten las fibras, en donde las fibras se recolectan por debajo del dispositivo de atenuación con una orientación aleatoria (definida porque tiene una relación de la orientación de las fibras en dirección de máquina con respecto a la dirección opuesta menor que 10), y (5) un sistema de unión de fibras que impide el movimiento colectivo de largo alcance de las fibras. Son muchas las empresas que producen tecnología para fabricar fibras y telas que se pueden utilizar en la presente invención; los ejemplos no limitantes incluyen a Hills Inc., Reifenhauser GmbH, Neumag ASON, Reiter y otras. Los extrusores y las bombas de fusión se elegirán en base a los polímeros deseados. La Figura 8 ilustra un sistema de extrusión 10 con una bomba de fusión única que suministra polímero a todas las placas de medición. Este sistema 10 se puede utilizar con un polímero único o una mezcla de polímeros. La Figura 8 muestra la bomba 11 , el bloque de la bomba 12, la parte superior del paquete 13, el filtro 14 y la placa de soporte del filtro 15. El sistema se completa con una placa de medición 16 y una tobera de hilatura 17. Si se utilizan dos tipos de polímeros diferentes para hilar las fibras, el control puede incrementarse mediante el uso de un sistema de extrusión de dos bombas de fusión 20 como se ¡lustra en la Figura 9. Este sistema 20 puede tener un único extrusor o dos extrusores. El uso de dos bombas de fusión o medición 21 se ilustra en la Figura 9 en donde una bomba 21 se emplea para alimentar un tipo de orificio y una segunda bomba 21 se emplea para alimentar el otro tipo de orificio. Al igual que el sistema de extrusión con bomba de fusión única de la Figura 8, este sistema también incluye un bloque de la bomba 22, la parte superior del paquete 23, dos filtros 24, la placa de soporte del filtro 25, la placa de medición 26 y la tobera de hilatura 27. Cada una de las dos bombas 21 puede suministrar el mismo polímero, el mismo polímero con diferentes aditivos (tales como dióxido de titanio), o una combinación de diferentes polímeros. Las temperaturas de alimentación del polímero hacia o desde las dos bombas 21 también se podrán ajustar para contribuir a generar las condiciones del polímero necesarias para producir las mejores secciones transversales y las velocidades de corte deseadas para las fibras. La Figura 10 también ilustra un sistema de extrusión con bomba de fusión única. Este sistema 30, que también se puede utilizar con un solo polímero o una combinación de polímeros, es similar al sistema de bomba de fusión única de la Figura 8, con excepción de que no está incluida la placa de medición. La Figura 10 muestra la bomba 31 , el bloque de la bomba 32, la parte superior del paquete 33, el filtro 34 y la placa de soporte del filtro 35 conjuntamente con una tobera de hilatura 37. El polímero fundido se puede distribuir mediante el uso de una placa de distribución o medición. La placa de medición se puede utilizar para distribuir el polímero desde un área de filtración hacia dos o más tipos de orificios de hilado ubicados a lo largo de la tobera de hilatura. La placa de medición puede contribuir a la obtención de los valores deseados de caída de presión y velocidad de corte necesarios para producir el diámetro o denier deseado desde un único depósito presurizado de polímero. Los canales en la placa pueden distribuir el polímero a la parte posterior de los orificios seleccionados de la tobera de hilatura (la función de distribución de la placa), y mediante la caída de presión seleccionada del polímero, dichos canales distribuyen selectivamente la cantidad deseada de polímero a la parte posterior de cada orificio de la tobera de hilatura (la función de medición de la placa). La Figura 7 muestra diseños típicos grabados al ácido que se pueden utilizar para las placas de distribución, medición y de válvulas. Las placas de medición grabadas al ácido, tal como se ilustra en la Figura 7, proveen una capacidad de distribución flexible y se pueden producir a bajo costo. Alternativamente, se puede emplear una placa de medición con perforaciones. Una placa de medición con perforaciones generalmente tendrá un grosor significativo, que requiere que la longitud del orificio forme parte de los cálculos de la caída de presión. Por ello, se pueden utilizar orificios de diferentes diámetros para controlar y ajustar el régimen de flujo a través de la combinación entre la placa de medición con perforaciones y la tobera de hilatura con el propósito de ajustar los denier de los dos tipos de filamentos que se hilan a partir del mismo depósito de fusión. Al emplear diferentes placas de medición, se pueden obtener distintas relaciones entre los dos tipos de orificios de hilado sin la necesidad de utilizar una nueva tobera de hilatura. Una placa de medición se puede utilizar para sistemas multipoliméricos y también para sistemas poliméricos simples. Generalmente, para un sistema polimérico simple no es necesario utilizar una placa de medición. Sin embargo, en el caso de orificios de formas diferentes, una placa de medición puede proporcionar una mayor flexibilidad para controlar el denier y el diámetro de la fibra resultante a través del control del flujo del polímero hacia cada diseño de orificio. Se describen más ejemplos de placas de medición adecuadas y el proceso de grabado al ácido de bajo costo en la patente de los EE.UU. Núm. 5,162,074. No se requiere una placa de medición en la presente invención, pero puede ser deseable agregar más control al sistema. Se pueden emplear otros métodos para distribuir y medir el polímero a los orificios de la tobera de hilatura en la medida que la caída de presión, la velocidad de cizalla y la extensión del chorro estén controladas. La extensión del chorro es la relación entre la velocidad máxima de hilado de las fibras y la velocidad del polímero a la salida del orificio de la tobera de hilatura. Las Figuras 5 y 6 ilustran ejemplos de toberas de hilatura que se pueden emplear para elaborar las fibras con forma mixtas. Estas figuras muestran relaciones de aproximadamente 90/10 a aproximadamente 50/50. La relación de fibras puede oscilar de aproximadamente 95/5 a aproximadamente 5/95. Las toberas de hilatura pueden tener también más de dos formas diferentes de fibras tales como una relación 25/40/35 de fibras trilobales, redondas sólidas y redondas huecas. Puede resultar deseable en algunos ejemplos controlar la orientación de los orificios de la tobera de hilatura. Las Figuras 5A y 5D ilustran un enfriamiento de un solo lado con fibras redondas (Figura 5B) y fibras trilobales (Figura 5C). Puede ser deseable que la punta de las fibras trilobales (u otras fibras multilobales) estén orientadas en el flujo de enfriamiento como se ilustra en la Figura 5. Esta orientación puede permitir que el aire de enfriamiento entre en contacto con la mayoría de los lóbulos, de tal manera que se obtenga el enfriamiento y las propiedades físicas más uniformes para la fibra. Esta orientación también evita que el aire de enfriamiento rote las fibras trilobales, lo que causaría turbulencia y colisión entre las fibras durante el proceso de hilatura. Como lo ilustra la Figura 6, en el proceso de unión por hilado, con frecuencia, resulta preferido el enfriamiento de ambos lados. En el caso del enfriamiento de ambos lados, puede ser preferible orientar la dirección de las fibras trilobales en el centro de la tobera de hilatura de tal manera que las puntas queden orientadas hacia la fuente más cercana de aire de enfriamiento, como se ilustra en la Figura 6B. En el caso de las toberas de hilatura que tienen más de un orificio multilobal por 1 cm2 debería controlarse la orientación de los orificios multilobales. La ubicación de las fibras con forma dentro de la tobera de hilatura también se puede controlar. Los orificios redondos, que son menos costosos de fabricar y facilitan lograr un buen hilado con menos rupturas, se pueden ubicar en los extremos de la tobera de hilatura. Los extremos, en las hileras externas o en las hileras del medio son donde la turbulencia es mayor y son donde más se pueden hilar y enmarañar las fibras multilobales. Asimismo, los extremos son donde los bordes generalmente se recortan para reciclar o desechar. Un ejemplo de ese arreglo se muestra en la Figura 6B. Los orificios de las fibras con forma se pueden organizar en patrones de orificios distintos a las hileras rectas de orificios o en cualquier arreglo adecuado mediante el cual se minimiza la turbulencia y se maximiza la velocidad de enfriamiento y el procesamiento estable. En algunas modalidades es deseable que la orientación sea aleatoria. Esto puede contribuir en la reducción o entrelazado de las fibras u otras cuestiones relacionadas con la falta de uniformidad. Puede ser conveniente que el sistema de paquete de filtro de hilado flexible se adapte a las líneas de deposición de filamentos existentes. El término "deposición de filamento" se emplea para describir un sistema de hilado que incluye el extrusor, el sistema de medición del polímero, el filtro de paquete para hilado, la sección de enfriamiento, la atenuación de la fibra, el asentamiento y depósito de las fibras sobre una banda o tambor y vacío. El sistema de deposición de filamento no denota el tipo de consolidación de la fibra. Una línea de hilado por unión incluye una línea de deposición del filamento y la unión térmica por puntos. El equipo antes de la consolidación de la fibra es idéntico en una línea de hilado por unión o una línea de deposición de filamento. En la presente invención, las mezclas de fibras se producen al distribuir las diversas geometrías de los orificios a lo largo de la cara de la tobera de hilatura con el propósito de producir una distribución de formas de fibras relativamente uniforme en el asentamiento de las fibras a lo largo de su ubicación espacial a través de la cara de la tobera de hilatura. Se muestran diversos ejemplos con fines ilustrativos, aunque las geometrías particulares son infinitas.

Hilado La presente invención emplea el proceso de hilado por fusión en la modalidad más preferida. En el hilado por fusión no hay una pérdida de masa intencional del producto extruido. Se puede utilizar el hilado a partir de una solución para producir fibras de celulosa, derivados de celulosa, almidón, y proteínas. El hilado se producirá a una temperatura de 100 °C a aproximadamente 350 °C. La temperatura de procesamiento se determina dependiendo de la naturaleza química, el peso molecular y la concentración de cada componente. Se requieren velocidades de hilado de la fibra mayores de 100 metros/minuto. Preferentemente, la velocidad del hilado de fibra es de aproximadamente 500 a aproximadamente 14,000 metros/minuto. El hilado puede involucrar el hilado directo empleando técnicas tales como la deposición de filamento o la fusión por soplado, en la medida que las fibras sean mayormente continuas por naturaleza. Las fibras continuas se definen en la presente como aquellas cuya relación entre longitud y ancho es mayor que aproximadamente 2500:1. Las fibras y las telas elaboradas conforme a la presente invención contienen con frecuencia un acabado que se aplica luego de la formación con el objeto de mejorar el desempeño o las propiedades al tacto. Estos acabados son generalmente hidrófilos o hidrófobos por naturaleza y se emplean para mejorar el desempeño de los artículos que contienen dicho acabado. Por ejemplo, se puede utilizar Lurol 9519 de Goulston Technologies con polipropileno y poliéster con el propósito de impartir un acabado hidrófilo semidurable. (6) Artículos Las telas fibrosas hiladas por fusión de la presente invención son tramas de tela no tejida. La tela fibrosa puede comprender una o varias capas. Si la tela fibrosa contiene más de una capa, las capas generalmente se consolidan mediante unión térmica por puntos u otras técnicas adecuadas para obtener resistencia, integridad y ciertas características estéticas. Una capa es una parte de (o toda) una tela fibrosa que se produce en un paso separado de tendido de fibra o de conformación de fibra y que tiene las mismas fibras mezcladas entre sí por toda la capa. Un laminado se refiere a dos o más capas de tela no tejida que entran en contacto a lo largo de al menos una porción de sus caras aplanadas respectivas con o sin mezclado entre las caras. Una tela fibrosa puede contener uno o más laminados. En un proceso de deposición de filamentos o de fusión por soplado, las fibras se consolidan mediante tecnologías de hilado por unión estándares en la industria.

Los métodos de unión típicos incluyen, pero no se limitan a, calandrado (presión y calor), unión térmica por aire circulante, enmarañado mecánico, enmarañado hidráulico, punzonado, unión química o unión con resinas. Se requieren fibras térmicamente adheribles para los métodos de unión térmica con aire circulante y calor presurizado. Las fibras también se pueden tejer entre sí para formar lienzos de tela. Esta técnica de unión es un método de entrelazado mecánico. La mezcla de las fibras con forma de la presente invención también se pueden unir o combinar con tramas de tela no tejida termoplásticas o no termoplásticas o con tramas de película para fabricar diversos artículos. Se pueden utilizar fibras poliméricas, generalmente fibras sintéticas, o fibras poliméricas no termoplásticas, con frecuencia fibras naturales, en capas distintas. Las fibras sintéticas apropiadas incluyen fibras elaboradas a partir de polipropileno, polietileno, poliéster, poliacrilatos y copolímeros de éstos, así como combinaciones de éstos. Las fibras naturales incluyen liocel y fibras celulósicas y derivados de éstos. Las fibras celulósicas adecuadas incluyen aquéllas derivadas de cualquier árbol o vegetación, incluyendo fibras de madera dura, fibras de madera blanda, cáñamo y algodón.

También se incluyen fibras elaboradas de recursos de celulosa natural procesada, tales como el rayón. La capa única de las fibras con forma de la presente invención se puede utilizar sola en un artículo, o la capa se puede combinar con otras capas de tela no tejida o una capa de película con el propósito de producir un laminar. Los ejemplos de laminares adecuados incluyen, pero no se limitan a, laminares hilados por unión-fundidos por soplado-hilados por unión. Dada la alta opacidad y el control de las propiedades mecánicas, una capa hilada por unión de fibras con forma puede tener un peso base más bajo que una típica capa hilada por unión elaborada solamente con fibras redondas sólidas, pero aún proveer la misma opacidad y propiedades mecánicas que la capa de fibras redondas sólidas con peso base más alto.

Alternativamente, se puede emplear una capa de fibras con forma que permita la reducción del peso base o denier de la capa fundida por soplado o pueda eliminar la necesidad de una capa fundida por soplado. También se puede utilizar una capa hilada por unión de fibras con forma de la presente invención en un laminar hilado por unión-nanofibra-hilado por unión. La capa de fibras con forma se puede utilizar como ambas capas hiladas por unión o únicamente como una capa hilada por unión. Cada capa separada en una tela no tejida se identifica como una capa producida con una composición diferente de fibras. Tal como se describe en la presente invención, una capa única puede tener una combinación de distintas formas, diámetros, configuraciones y composiciones de fibras. La capa de tela no tejida de fibras con forma también se puede combinar con una trama de película. Estos laminares son útiles como lienzo inferior y otras barreras en los artículos desechables de tela no tejida. Las fibras con forma de la presente invención se pueden usar para elaborar telas no tejidas, entre otros artículos adecuados. Los artículos de tela no tejida o tela fibrosa se definen como artículos que contienen más de 15 % de una pluralidad de fibras continuas o discontinuas que están unidas física o químicamente entre sí. La tela no tejida puede combinarse con telas no tejidas o películas adicionales para producir un producto estratificado usado ya sea por sí solo o como componente de una combinación compleja de otros materiales, por ejemplo, pañales para bebé o toallas femeninas. Los artículos preferidos son artículos desechables y de tela no tejida. Los productos resultantes pueden utilizarse en filtros para aire, aceite y agua; filtros para aspiradoras; filtros para hornos; mascarillas quirúrgicas; filtros de café, bolsitas de té o café; materiales de aislamiento térmico y aislantes de ruido; telas no tejidas para productos sanitarios desechables, como pañales, protectores femeninos y artículos para la incontinencia; telas biodegradables para una mejor absorción de la humedad y suavidad en el uso, como microfibras o telas permeables; una trama estructurada cargada electrostáticamente para recolectar y limpiar polvo; refuerzos y tramas para papeles gruesos, tales como papel para envolver, papel para escribir, papel periódico, cartón corrugado, y tramas para niveles de tejido de papel, tales como papel higiénico, toallas de papel, servilletas y pañuelos desechables; usos médicos, como productos de barrera, paños quirúrgicos, apositos para heridas, vendajes, parches dérmicos y suturas absorbentes; y usos odontológicos, como hilo dental y cerdas para cepillos de dientes. La trama fibrosa también puede incluir absorbentes de olores, repelentes de termitas, insecticidas, rodenticidas, y lo similar para usos específicos. El producto obtenido tiene la capacidad de absorber agua y aceite y puede usarse en la limpieza de derrames de aceite o agua o para la retención y liberación controlada de agua para aplicaciones agrícolas u hortícolas. Las fibras o tramas de fibras resultantes también se pueden incorporar en otros materiales tales como aserrín, pulpa de madera, plásticos y hormigón para formar materiales compuestos que se pueden utilizar como materiales de construcción tales como paredes, vigas de soporte, aglomerados, tablarrocas y bases, y tejas; otros usos médicos tales como férulas, tablillas y abatelenguas; y en troncos para chimenea decorativos o como combustible. Los artículos preferidos de la presente invención incluyen telas no tejidas desechables para aplicaciones higiénicas, tales como paños faciales o de limpieza, así como aplicaciones médicas. Las aplicaciones higiénicas incluyen paños, tales como paños para bebés o paños femeninos; pañales, en particular, el lienzo superior, doblez de pierna, orejeta, cubierta de panel lateral, lienzo inferior, capa de eliminación de polvo, capa de captación, envoltura de núcleo, núcleo o cubierta externa; y protectores o productos femeninos, en particular, el lienzo superior. Otras aplicaciones preferidas son los paños o trapos para la limpieza de superficies duras. Los paños pueden ser húmedos o secos. Si bien los pañales pueden tener diversas configuraciones muy conocidas, las configuraciones de pañales adecuadas se describen de manera general en las patentes de los EE.UU. Núms. 6,004,306; 5,460,622; 4888,231 y 4,673,402.

Ejemplos de fibras continuas Los ejemplos a continuación ilustran aún más la presente invención. Un polipropileno se obtuvo de ATOFINA como FINA 3860X. Dos polipropilenos se obtuvieron de Basell, Profax PH-835 y PDC-1274. Un polietileno se obtuvo de Dow Chemical como Aspun 681 1 A. Dos resinas de poliéster se obtuvieron de Eastman Chemical Company, con el nombre comercial de Eastman F61 HC, como PET, e Eastman 14285, como coPET. El polipropileno de resina de grado para fusión por soplado se obtuvo de Exxon Chemical Company como Exxon 3456G. Las mediciones de opacidad ilustradas se realizan en un Opacímetro modelo BNL-3 número de serie 7628. Tres mediciones se realizan en un espécimen, con un promedio de tres especímenes por cada material utilizado.

Ejemplos comparativos: 100 % de fibras redondas sólidas, redondas huecas o trilobales Una tela hilada por unión de polipropileno se fabrica con Basell PH-835, con excepción de los ejemplos C13-15 que se producen con FINA 3860X. C1-C7 y C13-C33 tienen un rendimiento total por orificio de 0.4 ghm. Los ejemplos C8-C12 tienen un rendimiento total por orificio de 0.65 ghm. La forma de las fibras se indica en el cuadro como redonda sólida (SR, por sus siglas en inglés), redonda hueca (HR, por sus siglas en inglés) y trilobal (TRI). En todos los ejemplos comparativos se usa una tobera de hilatura con orificios 2016. Las fibras se atenúan a un diámetro promedio de fibra o denier indicado en el cuadro. Estas fibras están unidas térmicamente entre sí empleando calor y presión. Se producen las siguientes telas no tejidas, se determina el peso base y se mide la opacidad o la resistencia a la tensión en DT de la tela no tejida.

Cuadro 1 : Opacidad comparativa Cuadro 2: Propiedades mecánicas comparativas Ejemplos: Eiemplo 1 : Trama fibrosa que contiene una mezcla de opacidad redonda hueca, redonda sólida y trilobal v de propiedades mecánicas. Se produce una tela de polipropileno hilada por unión utilizando fibras redondas sólidas (SR), redondas huecas (HR) y trilobales (TRI) hechas con PH-835 de Basell. Se usa una tobera de hilatura especial que contiene una mezcla de formas de fibras y una placa de medición para alimentar el polímero a cada orificio. El rendimiento total por orificio es de 0.4 ghm empleando una tobera de hilatura con orificios 2016. Las fibras se atenúan a un diámetro promedio de fibra o denier indicado en el cuadro. Las fibras están unidas térmicamente entre sí empleando calor y presión. Se producen las siguientes telas no tejidas, se determina el peso base y se mide en las muestras la opacidad y la resistencia a la tensión en DT de la tela no tejida.

Cuadro 3: Eiemplos de trama de fibras con forma y opacidad, así como propiedades mecánicas Ejemplo 2: Tramas fibrosas que contienen dos polímeros v dos formas Se configura una máquina de unión por hilado para utilizar polipropileno a 220 °C o poliéster a 290 °C. Se puede utilizar una tobera de hilatura como la ilustrada en la Figura 6 para producir las fibras. Se puede utilizar un sistema de medición con dos bombas de fusión para controlar cada tipo de polímero y flujo de fusión. Las telas no tejidas se pueden producir a un rango de relaciones de flujo de masa y deniers. Se puede utilizar cualquier combinación de polímeros y formas. Por ejemplo, las fibras redondas sólidas PH-835 de Basell se pueden combinar con las fibras trilobales Aspun 6811 A de Dow o F61 HC de Eastman. Alternativamente, se podrían utilizar Basell PH-835 para elaborar fibras trilobales y ATOFINA 3860X para elaborar fibras redondas huecas.

Eiemplo 3: Tramas fibrosas que contienen dos polímeros v dos formas, así como. una capa fundida por soplado La tela fibrosa del Ejemplo 2 se elabora y se combina con una capa fundida por soplado de polipropileno hecha de Exxon 3546G. El diámetro promedio fundido por soplado es de 3 micrómetros a un rendimiento total de 0.6 ghm. Las dos capas pueden estar unidas térmicamente entre sí o hidroenredadas o combinadas mediante otros métodos de unión.

Eiemplo 4: Tramas fibrosas que contienen un polímero y dos formas Una trama fibrosa se produce con fibras redondas sólidas con diámetro fundido por soplado suministradas a 0J 5 ghm y fibras trilobales con diámetro con deposición de filamento suministradas a 0.4 ghm. En otra modalidad, también se produce una fibra redonda sólida con diámetro con deposición de filamento en la misma capa con el propósito de crear una capa de tres fibras.

Eiemplo 5: Trama fibrosa que contiene una mezcla de fibras multicomponentes redondas sólidas v fibras multicomponentes trilobales Se produce una tela no tejida hilada por unión que contiene una mezcla de 50/50 por ciento en peso de fibras multicomponentes sólidas redondas y multicomponentes trilobales. Las fibras sólidas redondas multicomponentes son de envoltura y núcleo con una relación de 50/50 por ciento en peso de ATOFINA 3860X como material de envoltura Basell Profax PH-835 como núcleo. Las fibras sólidas redondas están atenuadas a un rango de diámetros hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. Las fibras trilobales están compuestas por una relación de 20/80 por ciento en peso de ATOFINA como material de la punta trilobal y Basell Profax PH-835 como núcleo. Las fibras trilobales están atenuadas a un rango de diámetros hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. Estas fibras luego se consolidan entre sí empleando métodos de unión convencionales, más comúnmente unión térmica por puntos, aunque también se puede utilizar hidroenmarañado. Se puede producir un peso base de hasta 5 gramos por metro cuadrado. Si resultara deseable, se puede producir una capa fundida por soplado de polipropileno empleando Exxon 3546G. El diámetro promedio fundido por soplado es de 3 micrómetros a un rendimiento total de 0.6 ghm. La capa fundida por soplado luego se combina con una capa de deposición de filamento mediante recolección directa o proveniente de una segunda fuente.

Se pueden agregar otras capas variables. Las fibras están unidas térmicamente entre sí empleando calor y presión. Esta tela no tejida tiene características de alta opacidad con resistencia mejorada debido a la presencia del componente externo ATOFINA 3860X de peso molecular más bajo de las fibras multicomponentes. La relación de componentes en las fibras individuales se puede modificar para ajustar aún más la resistencia y la relación de fibras con forma se puede modificar para alterar la opacidad y la resistencia, según sea necesario para una aplicación deseada.

Eiemplo 6: Trama fibrosa que contiene una mezcla de fibras multicomponentes redondas sólidas v fibras multicomponentes trilobales más un diámetro fundido por soplado mixto Se produce una tela no tejida hilada por unión que contiene una mezcla de 45/45/10 por ciento en peso de fibras multicomponentes sólidas redondas, fibras multicomponentes trilobales y fibras con diámetro fundido por soplado. Las fibras sólidas redondas multicomponentes son de envoltura y núcleo con una relación de 50/50 por ciento en peso de ATOFINA 3860X como material de la envoltura y Basell Profax PH-835 como núcleo. Las fibras sólidas redondas están atenuadas a un rango de diámetros de hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. Las fibras trilobales están compuestas por una relación de 20/80 por ciento en peso de ATOFINA como material de la punta trilobal y Basell Profax PH-835 como núcleo. Las fibras trilobales están atenuadas a un rango de diámetros de hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. Los orificios de hilado por unión para fibras trilobales y redondas sólidas se alimentan con un polímero a 0.4 ghm, en tanto que los orificios con diámetro fundido por soplado se alimentan con un polímero a 0J5 ghm. Todas estas fibras se extruyen de una placa de medición grabada al ácido y una tobera de hilatura. Las fibras con diámetro fundido por soplado tienen un diámetro promedio de 6 micrónes. Estas fibras luego se consolidan entre sí empleando métodos de unión convencionales. Esta tela no tejida también tiene características de alta opacidad con resistencia mejorada debido a la presencia del componente externo ATOFINA 3860X de peso molecular más bajo de las fibras multicomponentes. La relación de componentes en las fibras individuales se puede modificar para ajustar más aún la resistencia y la relación de las fibras con forma con el propósito de alterar la opacidad y la resistencia, según sea necesario para una aplicación deseada.

Eiemplo 7: Trama fibrosa que contiene una mezcla de fibras multicomponentes redondas sólidas, fibras monocomponentes trilobales v fibras con diámetro fundido por soplado Se produce una tela no tejida hilada por unión que contiene una mezcla de 20/70/10 por ciento en peso de fibras multicomponentes sólidas redondas, fibras monocomponentes trilobales y fibras con diámetro fundido por soplado. Las fibras sólidas redondas tienen una relación de 75/25 por ciento en peso de poliéster Eastman F61 HC como material de núcleo e Eastman 14285 como material de envoltura. Las fibras sólidas redondas multicomponentes están atenuadas a un rango de diámetros hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. Las fibras trilobales monocomponentes están compuestas por Eastman F61 HC. Las fibras fundidas por soplado de poliéster se producen con F33HC de Eastman. Las fibras sólidas redondas monocomponentes están atenuadas a un rango de tamaños hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. El diámetro promedio fundido por soplado es de 3 micrones a un rendimiento total de 0.6 ghm. Esta construcción se emplea para producir un hilado por unión de poliéster con alta resistencia y espesor. La relación de componentes en las fibras individuales y entre tipos de fibras se puede modificar con el propósito de alterar la opacidad y la resistencia, según sea necesario para una aplicación deseada.

Eiemplo 8: Trama fibrosa que contiene una mezcla de fibras multicomponentes sólidas redondas v monocomponentes trilobales Se produce una tela no tejida hilada por unión que contiene una mezcla de 20/70/10 por ciento en peso de fibras multicomponentes sólidas redondas, fibras monocomponentes trilobales y fibras con diámetro fundido por soplado desde la misma tobera de hilatura. Alternativamente, se puede producir una tela no tejida hilada por unión que contiene una mezcla de 30/70 por ciento en peso de fibras multicomponentes sólidas redondas y fibras monocomponentes trilobales. Las fibras sólidas redondas tienen una relación de 75/25 por ciento en peso de poliéster Eastman F61 HC como material de núcleo e Eastman 14285 como material de envoltura. Las fibras sólidas redondas multicomponentes están atenuadas a un rango de diámetros hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. Las fibras trilobales monocomponentes están compuestas por Eastman F61 HC. Si se encuentran presentes, las fibras fundidas por soplado de poliéster se producen con F33HC de Eastman. Las fibras trilobales monocomponentes están atenuadas a un rango de tamaños hasta 1.0 dpf, en función del rendimiento total de masa por capilar. El diámetro promedio fundido por soplado es de 6 micrones a un rendimiento total de 0J5 ghm. La trama de tela no tejida de fibras con forma se puede combinar con una trama fundida por soplado. Se pueden agregar otras capas variables. Se han mostrado y presentado muchos ejemplos para demostrar amplitud de fibras que se pueden producir para ilustrar la invención. Se conocen más variaciones, aunque no están limitadas por los datos presentados en esta invención.

La descripción de todas las patentes, solicitudes de patente (y cualquier patente que se otorgue con base en las mismas, así como cualquier solicitud de patente extranjera publicada correspondiente) y las publicaciones mencionadas a lo largo de esta descripción, se incorporan en la presente como referencia. Sin embargo, se niega expresamente que cualquiera de los documentos incorporados en la presente como referencia enseña o describe la presente invención. Si bien se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que pueden hacerse diversos cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se pretende cubrir en las reivindicaciones adjuntas todos esos cambios y modificaciones que queden dentro del campo de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES:

1. Una tela fibrosa hilada por fusión que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen formas en sección transversal distintas entre sí, caracterizada porque la tela fibrosa comprende un material polimérico, tiene un denier de fibra promedio y un peso base, y porque la tela fibrosa tiene una opacidad mayor que la de una tela fibrosa producida con una sección transversal redonda, el mismo material polimérico, un denier de fibra equivalente y un peso base equivalente.

2. Una tela fibrosa hilada por fusión que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen formas en sección transversal distintas entre sí, caracterizada porque la tela fibrosa comprende un material polimérico, tiene un denier de fibra promedio y un peso base y porque la tela fibrosa tiene una relación DM a DT menor que la de una tela fibrosa producida con una sección transversal trilobal, el mismo material polimérico, un denier de fibra equivalente y un peso base equivalente.

3. La tela fibrosa hilada por fusión de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque la resistencia en DT de la capa que tiene una mezcla de fibras con forma es mayor que la resistencia de la tela fibrosa que tiene una sección transversal trilobal.

4. Una tela fibrosa hilada por fusión que comprende al menos una capa que comprende una mezcla de fibras con forma que tienen dos o más secciones transversales diferentes, caracterizada porque la tela fibrosa comprende un material polimérico, tiene un denier de fibra promedio y un peso base, y porque lá tela fibrosa tiene una opacidad mayor que la de una tela fibrosa producida con una sección transversal redonda, el mismo material polimérico, un denier de fibra equivalente y un peso base equivalente y caracterizada porque la tela fibrosa tiene una relación DM a DT menor que la de una tela fibrosa producida con una sección transversal trilobal, el mismo material polimérico, un denier de fibra equivalente y un peso base equivalente.