MX2011005906A - Compuesto no tejido y metodo para fabricar el mismo. - Google Patents

Abstract

Un compuesto no tejido y un método para fabricar un compuesto no tejido que incluye la unión ligera e hidroenredada de un tejido no tejido de filamento continuo para mejorar su integridad y movilidad de fibra para las etapas subsecuentes de procesamiento, tal como agregar juntos una primera capa al tejido no tejido de filamento continuo e hidroenredado de la primera capa y el tejido no tejido de filamento continuo.

Description

COMPUESTO NO TEJIDO Y MÉTODO PARA FABRICAR EL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método y compuesto no tejido y más particularmente a un compuesto no tejido que incluye un tejido no tejido que está ligeramente unido con aire caliente e hidroenredado y un método para fabricar el mismo.

ANTECEDETES DE LA INVENCIÓN En un ejemplo del proceso de producción de un tejido no tejido de filamento continuo, los filamentos unidos con hilado de diámetro pequeño se forman mediante extrudir el material termoplástico fundido como filamentos de una pluralidad de capilaridades finas usualmente circulares de una hilera con el diámetro de los filamentos extruidos siendo rápidamente reducidos. Las fibras unidas con hilado generalmente son continuas y tienen diámetros mayores que 7 micrones, más particularmente, entre aproximadamente 10 y 30 micrones. Las fibras son usualmente depositadas en una cinta foraminosa en movimiento o alambre de formación en donde ellas forman un tejido.

El tejido entonces generalmente se mueve en una segunda etapa de unión más sustancial en donde puede unirse con otros tejidos no tejidos tal como por medio de ejemplo, tejidos cardados unidos, unidos con hilado, soplados por fusión o los similares. Esta etapa de unión puede llevarse a cabo en un número de formas tales como hidroenredado, cosido, unión ultrasónica, unión a través de aire, unión adhesiva, unión de puntos térmica y calandrado.

Con respecto a la primera etapa de unión, estos tejidos se unen en alguna manera inmediatamente como ellos se producen para ayudar a su integridad estructural para además procesarse en un producto terminado. El incremento de la integridad del tejido de filamento continuo es necesario para mantener su forma durante el proceso de post formación. Generalmente, la compactación en frío o en caliente se usa inmediatamente después de la formación del tejido. La compactación en frío o en caliente se lleva a cabo mediante "rollos de compactación" que aprietan el tejido para incrementar su auto adherencia y por lo tanto su integridad. Los rollos de compactación realizan esta función pero tienen un número de desventajas. Una de dichas desventajas es que los rollos de compactación compactan el tejido, causando una disminución en volumen o desván en la tela que puede ser indeseable para uso final. Una segunda desventaja es que la compactación puede causar deformación permanente o daño a las fibras individuales. Una tercera desventaja para los rollos de compactación es que la tela algunas veces se enrollará alrededor de uno o ambos de los rollos, causando un cierre de la línea de producción de la tela para limpiar los rollos con la pérdida obvia que le acompaña en la producción durante el tiempo muerto. Una cuarta desventaja de los rollos de compactación es que si una imperfección ligera se produce en la formación del tejido, tal como una gota de polímero siendo formada en el tejido, el rollo de compactación puede forzar la caída en la cinta de formación foraminosa, en la cual la mayoría de los tejidos se forman, causando una imperfección en la cinta y arruinándola.

Otro método para incrementar la integridad del tejido de filamento continuo es inmediatamente hidroenredar el tejido en la misma cinta de formación foraminosa en la cual las fibras se forman. Sin embargo, este método presenta cuestiones con respecto a humectar la cinta y no ser capaz de completar la deshidratación/secado de la cinta antes de que se requiera de nuevo para la formación del tejido. Esto también resulta en cuestiones con respecto a la optimización de la cinta para tanto la formación y el hidroenredado sin efecto perjudicial en el proceso, la remoción del tejido de la cinta para procesamiento subsecuente y contaminación del agua.

Otro método para incrementar la integridad de un tejido de filamento continuo es para transferir el tejido del filamento continuo de la formación de la cinta de hidroenredado y para inmediatamente hidroenredar el tejido. Este método presenta cuestiones con respecto a la transferencia del tejido de filamento continuo sin interrupción severa de la matriz de fibra y la operación de alta velocidad sin una pérdida en el hilo del material. Además, el hidroenredado inmediato de los tejidos de filamento continuo de peso ligero (si en la cinta de formación o una cinta de hidroenredado separado) que no tienen algún tipo de consolidación temporal, es decir, mecánica, térmica, que resulta en la interrupción de la formación de fibra cuando los chorros de alta presión de agua se usan para la consolidación de tejido. Las soluciones potenciales para esta cuestión son para usar un gran número de estaciones de hidroenredado para incrementar gradualmente las presiones de hidroenredado para la consolidación del filamento. Sin embargo, este método requiere un gran número de estaciones de hidroenredado, equipo auxiliar excesivo, huella de equipo grande, uso de energía continua y grandes volúmenes de agua, por lo tanto haciendo este método esencialmente no viable para aplicaciones comerciales de alta velocidad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Una modalidad de la presente invención proporciona un método para fabricar un compuesto no tejido que comprende proporcionar un tejido no tejido de filamento continuo, ligeramente uniendo el tejido no tejido de filamento continuo con aire caliente e hidroenredar el tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido. Después, el método además comprende proporcionar una primera capa en el tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido hidroenredado e hidroenredar la primera capa con el tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido, hidroenredado.

En otra modalidad de la presente invención se proporciona un compuesto no tejido que comprende un tejido no tejido que está ligeramente unido con aire caliente e hidroenredado, y una primera capa hidroenredada con el tejido no tejido.

La presente invención proporciona movilidad y enmarañamiento óptimo de los filamentos continuos inmediatamente producidos por el uso de unión ligera con aire caliente e hidroenredo. Esto elimina virtualmente el movimiento indeseable de los filamentos continuos como se mueven a través de las etapas restantes del proceso. La presente invención es particularmente ventajosa cuando los filamentos continuos tienen un peso base relativamente bajo y además una tendencia mayor para moverse alrededor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características arriba mencionadas y otras características de la presente invención y la manera de alcanzarlas llegarán a ser más aparentes, y la invención por sí misma será mejor entendida con referencia a la siguiente descripción de la invención tomada en conjunto con los dibujos que la acompañan, en donde: La Figura 1 es una ilustración esquemática de un aparato que puede usarse para realizar un método y para fabricar un compuesto no tejido de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es una fotomicrográfica de microscopio de análisis de electrones (SEM, por sus siglas en Inglés) (5.0 kv, x50) de la superficie de un tejido unido con hilado (SB) de un punto térmicamente unido (TPB) comercialmente producido.

La Figura 3 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x25) de un producto de paño comercialmente hidroenredado producido de un TPB SB y fibras discontinuas en donde las fibras discontinuas han sido extraídas con ácido.

La Figura 3A es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x150) de un producto de paño comercialmente hidroenredado producido de un TPB SB y fibras discontinuas en donde las fibras discontinuas han sido extraídas con ácido.

La Figura 4 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x100) de la superficie de un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso de cuchilla de aire caliente (HA , por sus siglas en Inglés).

La Figura 4A es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x800) de un punto de unión HAK simple en un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK.

La Figura 4B es una fotomicrográfica SE (5.0 kv, x800) de otro punto de unión HAK simple en un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAR.

La Figura 5 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x100) de la superficie de un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK y posteriormente hidroenredado.

La Figura 6 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x100) de un compuesto no tejido de la presente invención en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido fuera del compuesto.

La Figura 6A es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x600) de dos puntos de unión HAK rotos en un compuesto no tejido de la presente invención en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido fuera del compuesto.

La Figura 6B es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x400) de un punto de unión HAK roto en un compuesto no tejido de la presente invención en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido fuera del compuesto.

DEFINICIONES Como se usa en este documento, el término "fibras básicas" significa fibras discontinuas hechas de polímeros sintéticos tales como polipropileno, poliéster, fibras para reciclado pos consumidor (PCR), poliéster, nylon, y las similares; y aquellas no hidrofílicas que pueden ser tratadas para ser hidrofílicas. Las fibras básicas pueden ser fibras cortadas o las similares. Las fibras básicas pueden tener secciones transversales que son redondas, bicomponentes, multicomponentes, conformadas, huecas o las similares. Las longitudes de fibra básica típica usadas para esta invención son 3 a 12 mm con deniers de 1 a 6 dpf.

Como se usa en este documento, el término "fibras de pulpa" significa fibras de fuentes naturales tales como plantas maderosas y no maderosas. Las plantas maderosas incluyen por ejemplo, árboles de coniferas y caducos. Las plantas no maderosas incluyen, por ejemplo, algodón, lino, hierba de esparto, algodónenla, paia, cánaño de yute y bagazo.

Como se usa en este documento, el término "tejido no tejido" significa un tejido que tiene una estructura de fibras individuales o hilos que se intertejen, pero no en una manera identificable, como en una tela tricotada. Los tejidos no tejidos se han formado a partir de muchos procesos tales como por ejemplo, procesos soplados por fusión, procesos unidos con hilado y procesos de tejidos cardados unidos. El peso base de los tejidos no tejidos usualmente se expresa en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrados (gsm) y los diámetros de las fibras se expresan usualmente en micrones o deniers por fibra (dpf). (Notar que para convertir de osy a gsm, multiplar osy por 33.91).

Como se usa en este documento, el término "microfibras" significa fibras de diámetro pequeño que tienen un diámetro promedio no mayor que aproximadamente 75 micrones, por ejemplo, teniendo un diámetro promedio de desde aproximadamente 0.5 micrones a aproximadamente 50 micrones, o más particularmente, las microfibras pueden tener un diámetro promedio de desde aproximadamente 0.5 micrones a aproximadamente 40 micrones. Otra expresión frecuentemente usada del diámetro de fibra es denier, que se define como gramos por 900 metros de una fibra. Por ejemplo, el diámetro de una fibra de polipropileno dado en micrones puede convertirse a denier mediante hacer el cuadrado y multiplicar el resultado por 0.00629, además una fibra de polipropileno de 15 micrones tiene un denier de aproximadamente 1.42 /152 xO.00629 =1.415).

Como se usa en este documento, el término "unido con hilado" se refiere a un proceso en el cual las fibras de diámetro pequeño se forman mediante extrudir el material termoplástico fundido como filamentos de una pluralidad de capilaridades usualmente circulares finas de una hilera con el diámetro de los filamentos extrudidos entonces siendo rápidamente reducidos como por el proceso mostrado, por ejemplo en las Patentes Estadounidenses Nos. 4,340,563 de Appel et al., y la Patente Estadounidense No. 3,692,618 de Dorschner et al., la Patente Estadounidense No. 3,802,817 de Matsuki et al; las Patentes Estadounidenses Nos. 3,338,992 y 3,341 ,394 de Kinney; la Patente Estadounidense No. 3,502,538 de Levy, la Patente Estadounidense No. 3,502,763 de Hartman y la Patente Estadounidense No. 3,542,615 de Dobo et al. Las fibras unidas con hilado son generalmente continuas y tienen diámetros mayores que 7 micrones, más particularmente, entre aproximadamente 10 y 30 micrones. Las unidas con hilado generalmente no son pegajosas cuando se depositan en la superficie de colección.

Como se usa en este documento, el término "soplado por fusión" se refiere a un proceso en el cual las fibras se forman mediante extrudir un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de capilaridades de troquel usualmente circulares como hilos fundidos o filamentos en convergencia con flujos de gas de alta velocidad (es decir, aire) que atenúan los filamentos del material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que puede ser para el diámetro de la microfibra. En lo sucesivo, las fibras sopladas por fusión se portan por el flujo de gas de alta velocidad y se depositan en una superficie de colección para formar un tejido de fibras sopladas por fusión aleatoriamente distribuidas. Dicho proceso se describe en por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 3,849,241 de Butin. Las fibras sopladas por fusión son microfibras que pueden ser continuas o discontinuas y son generalmente más pequeñas que 10 micrones en diámetro.

Como se usa en este documento, el término "tejidos por fusión" incluye "unidos con fijado" o "soplados por fusión" y pueden o no incluir unión.

Como se usa en este documento, el término "polímero" generalmente incluye pero no se limita a homopolímeros, copolímeros, tales como por ejemplo, copolímeros alternativos, aleatorios, de injerto y de bloque, terpolímeros, etc., y mezclas y modificaciones de los mismos.

Por lo tanto, a menos que se limite específicamente, el término "polímero" incluirá todas las configuraciones geométricas moleculares posibles del material. Estas configuraciones incluyen pero no se limitan a simetrías isotácticas, sindiotácticas y aleatorias.

Como se usa en este documento, el término "dirección de máquina" o "MD" significa la longitud de una tela en la dirección en la cual se produce. El término "dirección de máquina cruzada" o "CD" significa el ancho de la tela, es decir, una dirección generalmente perpendicular al MD.

Como se usa en este documento, el término fibras "monocomponentes" se refiere a fibras formadas de un polímero solamente. Esto no significa que excluya las fibras formadas de un polímero al cual las cantidades pequeñas de aditivos se han agregado para coloración, propiedades anti-estáticas, lubricación, hidrofilicidad y las similares. Estos aditivos, por ejemplo dióxido de titanio para coloración, están generalmente presentes en cantidades de menos de 5 por ciento en peso y más típicamente aproximadamente 2 por ciento en peso.

Como se usa en este documento, el término "fibras biocomponentes" se refiere a fibras que se han formado de al menos dos polímeros extrudidos de los extrusores separados pero hilados juntos para formar una fibra. Los polímeros se colocan en zonas distintas constantemente sustancialmente a través de la sección transversal de las fibras biocomponentes que se extienden continuamente a lo largo de la longitud de las fibras biocomponentes. La configuración de dicha fibra biocomponente puede ser, por ejemplo, un arreglo de centro/cubierta en donde un polímero está circundado por otro, o puede ser un arreglo de lado a lado o un arreglo de "islas en el océano".

Como se usa en este documento, el término "fibras bioconstituyentes" o "tejidos bioconstituyentes" se refiere a fibras o tejidos, que se han formado de al menos dos polímeros extrudidos del mismo extrusor como una mezcla. El término "mezcla" se define posteriormente. Las fibras o tejidos bioconstituyentes no tienen los varios componentes de polímero colocados en zonas distintas constantemente relativamente posicionadas a través del área transversal de la fibra o tejido. Los varios polímeros usualmente no son continuos a lo largo de la longitud completa de la fibra o tejido, aunque algunas podrían ser y en su lugar usualmente de fibrilas que inician y terminan aleatoriamente. Las fibras o tejidos bioconstituyentes algunas veces también son referidas como fibras multiconstituyentes o tejidos multiconstituyentes.

Como se usa en este documento, el término "mezcla" significa una mezcla de dos o más polímeros mientras el término "combinación" significa una sub-clase de mezclas en donde los componentes son inmiscibles, pero se han compatibilizado. "Miscibilidad" e "inmiscibílidad" se definen como mezclas que tienen valores positivos y negativos, respectivamente, para el árbol de energía de mezclado. Además, la "compatibilización" se define como el proceso de modificar las propiedades interfaciales de una mezcla de polímero inmiscible para hacer una combinación.

Como se usa en este documento, unión de aire completamente o "TAB" significa un proceso de unir un tejido de fibra biocomponente no tejido o un tejido no tejido que comprende algunas fibras biocomponentes que se enrollan al menos parcialmente alrededor de un rodillo perforado que se cerca en un gancho. El aire, que es suficientemente caliente para mezclar uno de los polímeros de los cuales las fibras del tejido se hacen, se forza desde el gancho a través del tejido y dentro del rodillo perforado. La velocidad del aire es entre 100 y 500 pies por minuto y el tiempo de residencia puede ser tan grande como 6 segundos. La fusión y la resolidificación del polímero proporcionan la unión. La unión completa por aire tiene variabilidad restringida y se estima una segunda etapa del proceso de unión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El único método de la presente invención proporciona un tejido no tejido de filamento continuo con fibras móviles y de buena uniformidad para usarse en un compuesto no tejido que tiene mayor integridad, por lo tanto evitando el uso de aquellos métodos anteriormente descritos. Esta invención incluye el uso inmediato de un "cuchillo de aire caliente" o HAK en los filamentos continuos justamente formados del tejido no tejido para consolidar temporalmente las fibras y posteriormente hidroenredar el tejido temporalmente consolidado para desasociar en forma controlable las uniones HAK. Las etapas subsecuentes por lo tanto pueden comprender aplicar una capa de fibra discontinua e hidroenredado del compuesto para integrar la estructura.

Los filamentos continuos de diámetro pequeño pueden formarse mediante extrudir el material termoplástico fundido como fibras separadas de una pluralidad de capilaridades usualmente circulares finas de una hilera. El diámetro de los filamentos extrudidos posteriormente rápidamente se reduce vía el arrastre por aire y subsecuentemente se templa para fijar el diámetro de la fibra. Las fibras producidas usando este método generalmente son continuas y tienen diámetros mayores que 7 micrones, más particularmente entre aproximadamente 10 y 30 micrones. Las fibras templadas se depositan en una cinta foraminosa o cable de formación en donde forman un tejido no tejido no unido.

Como se mencionó anteriormente, el proceso de filamento continuo usa los polímeros termoplásticos que pueden ser cualquiera conocido por aquellos expertos en la técnica. Dichos polímeros incluyen poliolefinas, poliésteres, poliuretanos y poliamidas y mezclas de los mismos, más particularmente poliolefinas tales como polietileno, polipropileno, polibuteno, copolímeros de etileno, copolímeros de propileno y copolímeros de buteno. Los polipropilenos que se han encontrado útiles incluyen por ejemplo, el homopolimero disponible de la Empresa ExxonChemical de Houston Tx, bajo la marca comercial PP3155 y los homopolímeros disponibles en The Dow Chemical Company de Midland, MI, bajo la marca comercial PP 5D49. Los filamentos continuos pueden tener secciones transversales que son redondas, biocomponentes, de lado por lado, conformadas, huecas o las similares, con deniers típicos de 1 a 3 dpf. Los filamentos también pueden ser monocomponentes o biocomponentes o los tejidos pueden ser mono o bi-constituyentes.

Un cuchillo de aire caliente (HAK) es un dispositivo que se enfoca en un chorro de aire caliente en una proporción de flujo muy alta, generalmente desde aproximadamente 1000 a aproximadamente 10000 pies por minuto (fpm) (305 a 3050 metros por minuto) en el tejido no tejido inmediatamente después de su formación. El aire HAK se calienta a una temperatura insuficiente para fusionar el polímero en la fibra, pero suficiente para suavizarlo ligeramente. Esta temperatura es generalmente entre aproximadamente 200° y 550°F (93° y 290°C) para los polímeros termoplásticos comúnmente usados en el mezclado por giro del filamento continuo. Un HAK apropiadamente controlado, operando bajo las condiciones presentadas en este documento, pueden servir para unir ligeramente las fibras monocomponentes o biocomponentes en un tejido no tejido bi-constituyente o mono-constituyente sin afectar perjudicialmente las propiedades de la fibra/tejido y pueden incluso mejorar las propiedades de la fibra/tejido, por lo tanto obviando la necesidad de la compactación de los rollos.

El chorro enfocado de aire del HAK se coloca y se dirige por al menos una ranura de aproximadamente 1/8 de 1 pulgada (3 a 25 mm) en ancho, particularmente aproximadamente ¾ pulgada (19.1 mm), sirviendo como la salida del aire caliente hacia el tejido no tejido no unido con la ranura corriendo en una dirección sustancialmente de máquina cruzada (CD) sobre el ancho sustancialmente completo del tejido. En otras modalidades, puede existir una pluralidad de ranuras colocadas seguidas una de la otra o separadas por una abertura ligera. Al menos una ranura es preferida, pero otras configuraciones también son usables, por ejemplo orificios cercanamente espaciados.

El HAK tiene un espacio lleno y contiene el aire caliente antes de salir por la ranura. La presión del espacio lleno del HAK de preferencia es entre aproximadamente 0.5 a aproximadamente 56.0 pulgadas de agua (1.27 cm a 142 cm) y el HAK se posiciona entre aproximadamente 0.25 y 10 pulgadas (0.64 a 25.4 cm) y más preferiblemente 0.75 a 3.0 pulgadas (19 a 76 mm) arriba del cable de formación. En una modalidad particular, el tamaño del espacio lleno del HAK es al menos dos veces el área transversal para el flujo de CD para el área de la ranura de salida total.

Dado que el cable de formación foraminosa o la superficie en la cual el polímero se forma generalmente se mueve en una proporción alta de velocidad, el tiempo de exposición de cualquier parte particular del tejido no tejido al aire descargado del cuchillo de aire caliente es menor que diez a un segundo y generalmente cerca de un ciento de un segundo, en contraste con el proceso de unión por aire completo que tiene un tiempo de retraso mucho mayor. El proceso HAK tiene un gran rango de viabilidad y de control de al menos la temperatura del aire, el volumen del aire, la velocidad del aire y la distancia desde el espacio lleno del HAK al tejido no tejido.

El hidroenredado puede llevarse a cabo mediante usar equipo de hidroenredado convencional bien conocido en la técnica. Dicho equipo de hidroenredado puede obtenerse de Fleissner GmbH de Egelsbach, Alemania, u otros fabricantes bien conocidos. El hidroenredo de la presente invención puede llevarse a cabo con cualquier fluido de trabajo apropiado tal como, por ejemplo agua. El fluido de trabajo fluye a través de un colector que uniformemente distribuye el fluido a una serie de orificios o agujeros individuales. Estos agujeros u orificios pueden ser desde aproximadamente 0.003 a aproximadamente 0.015 pulgadas en diámetro (0.0076 a 0.38 cm). Por ejemplo, la invención puede practicarse usando un colector que usa una tira que tiene orificios de 0.007 pulgadas de diámetro (0.018 cm). 30 orificios por pulgada (2.54 cm) y 1 hilera de orificios. Pueden usarse muchas otras configuraciones del colector y combinaciones. Por ejemplo, un colector simple puede usarse o pueden colocarse varios inyectores en sucesión.

En el proceso de hidroenredo, el fluido de trabajo pasa a través de los orificios en una presión que oscila desde aproximadamente 220 a aproximadamente 3500 libras por pulgada cuadrada de calibración (psig). En los rangos superiores de las presiones descritas, se contempla que el material o materiales, tales como el tejido no tejido, pueden procesarse en velocidades de aproximadamente 500 pies por minuto (fpm) a aproximadamente 2000 fpm. El fluido impacta el material que se soporta por una superficie foraminosa o de cable que puede ser, por ejemplo, una malla de plano simple que tiene un tamaño de malla de desde aproximadamente 40 veces 40 a aproximadamente 100 veces 100. La superficie foraminosa puede también ser una malla de hojas múltiples que tiene un tamaño de malla de desde aproximadamente 50 veces 50 a aproximadamente 200 veces 200. Como es típico en muchos procesos de tratamiento de chorro de agua, las ranuras de vacío pueden localizarse directamente debajo de los inyectores de hidroenredo y/o debajo de la superficie de enredo foraminosa debajo del colector de hidroenredo de manera que el agua excedente se retira del material o materiales hidroenredados.

Con referencia a la Figura 1 , se ilustra esquemáticamente en 10 un proceso ejemplarizador para proporcionar integridad óptima a un tejido no tejido para un compuesto no tejido de acuerdo con los principios de la presente invención. El polímero se agrega a la tolva 12 de la cual se alimenta en el extrusor 14. El extmsor 14 mezcla el polímero y lo forza en la hilera 16. La hilera 16 tiene aberturas colocadas en una o más filas formando una cortina extendiéndose descendentemente de filamentos continuos cuando el polímero se extrude. El aire del soplador de templado 18 templa los filamentos continuos a medida que salen de la hilera 16. Aunque no se ilustra, aire adicional de los sopladores de templado puede posicionarse opuesto a y/o debajo de lo ilustrado. La unidad de arrastre de fibra 20, que se usa para arrastrar los filamentos continuos a su diámetro final, se opone debajo de la hilera 16 para recibir los filamentos templados. Una superficie de formación generalmente foraminosa sin final 22, que viaja alrededor de los rodillos guía 24, recibe los filamentos continuos desde la unidad de arrastre de fibras 20 y el vació 26 arrastra los filamentos continuos en contra de la superficie de formación 22, por lo tanto formando un tejido no tejido de filamento continuo 30. Inmediatamente después de la formación, el aire caliente se dirige a través del tejido no tejido de filamento continuo desde el cuchillo de aire caliente (HAK) 28 para unir ligeramente los filamentos sin afectar perjudicialmente las propiedades de los filamentos. Esto es importante dado que es deseable que no se distorsionen sustancialmente los filamentos o se unan permanentemente uno con el otro. En otras palabras, existe insignificante deformación mecánica de los filamentos, por lo tanto resulta en resistencia mayor como se compara con los métodos que no deforman mecánicamente los filamentos, tal como los rodillos de compactación. Esto resulta en la optimización del tejido para procesamiento subsecuente, tal como hidro-enredo, devanado, transportación y destrenzado cuando sea necesario debido a las necesidades de fabricación, como se describe posteriormente adicionalmente.

En lo sucesivo, el tejido no tejido 30 se mueve por el ensamble transportador 32 a la estación de hidroenredo 34 en donde se hidroenreda selectivamente por los chorros de agua proporcionados por los inyectores 36. Los módulos de vacío 38, que pueden localizarse directamente debajo de los inyectores 36 o hacia debajo de los mismos, retiran el exceso de agua del tejido hidroenredado 30. Con respecto a los inyectores 36 y los módulos de vacío 38, su número, orientación, espaciamiento, y los similares pueden seleccionarse selectivamente como apropiados para una operación específica de la presente invención y los materiales usados. Un efecto ventajoso y significante en el hidroenredo del tejido 30 en este punto es que el hidroenredo controlablemente rompe algunas de las uniones temporales creadas por el HAK, por lo tanto resultando en los filamentos continuos que llegan a ser más flexibles y móviles y además incrementando la capacidad de los filamentos para ser enredados juntos. Este efecto es particularmente benéfico en el hidroenredado subsecuente de otras capas de fibras en el tejido 30 que proporciona integridad mejorada y resistencia al producto resultante. Por lo tanto, usando el HAK y las etapas de hidroenredo proporciona un rango usable, efectivo y más amplio de presiones de hidroenredo subsecuentes en el tejido no tejido 30 sin causar interrupción sustancial de sus filamentos, así como maximizar la movilidad de la fibra resultando en la resistencia e integridad incrementadas anteriormente mencionadas.

Otra ventaja de la presente invención es con respecto a la necesidad de ser capaz de devanar un rollo de un tejido no tejido de filamento continuo para transportarlo y destrenzarlo en cualquier ubicación para procesamiento subsecuente. Esta necesidad puede ocurrir cuando las varias etapas del procesamiento no pueden ocurrir en un proceso en línea como se ilustra en la Figura 1. Por ejemplo, el tejido no tejido 30 puede enrollarse después de la etapa de HAK en el HAK 28 y posteriormente transportarse, o puede enrollarse después de ambos HAK 28 y la estación de hidroenredo 34 y posteriormente transportarse.

El tejido no tejido 30 posteriormente se mueve a la estación de suministro de material 40 en donde la primera capa 42 de un material o materiales selectos se proporciona en el tejido 30. La primera capa 42 puede incluir cualquier material deseado para el uso final del producto final. Los ejemplos de un material incluyen fibras de pulpa, fibras básicas, capas individuales de fibras de pulpa y fibras básicas o una mezcla de fibras de pulpa y fibras básicas. Adicionalmente, la primera capa 42 puede ser un tejido no tejido de filamento continuo tal como por ejemplo solamente, el tejido no tejido 30. La capa 42 puede incluir un tejido no tejido de filamento continuo y fibras o una mezcla de fibras, tales como aquellas anteriormente descritas. Por lo tanto, el tejido 30 y la primera capa 42 se mueven a una segunda estación de hidroenredo 46 en donde tanto la capa 42 y el tejido 30 se hidroenredan juntos para formar el compuesto no tejido 44. Un ejemplo de un compuesto no tejido 44 de la presente invención incluye fibras de pulpa y fibras básicas en las cuales el tejido no tejido de filamento continuo 30 comprende 15% a 30% en peso del compuesto no tejido 44; las fibras básicas comprenden 20% a 35% en peso del compuesto no tejido 44 y las fibras de pulpa comprenden 45% a 65% en peso del compuesto no tejido 44. En otro ejemplo de un compuesto no tejido 44, el compuesto incluye fibras de pulpa, en el cual dicho tejido no tejido de filamento continuo 30 comprende 15% a 30% en peso del compuesto no tejido 44 y las fibras de pulpa comprenden 20% a 65% en peso del compuesto no tejido 44.

La presente invención además contempla las capas además de la primera capa 42. Por ejemplo, una segunda capa (no mostrada) puede proporcionarse desde otra estación de suministro (no mostrada) en la primera capa 42 para procesamiento subsecuente, tal como hidroenredo, con la primera capa 42 y el tejido 30. Esta segunda capa puede o no puede ser un tejido no tejido de filamento continuo que ha sido tanto unido ligeramente con aire caliente e hidroenredado o solamente unido ligeramente con aire caliente o solamente hidroenredado. Como puede apreciarse, las combinaciones numerosas de capas y materiales se contemplan por el método de la presente invención para producir numerosos productos terminados.

De la segunda estación de hidroenredo 46, el compuesto no tejido 44 se mueve a la estación de secado 48 para el secado selectivo, posteriormente a la estación de crepado 50 para el crepado selectivo y finalmente a la estación de devanado 52 para devanarlo en un rodillo para el uso subsecuente o procesamiento subsecuente. Varios tipos de secado y equipo de devanado son bien conocidos en la técnica, y puede seleccionarse selectivamente un equipo apropiado para un proceso.

Como se estableció anticipadamente, la presente invención proporciona buena uniformidad, integridad e hidroenredo óptimo y movilidad de los filamentos continuos inmediatamente producidos por el uso de unión ligera con aire caliente e hidroenredo. Esto virtualmente elimina el movimiento indeseable de los filamentos continuos a medida que se mueven a través de las etapas restantes del proceso. La presente invención es particularmente ventajosa cuando los filamentos continuos tienen un peso base relativamente bajo y además una tendencia mayor a moverse alrededor. La invención incluye el uso inmediato de un HAK, en los filamentos continuos justo formados del tejido no tejido para consolidar temporalmente las fibras, y posteriormente hidroenredar el tejido temporalmente consolidado para desasociar en forma controlada las uniones HAK. Las etapas subsecuentes por lo tanto pueden comprender aplicar una capa de fibra discontinua e hidroenredo del compuesto para integrar la estructura.

Ahora regresando a las Figuras 2-6b, existe fotomicrográficas de microscopio de análisis de electrones presentadas (SEM) del producto comercialmente producido y el compuesto no tejido de la presente invención. Estas SEMs ilustran la mejora proporcionada por la presente invención, en usar las etapas de hidroenredo y HAK para mejorar la uniformidad, integridad y enredo óptimo y movilidad de los filamentos continuos inmediatamente producidos en contra del producto comercialmente producido.

La Figura 2 es una fotomicrográfica de microscopio de análisis de electrones (SEM) (5.0 kv, x50) de la superficie de un punto unido con hilado térmicamente unido comercialmente producido (TPB) (SB). Fijarse en las áreas endurecidas que aparecen como suaves o superficies continuas y que por último resultan en volumen o entrepiso disminuido, deformación permanente a las fibras, absorbencia disminuida, integridad disminuida, cierre temporal de la línea de producción e imperfecciones en el proceso de producción como se describió anteriormente.

Con resultados idénticos o similares al producto en la Figura 2, las Figuras 3 y 3a son fotomicrográficas SEM (5.0 kv, x25) de un producto de paño comercialmente hidroenredado de un TPB SB y fibras discontinuas en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido y una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x150) de un producto de paño comercialmente hidroenredado producido de un TPB SB y fibras discontinuas en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido. De nuevo fijarse encías áreas o superficies endurecidas. Los resultados de usar un proceso HAK se muestran en las Figuras 4-4b. La Figura 4 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x100) de la superficie de un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK, fijarse en las áreas unidas. La Figura 4a es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x800) de un punto de unión HAK simple en un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK. La Figura 4b es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x800) de otro punto de unión HAK simple en un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK.

En contraste distinto a los productos anteriores, la presente invención se muestra en las Figuras 5-6b. La Figura 5 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x100) de la superficie de un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK y posteriormente se hidroenreda. Notar la ausencia virtual de las áreas o superficies endurecidas asociadas con los productos anteriormente descritos y mostrados. Esta ausencia resulta en volumen o entrepiso incrementado; la ausencia o deformación a las fibras, la absorbencia incrementada, la integridad incrementada, la disminución marcada en los cortes temporales de la línea de producción y la ausencia virtual de las imperfecciones en el proceso de producción.

La Figura 5a es un aumento de la fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x-700) de un punto de unión HAK roto simple en un tejido no tejido de filamento continuo que se ha consolidado temporalmente usando el proceso HAK y posteriormente hidroenredado. La Figura 6 es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x100) de un compuesto no tejido de la presente invención en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido fuera del compuesto; la Figura 6a es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x600) de dos puntos de enlace HAK rotos en un compuesto no tejido de la presente invención en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido fuera del compuesto y la Figura 6b es una fotomicrográfica SEM (5.0 kv, x400) de un punto de enlace HAK roto simple en un compuesto no tejido de la presente invención en donde las fibras discontinuas se han extraído con ácido fuera del compuesto.

De nuevo, esta ausencia de las áreas o superficies endurecidas proporcionadas por la presente invención resulta en volumen o entrepiso incrementado; ausencia de deformación a las fibras, absorbencia incrementada; integridad incrementada; disminución marcada en los cortes temporales de la línea de producción y ausencia virtual de imperfecciones en el proceso de producción.

Mientras esta invención se ha descrito como teniendo una modalidad preferida, se entenderá que es capaz de modificaciones adicionales. Por lo tanto se intenta que cubra cualquier variación, equivalentes, usos o adaptaciones de la invención siguiendo los principios generales de la misma e incluyendo las desviaciones de la presente invención que pueden estar dentro de la práctica común y conocida en la técnica a la cual la invención pertenece y que caen dentro de los límites de las reivindicaciones anexas.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar un compuesto no tejido, que comprende las etapas de: proporcionar un tejido no tejido de filamento continuo; unir ligeramente el tejido no tejido de filamento continuo con aire caliente, hidroenredar el tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido, proporcionar una primera capa del tejido no tejido de filamento continuo hidroenredado, ligeramente unido y hidroenredar la primera capa con tejido no tejido de filamento continuo hidroenredado, ligeramente unido.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , que además comprende las etapas de devanar el tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido en un rollo, transportar el rollo del tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido y destrenzar el rollo del tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido antes de la etapa de hidroenredado.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1 , que además comprende las etapas de devanar el tejido no tejido de filamento continuo hidroenredado ligeramente unido en un rollo, transportar el rollo del tejido no tejido de filamento continuo hidroenredado ligeramente unido y destrenzar el rollo de tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido hidroenredado antes de la etapa de proporcionar una capa.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar una primera capa incluye proporcionar fibras de pulpa.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar una primera capa incluye proporcionar fibras básicas.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar una primera capa incluye proporcionar una mezcla de fibras de pulpa y fibras básicas.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar una primera capa incluye proporcionar un tejido no tejido de filamento continuo.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar una primera capa incluye proporcionar un tejido no tejido de filamento continuo y fibras seleccionadas del grupo que consiste de fibras de pulpa, fibras básicas y una mezcla de fibras de pulpa y fibras básicas.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de hidroenredo del tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido además incluye enlaces de rompimiento controlable del tejido no tejido de filamento continuo ligeramente unido.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1 , que además comprende la etapa de proporcionar una segunda capa y posteriormente hidroenredar la segunda capa y la primera capa con el tejido no tejido de filamento continuo hidroenredado ligeramente unido.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, en donde la segunda capa es ligeramente unida con aire caliente.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, en donde la segunda capa se hidroenreda.

13. Un compuesto no tejido fabricado por el método de cualquiera de una de las reivindicaciones precedentes.

1.4. Un compuesto no tejido, que comprende: un tejido no tejido de filamento continuo que se une ligeramente con aire caliente e hidroenreda y una primera capa hidroenredada con el tejido no tejido de filamento continuo hidroenredado ligeramente unido.

15. El compuesto no tejido de conformidad con la reivindicación 14, en donde la primera capa consiste de fibras seleccionadas del grupo que consiste de fibras de pulpa, fibras básicas, una mezcla de fibras de pulpa y fibras básicas y capas individuales de fibras de pulpa y fibras básicas.

16. El compuesto no tejido de conformidad con la reivindicación 14, en donde la primera capa es un tejido no tejido de filamento continuo.

17. El compuesto no tejido de conformidad con la reivindicación 14, en donde la primera capa es un tejido no tejido de filamento continuo y las fibras se seleccionan del grupo que consiste de fibras de pulpa, fibras básicas, una mezcla de fibras de pulpa y fibras básicas y capas individuales de fibras de pulpa y fibras básicas.

18. El compuesto no tejido de conformidad con la reivindicación 14, que además comprende una segunda capa hidroenredada con la primera capa y el tejido no tejido de filamento continuo.

19. El compuesto no tejido de conformidad con la reivindicación 18, en donde la segunda capa es un tejido no tejido de filamento continuo.

20. El compuesto no tejido de conformidad con la reivindicación 16, en donde la primera capa incluye fibras de pulpa y fibras básicas y en donde el tejido no tejido de filamento continuo comprende 15% a 30% en peso del compuesto no tejido; las fibras básicas comprenden 20% a 35% en peso del compuesto no tejido y las fibras de pulpa comprenden 45% a 65% en peso del compuesto no tejido.