MXPA00001823A - Unidades laminares elasticas y metodos para fabricar las mismas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a estructuras de unidad laminar elástica que comprenden una malla polimérica de celda abierta unida térmicamente de manera integral entre dos capas portadoras de tela y métodos para elaborar dichas unidades laminares.

Description

UNIDADES LAMINARES ELÁSTICAS Y MÉTODOS PARA FABRICAR LAS MISMAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general al campo de unidades laminares elásticas y, en particular, a unidades laminares elásticas formada de una malla polímerica y dos capas de tela, donde se proveen una elasticidad y comodidad mejoradas.

ANCEDENTES DE LA INVENCIÓN Ya se han usado las unidades laminares elásticas en una variedad de productos, incluyendo estructuras absorbentes elásticas como bandas para sudor, vendas, pañales, dispositivos para incontinencia. También existen actualmente diversos métodos para producir estas unidades laminares elásticas. Por ejemplo, la patente E.U.A. No. 4 606 964 de Wideman enseña la unión de un material juntable a cada fado de una cinta elástica tensada. Los materiales juntables se unen en un estado de tensión previa a la cinta elástica mediante compuestos auto-adheribles, adhesivos o unión térmica. Cuando la tensión de la cinta elástica se libera después de la unión, la cinta se contrae recolectando de esta manera el material juntable en pliegues.

La Keck et al. describe una unidad laminar que tiene una capa de papel de seda unida a un lado y una capa de microfibras unida al otro lado. Las capas de papel de seda y microfibra están unidas a la maMa mediante un adhesivo, y las porciones de las capas permanecen sin unirse a la malla para proveer una sensación y apariencia suave, similar a la tela. La patente E.U.A. No. 4 977 011 de Smith enseña una unidad laminar elástica que tiene capas externas de material respirable de bajo peso base, una capa elástica central y una capa adhesiva que funciona para unir todas las capas. La capa elástica puede estar formada de una sola fibra elástica colocada entre broches para formar una multiplicidad de líneas de elástico que no se intersecan, o de manera alternativa, por una pluralidad de fibras elásticas que se intersecan en ángulos rectos y que se unen de manera adhesiva al material respirable de bajo peso base. Aunque las unidades laminares elásticas descritas pueden ser adecuadas para los propósitos para los que se crearon, es deseable proveer una unidad laminar elástica mejorada que tenga beneficios y características adicionales, por ejemplo, las estructuras descritas anteriormente proveen fibras que se extienden en dos direcciones diferentes a través de la estructura (o, alternativamente, enseñan un método complejo para alinear una sola fibra en una sola dirección entre broches). Sin embargo, cuando las unidades laminares elásticas resultantes como éstas se cortan, los bordes de corte de las fibras pueden sobresalir en los lados cortados de la estructura, de tal manera que pueden ser una fuente de irritación si la estructura se usa cerca del cuerpo, como en el caso de las vendas, mantas corporales, pañales, dispositivos para incontinencia y similares. Además, si se desea una unidad laminar elástica con un valor grande de módulo (por ejemplo la relación de esfuerzo a tensión), generalmente se requieren fibras elásticas que tengan un área de sección transversal grande. Sin embargo, las fibras grandes de este tipo pueden producir una sensación áspera o "granulosa" al colocarlas en contacto con el cuerpo. Por consecuencia, sería deseable proveer adicionalmente una unidad laminar elástica que pueda proveer fibras elásticas que tengan grandes áreas de sección transversal y que sean cómodas para usarse cerca del cuerpo. La presente invención provee una unidad laminar elástica mejorada y el método para formar tal estructura que pueda incluir diseños que tengan las características y beneficios estructurales descritos anteriormente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para elaborar estructuras de unidades laminares elásticas que comprende los pasos de: a) proveer una primera capa portadora; b) proveer una segunda capa portadora; c) proveer una malla, dispuesta entre dichas primera y segunda capas portadoras, que tenga una pluralidad de primeras fibras intersecando una pluralidad de segundas fibras, dichas primeras y segundas fibras teniendo una temperatura de reblandecimiento a una presión aplicada, donde dicha temperatura de reblandecimiento de dicha segunda fibras, a dicha presión aplicada, es mayor que dicha temperatura de reblandecimiento de dichas 5 primeras fibras a dicha presión aplicada; d) calentar dicha malla a dicha temperatura de reblandecimiento de dichas primeras fibras y a menos de dicha temperatura de reblandecimiento de dichas segundas fibras; e) aplicar una presión de unión a dichas primeras fibras; y f) unir de manera integral de aproximadamente de 10% a aproximadamente 100% de dichas primeras fibras a dichas primera y segunda capas portadoras; Todos los porcentajes y relaciones que se utilizan en la presente son en peso, y todas la mediciones se realizaron a 25°C, a menos que se especifique de otra manera.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Aunque la especificación concluye con reivindicaciones que 20 señalan y reclaman particular y distintivamente la invención, se cree que las mismas se comprenderán de mejor manera a partir de la descripción a continuación tomada en conjunto con los dibujos anexos en donde: -Z^.r?'?uOaá La figura 1 es una vista con las partes separadas de una malla y primera y segunda capas portadoras antes de formarse en una unidad laminar elástica hecha de conformidad con la presente invención. La figura 2 es una vista en perspectiva parcial de una unidad laminar elástica elaborada de conformidad con la presente invención, donde se ha eliminado una porción de la primera y segunda capas portadoras para mostrar las primeras fibras integralmente unidas. La figura 2A es una vista en perspectiva parcial amplificada de una primera fibra unida integralmente de la unidad laminar elástica de la figura 2. La figura 3 es una representación esquemática de un procedimiento de fabricación de conformidad con la presente invención para la unidad laminar elástica de la figura 2; y La figura 4 es una representación esquemática de un procedimiento de placa de conformidad con la presente invención para formar la unidad laminar elástica de la figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora se hará referencia detallada a las modalidades que se prefieren de la presente invención, ejemplos de éstas se ilustran en los dibujos anexos, donde números similares indican los mismos elementos en todas las vistas. La figura 1 es una vista con las partes separadas de los componentes de la unidad laminar elástica unida térmicamente 66 antes de su formación (la unidad laminar elástica 66 se muestra en la figura 2). Como se ilustra, la unidad laminar elástica 66 está formada de una malla elástica 36 que tiene una pluralidad de primeras fibras 24 y una pluralidad de segundas fibras 26, dispuestas entre, e integralmente unidas térmicamente a, una primera capa portadora 37 y una segunda capa portadora 38. Como se muestra en la figura 2, la unidad laminar elástica 66, preferiblemente tiene por lo menos una dirección estructural D, donde por lo menos una porción de la dirección estructural D es elástica. Muy preferiblemente, la unidad laminar elástica 66, provee una dirección D estructural que es elástica a lo largo de la dirección y en toda la longitud de las segundas fibras 26. Aunque se prefiere que la primera y segunda capas portadoras 37 y 38 sean sustancialmente coextensas, se contempla que puedan tener diferentes formas y tamaños entre ellas, según se desee. También se contempla que las estructuras de unidad laminar elástica de la presente invención puedan incorporar una pluralidad de mallas elásticas que se unen integralmente a una o más capas portadoras. Como se utiliza en la presente, la frase "dirección estructural" (por ejemplo, D) tienen la intensión de significar una dirección que se extiende sustancialmente a lo largo y en paralelo al plano de la primera y segunda capas portadoras 37 y 38. La unidad laminar elástica 66 puede incorporarse en una variedad de productos (no se ilustra) donde se desea proveer por lo menos una dirección estructural que es parcial o completamente elástica a lo largo de su longitud. Ejemplos de tales productos incluyen pañales elásticos, productos para la incontinencia, vendas, mantas corporales y similares. Aunque se prefiere que la unidad laminar elástica 66 provea por lo menos una dirección estructural D que es elástica, adicionalmente se contempla que la unidad laminar elástica 66 pueda ser no elástica de tal manera que se provean direcciones estructurales no elásticas. De manera alternativa, la unidad laminar elástica 66 también puede contar con una dirección estructural sobre la cual una porción de la longitud de la misma sea elástica y una porción de la longitud de la misma sea no elástica. Como se utiliza en la presente, "elástico" se refiere a la propiedad de un material donde el material, cuando se somete a una fuerza de tensión, se estirará o expandirá en la dirección de la fuerza y esencialmente regresará a su dimensión original sin tensión al eliminar la fuerza. Más específicamente, el término "elástico" tiene la intensión de significar una propiedad de dirección en donde un elemento o estructura tiene una recuperación en la que aproximadamente 10% de su longitud original L0 después de someterse a una tensión porcentual e% de más del 50%. Como se utiliza en la presente, la tensión porcentual e% se define como: donde Lt = igual a longitud alargada L0 = a longitud original Para consistencia y comparación, la recuperación de un elemento o estructura preferiblemente se mide 30 segundos después de liberarlo de su longitud alargada Lf. Todos los otros elementos o estructuras se considerarán no elásticos en el caso de que el elemento o estructura no se recupere adentro de aproximadamente 10% de su longitud original L0 dentro de los 30 segundos después de haber sido liberada de una tensión porcentual e% del 50%. Los elementos o estructuras no elásticos también incluirán elementos o estructuras que se fracturen y/o deformen permanente/plásticamente cuando se sometan a una tensión porcentual e% de 50%. Con referencia ahora a las figuras 1 y 2, la malla elástica 36 comprende una pluralidad de primeras fibras 24 que intersecan o cruzan (con o sin unión) a una pluralidad de segundas fibras 26 en nodos 31 a un ángulo predeterminado a, de esta manera formando una estructura abierta similar a una red que tiene una pluralidad de aberturas 33. Cada abertura 33 se define por lo menos por dos fibras primeras adyacentes (por ejemplo, 42 y 43) y por lo menos dos fibras segundas adyacentes (es decir 44 y 45) tales aberturas 33 tienen una forma sustancialmente rectangular (preferiblemente cuadrada). Otras configuraciones de abertura, como paralelogramos o segmentos de arco circular, también pueden proveerse. Tales configuraciones pueden ser útiles para proveer direcciones estructurales elásticas no lineales. Se prefiere que las primeras fibras 24 sean sustancialmente rectas y sustancialmente paralelas una con respecto a la otra, y, muy preferiblemente las segundas fibras 26 también son sustancialmente rectas y sustancialmente paralelas una con respecto a la otra. Muy preferiblemente, las primeras fibras 24 intersecan las segundas fibras 26 en nodos 31 a un ángulo predeterminado a de aproximadamente 90 grados. Cada nodo 31 es un nodo sobrepuesto, donde las primeras fibras 24 y las segundas fibras 26 preferiblemente están unidas (aunque se contempla que la unión puede no requerirse) en el punto de intersección con las fibras aún distinguibles de manera individual en el nodo. Sin embargo, se cree que otras configuraciones de nodo como la fundición o una combinación de fundir y sobreponer sería igualmente adecuado. Aunque se prefiere que las primeras y segundas fibras 24 y 26 sean sustancialmente rectas, paralelas y se intersequen en el ángulo a de aproximadamente 90 grados, se observa que las primeras y segundas fibras 24 y 26 pueden intersecarse en otros ángulos a, y que las primeras fibras 24 y/o segundas fibras 26 pueden alinearse en patrones circulares, elípticos o de otra manera no lineales con relación una con otra. Aunque para facilidad de fabricación se contempla que la primera y segunda fibra 24 y 26 tengan una forma substancialmente circular de sección transversal antes de la incorporación en la estructura de unidad laminar 66, las fibras primera y segunda 24 y 26 también pueden tener otras formas de sección transversal como elíptica, cuadrada, rectangular o combinaciones de las mismas. El material de las primeras fibras 24 se elige de tal manera que las primeras fibras 24 puedan mantener las segundas fibras 26 en una alineación relativa antes de formar la estructura de unidad laminar 66. También es deseable que los materiales de las primeras y segundas fibras 24 y 26 puedan deformarse (o formase inicialmente) en formas predeterminadas io a la aplicación de una presión predeterminada o una presión en combinación con un flujo de calor, según se describe con mayor detalle a continuación. Estas formas deformadas (es decir, segundas fibras elípticas, primeras fibras substancialmente planas y similares) proveen estructuras de unidad laminar 66 que pueden usarse cómodamente cerca del cuerpo sin irritación u otra incomodidad. También es deseable que el material que se elija para las primeras fibras 24 provea una propiedad similar al adhesivo para unir una porción de la superficie externa 49 de las segundas fibras de las segundas fibras deformadas 27 a una porción de la superficie interna 50 de la primera capa portadora y una superficie interna 52 de la segunda capa portadora. El material de las primeras fibras 24 también debe ser capaz de unirse integralmente con las capas portadoras 37 y 38 como parte de la formación de la estructura de unidad laminar 66. Como se describe con mayor detalle en la presente, las primeras fibras 24 pueden unirse integralmente a las capas portadoras 37 y 38 por la aplicación de una presión o una presión en combinación con un flujo de calor. Como se utiliza en la presente, la frase "unida integralmente" y sus derivados tiene la intensión de significar que una porción de una superficie externa de la fibra (es decir la superficie externa 47de la primera fibra) de una fibra unida integralmente (es decir, primeras fibras 25 integralmente unidas) ha penetrado y se ha unido a la capa portadora 37 y 38. La porción de la superficie externa de la fibra de una fibra integralmente unida que penetra la capa portadora 37 y 38 puede unirse mecánicamente (es decir, por encapsulación, encirculación, absorción o de * Ü * otra manera) y/o químicamente (es decir, pofimerización, fusión o reacción química de otra manera) con las fibras 51 de las capas portadoras 37 y 38, como se muestra en la figura 2A. Con respecto a la penetración, integralmente unido significa que una porción de la superficie externa de la fibra ha penetrado por lo menos aproximadamente 10%, preferiblemente por lo menos 25%, muy preferiblemente por lo menos cerca del 50%, aún más preferiblemente por lo menos cerca del 75%, mucho muy preferiblemente cerca del 100% de una capa de portador de un grosor estructural T de las capas portadoras 37 y 38 en una estructura de unidad laminar 66. Además, debido a que las fibras unidas integralmente mejoran la comodidad de las estructuras de unidad laminar 66 cuando se usan cerca del cuerpo, por lo menos cerca de 10%, preferiblemente por lo menos cerca de 50%, muy preferiblemente por los menos cerca del 90%, mucho muy preferiblemente 100% de las primeras fibras 24 se unen integralmente a las capas portadoras 37 y 38 de la estructura laminar 66. Los beneficios descritos anteriormente pueden lograrse eligiendo un primer material de fibra que tenga una temperatura de reblandecimiento, que sea menor que la temperatura de reblandecimiento de las segundas fibras 26 con relación a las presiones del procesamiento que se utiliza para formar las estructuras de unidad laminar 66. Como se utiliza en la presente, la frase "temperatura de reblandecimiento" tiene la intensión de significar la temperatura mínima a la cual el material comienza a fluir bajo una presión aplicada para facilitar la unión integral del material a una capa o capas A2 portadoras. Típicamente, se aplica calor a un material para lograr una temperatura de reblandecimiento. Esto generalmente da como resultado un decremento en las viscosidad del material que puede o puede no involucrar la "fundición" del material, la fundición estando asociada con una calor latente de fusión. Los materiales termoplásticos tienden a exhibir una disminución en la viscosidad como resultado de un incremento en la temperatura permitiéndoles que fluyan cuando se someten a una presión aplicada. Se comprenderá que cuando la presión aplicada aumenta, la temperatura de reblandecimiento de un material disminuye y por lo tanto un material dado puede tener una pluralidad de temperaturas de reblandecimiento debido a que la temperatura variará con la presión aplicada. Para facilidad de fabricación y procesamiento, y cuando se utilicen materiales poliméricos generalmente para fibras 24 y 26, se prefiere que la temperatura de reblandecimiento de las primeras fibras 24 sea menor, preferiblemente por lo menos cerca de 10°C menor, muy preferiblemente por lo menos cerca de 20°C menor, que la temperatura de reblandecimiento de las segundas fibras 26 cuando ambos materiales se someten a la misma presión aplicada (por ejemplo, presión de procesamiento). Como se utiliza en la presente, la frase "presión de unión", tiene la intensión de significar la presión que facilita la unión integral de las primeras fibras 24 a las capas portadoras 37 y 38, sin unir integralmente las segundas fibras 26 a las capas portadoras 37 y 38, cuando ambas fibras están en la temperatura de reblandecimiento de las primeras fibras 24, pero por debajo de la temperatura de reblandecimiento de la segundas fibras 26. Á'>» Además de la selección de los materiales de fibra primera y segunda para la temperatura del punto de reblandecimiento, las segundas fibras 26 preferiblemente están formadas de un material que da segundas fibras 26 adecuadamente elásticas de tal manera que la estructura de unidad laminar 66 provee una dirección estructural a lo largo de la dirección de las segundas fibras 26 las cuales también son adecuadamente elásticas según se desee. Los polímeros como las poleolefinas, poliamidas, poliésteres y hules (es decir hule de estireno-butadieno, hule de polibutadieno, hule de policloropreno, hule de nitrilo y similares) se han encontrado adecuados como, pero no se limitan a, materiales para formar las primeras y segundas fibras de la malla elástica 36. Otros materiales o compuestos (es decir, primeras fibras adhesivas) con diferentes temperaturas de reblandecimiento relativo o elasticidad pueden sustituirse mientras el material provea los beneficios descritos anteriormente. De manera adicional, los materiales auxiliares pueden añadirse a los materiales base comprendiendo las fibras primera y segunda (es decir, mezclas de pigmentos, tintas, abrillantadores, ceras pesadas y similares) para proveer otras características visuales, estructurales o funcionales deseables. La malla elástica 36 puede estar formada por diversos procedimientos conocidos en la técnica. Para facilidad de elaboración y rentabilidad, las capas portadoras 37 y 38 preferiblemente están formadas de, pero no se limitan a, telas no tejidas que tengan fibras formadas, por ejemplo, de polietileno, polipropileno, polietileno, tereftalato, nylon, rayón, algodón o lana. Estas fibras pueden f4 unirse por adhesivos, unión térmica, coserse/forrarse, u otros métodos conocidos en la técnica para formar capas portadoras 37 y 38. Aunque se prefiere que las capas portadoras 37 y 38 estén formadas de una tela no tejida, otras telas como tejidos y telas de punto, serán adecuadas. La temperatura de reblandecimiento de las capas portadoras 37 y 38 (a la temperatura de procesamiento) debe ser mayor que cualquiera de las temperaturas de procesamiento aplicadas a una malla elástica 36 en la formación de una estructura de unidad laminar 66. Además, las capas portadoras 37 y 38 preferiblemente tienen un módulo de menos de aproximadamente 100 gm de fuerza por cm a una unidad de tensión eµ de por lo menos cerca de 1 (es decir Lf=2xL0) en una dirección junto con la segunda fibra 26 cuando está formada en una estructura de unidad laminar 66. Como se utiliza en la presente, el término "módulo" tienen una intensión de significar la relación de un esfuerzo aplicado s a la unidad resultante de tensión eµ donde el esfuerzo s y tensión eµ son: s = Fa/w donde Fa = fuerza aplicada W= dimensión ortogonal del elemento o estructura sometida también a la fuerza aplicada Fa (típicamente la anchura de la estructura) Lf = a longitud alargada L0 = longitud original Por ejemplo', una fuerza Je 20 gramos aplicada ortogonalmente a lo largo de una tela de 5 cm de ancho tendrá un esfuerzo s de una fuerza de 4 gramos por cm. Además, si la longitud original L0 en la misma dirección que la fuerza aplicada Fa fuera de 4 cm y la longitud alargada resultante Lf fuera de 12 cm, la unidad resultante de tensión sµ sería 2 y el módulo sería una fuerza de 2 gramos por centímetro. Se cree que una capa portadora que tenga un módulo de menos de aproximadamente 100 gramos de fuerza por cm en una dirección de tela, cuando la dirección de la tela esté yuxtapuesta de manera codireccional con las segundas fibras elásticas 26 en la estructura de la unidad laminar 66, proveerá una estructura laminar 66 con un módulo junto con la dirección de las segundas fibras 26 que es en gran medida una función de las propiedades del material, tamaño y disposición de las segundas fibras 26. En otras palabras, el módulo de las capas portadoras 37 y 38 será suficientemente bajo que el módulo de las segundas fibras 26 determinará en gran medida el módulo de la estructura de la unidad laminar 66 en la dirección. Esta configuración es especialmente útil en el caso de que se desee que la estructura de unidad laminar 66 provea una dirección estructural elástica junto con la dirección de las segundas fibras 27 de la unidad laminar deformada. Si las capas portadoras 37 y 38 no proveen de manera inherente el módulo deseado, las capas portadoras 37 y 38 pueden someterse a un procedimiento de activación antes o después de formar la estructura de unidad laminar 66. Como se enseñó por ejemplo en la patente E.U.A. No. 4, 834,741 , expedida a Sabee el 30 de mayo de 1989, incorporada en su totalidad por referencia a la presente, al someter capas portadoras 37 y 38 un procedimiento de activación (ya sea por separado o como parte de la estructura de la unidad laminar 66) plásticamente deformará las capas portadoras 37 y 38 de tal manera que proveerá el módulo deseado. En un procedimiento de activación, tal como se enseña por Sabee, la capa portadora 37 y 38 (su estructura laminar 66 incorporando la misma) se pasa entre rollos corrugados para impartir extensibilidad a la misma mediante estiramiento lateral de las capas portadoras 37 y 38 en la dirección transversal de la máquina. Las capas portadoras 37 y 38 se estiran en incrementos para impartir un alargamiento permanente y la orientación de la fibra de la tela en dirección transversal de la máquina. Este procedimiento puede utilizarse para estirar las capas portadoras 37 y 38 antes o después de unir la estructura de la unidad laminar 66. Esto preferiblemente provee una estructura de unidad laminar que puede extenderse en una dirección estructural elástica con fuerza mínima como capas portadoras 37 y 38 (y cualesquiera capas adicionales) siendo ¡nicialmente "activada" o separadas en esta dirección, por lo tanto proveyendo un módulo bajo en la dirección de tal manera que el módulo de estructura de unidad laminar sea principalmente una función de las segundas fibras 27de la unidad laminar. La estructura de la unidad laminar 66 preferiblemente está formada yuxtaponiendo las capas portadoras 37 y 38 y la malla elástica 36 y aplicando una presión predeterminada, o una presión predeterminada y flujo de calor, dependiendo de los materiales elegidos para las capas portadoras 37 y 38 y malla elástica 36, de tal manera que las primeras fibras 24 se unen integralmente a las capas portadoras 37 y 38. Además de unir integralmente las primeras fibras 24 a las capas portadoras 37 y 38, es deseable que el procedimiento descrito anteriormente deforme las primeras fibras 24 de tal manera que la forma de la superficie exterior 47 de la primera fibra unida integralmente sea sustancialmente plana. La frase "sustancialmente plana " y sus derivados, como se utiliza en la presente, significa que las primeras fibras integralmente unidas 25 tienen una mayor dimensión M (es decir, la dimensión más grande paralela al eje principal de la sección transversal de la fibra como se muestra en al figura 2) por lo menos aproximadamente 2 veces la longitud de una dimensión menor N (es decir, la dimensión más pequeña paralela al eje menor de la sección transversal de la fibra como se muestra en al figura 2). De esta manera, debe ser claro que una primera fibra 25 unida integralmente puede tener irregularidades en la superficie externa 47 (es decir picos y valles y similares, como se muestra en la figura 2A) y aún encontrarse dentro del significado de sustancialmente plana. Muy preferiblemente, es deseable que una porción de la superficie externa 47 de las primeras fibras 25 unidas integralmente también sea sustancialmente coplanar con las superficies internas 50 y 52 de la capa portadora de tal manera que una dimensión menor N sea aproximadamente igual a o menor que el espesor estructural T de las capas portadoras 37 y 38, y sustancialmente todas las de menor dimensión N se ubiquen dentro del espesor estructural T, como se 48 muestra en general en la figura 2. Además se contempla que pueden presentarse variaciones en las formas sustancialmente planas y coplanares de las primeras fibras 25 integralmente unidas a lo largo de la longitud de las primeras fibras 25 sin desviarse del alcance de estas definiciones. En otras palabras, debido a las variaciones del procesamiento, se observa que porciones de las primeras fibras 25 integralmente unidas pueden ser sustancialmente planas y/o coplanares mientras otras porciones a lo largo de la misma fibra pueden no serlo. Estas configuraciones aún se consideran dentro de las definiciones de sustancialmente plano y coplanar según se estableció anteriormente. Las formas descritas en párrafos anteriores de las primeras fibras 25 integralmente unidas proveen de manera útil una estructura de unidad laminar 66, donde las fibras 25 no sobresalen en una manera que pudiera ocasionar irritación u otra incomodidad cuando la estructura de la unidad laminar 66 se corta (exponiendo de esta manera los extremos de las primeras fibras 25 integralmente unidas) y usarse cerca del cuerpo. Como tal, por lo menos aproximadamente 25%, preferiblemente por lo menos 50%, muy preferiblemente por lo menos cerca de 75%, y mucho muy preferiblemente aproximadamente 100% de las primeras fibras 25 integralmente unidas son sustancialmente planas y coplanares. En contraste con la forma sustancialmente plana y coplanar de las primeras fibras 25 integralmente unidas de la estructura de la unidad laminar 66, la segundas fibras 27 de la unidad laminar preferiblemente sólo ¿Sí* t9" están unidas (opuesto a integralmente uridas) a la superficies internas 50 y 52 de las capas portadoras 37 y 38, como se muestra en la figura 2, por la aplicación de la presión y flujo de calor descrito anteriormente. Sin embargo, se contempla que las segundas fibras 26 también pueden unirse integralmente a las capas portadoras 37 y 38 si así se desea. La unión integral de las primeras fibras 24 a las capas portadoras 37 y 38 también puede realizarse de tal manera que las primeras fibras 24 actúen como un adhesivo para unir de manera intermitente las segundas fibras 26 a las superficies internas 50 y 52 de la capa portadora en los nodos 31. De manera alternativa, la segunda fibra 26 puede comprender un material autoadherible que ayuda a unir la porción de las superficies externas 49 de la segunda fibra a las superficies internas 50 y 52 de la capa portadora. Como se observa en la figura 3, la estructura de unidad laminar 66 preferiblemente está fabricada mediante un procedimiento que comprende una primera superficie 148 sustancialmente no flexible (es decir, formada de acero o similar) una segunda superficie 150 sustancialmente no flexible, y una tercera superficie flexible 152 (es decir, formada de silicón u otro hule deformable), donde estas superficies se proveen en forma de rodillos. La primera superficie 148 se separa de manera adyacente de la segunda superficie 150 de tal manera que se forma un intervalo 156 entre éstas, mientras la segunda superficie 150 y la tercera superficie 152 se colocan las superficies haciendo contacto una con otra formando un agarre de interferencia 154. El intervalo 156 preferiblemente tiene un tamaño tal que las primeras fibras 24 y segundas fibras 26 pasan fácilmente a través del mismo. De manera alternativa, el intervalo 156 puede tener un tamaño tal que las segundas fibras 26 se deformen al pasar a través del mismo. La primera capa portadora 37 está yuxtapuesta adyacente a la malla elástica 36 la cual está yuxtapuesta adyacente a la segunda capa portadora 38, de tal manera que cuando se alimente alrededor de la primera superficie 148, como se observa en la figura 3, la malla elástica 36 se coloca entre la primera capa portadora 37 y la segunda capa portadora 38. Preferiblemente, las primeras fibras 24 de la malla elástica 36 están yuxtapuestas adyacentes a la superficie interna 50 de la primera capa portadora 37 y las segundas fibras 26 están yuxtapuestas adyacentes a la superficie interna 52 de la segunda capa portadora 38. La primera capa portadora 37 preferiblemente está orientada adyacente a la primera superficie 148. La primera superficie 148 se calienta a una temperatura T-- la cual, en combinación con la velocidad de alimentación de la primera capa portadora yuxtapuesta 37, la malla elástica 36 y la segunda capa portadora 38 sobre la primera superficie 148, eleva la temperatura de las primeras fibras 24 a su punto de reblandecimiento o más. Debido a la baja presión Pd aplicada en el intervalo 156, las primeras fibras 24 y las segundas fibras 26 se someten a alguna deformación. Después de la primera capa portadora yuxtapuesta 37, la malla elástica 36 y la segunda capa portadora 38 pasan a través del intervalo 156, la segunda capa portadora 38 preferiblemente está orientada adyacente a la segunda superficie 150 ^dispuesta IW#Ía segunda superficie 150 y la malla elástica 36 y la primera capa portadora 37. La segunda superficie 150 preferiblemente se calienta a una temperatura T2 la cual en combinación con la velocidad de alimentación de la primera capa portadora 37 yuxtapuesta, la malla elástica 36 y la segunda capa portadora 38 sobre la segunda superficie 150, eleva la temperatura de las segundas fibras 26 a su temperatura de reblandecimiento. La primera capa portadora yuxtapuesta 37, la malla elástica 36 y la segunda capa portadora 38 entonces pasan a través de un agarre de interferencia 154, donde las primeras fibras 24 se unen integralmente a la primera y segundas capas portadoras 37 y 38 mediante la aplicación de presión de unión Pb de la segunda y tercera superficie 150 y 152 en el agarre 154. La tercera superficie flexible 152 provee presión de unión Pb que se aplica uniformemente a las primeras fibras 24 entre las segundas fibras 26 debido a la naturaleza conformante de la tercera superficie flexible 152. Muy preferiblemente, la aplicación de presión Pb de la tercera superficie 152 y el flujo de calor de la segunda superficie 150 a la temperatura T2 es suficiente para deformar las primeras fibras 24 en las primeras fibras 25 sustancialmente con una forma plana e integralmente unidas. Muy preferiblemente, la aplicación de presión y el flujo de calor es suficiente para deformar las primeras fibras 24 en primeras fibras 25 integralmente unidas, las cuales son sustancialmente coplanares con la superficie interna 50 de la primera capa portadora 37 y su superficie interna 52 de la segunda capa portadora 38.

En contraste*, js^r to mé f?fe 25%, preferiblemente por lo menos 50%, muy preferiblemente por lo menos cerca de 75%, mucho muy preferiblemente aproximadamente 100%, de las segundas fibras 26 se deforman en una forma sustancialmente elíptica en el agarre 154, debido a que la presión Pb se aplica por completo a las segundas fibras 26 mediante la segunda superficie 150. La forma de sección transversal elíptica de las segundas fibras 27 es deseable si la sección transversal no deformada de las segundas fibras 26 de otra manera producirían una sensación áspera o "granulosa" cuando las estructuras de unidad laminar 66 se usan cerca del cuerpo. Preferiblemente, el espesor y estructural posterior al agarre de la capa de estructura de la unidad laminar 66 es aproximadamente 50% del espesor S estructural previo al agarre de la primera capa portadora yuxtapuesta 37, la primera malla elástica 36, y la segunda capa portadora 38. La velocidad de alimentación de la primera capa portadora yuxtapuesta 37, la malla elástica 36 y Ja segunda capa portadora 38 a través de la primera, segunda y tercera superficie 148, 150 y 152 puede ajustarse de tal manera que las fibras primera y segunda 24 y 26 tengan un tiempo de residencia suficiente adyacente a las superficies primera y segunda 148 y 150 calentadas de tal manera que estas fibras puedan suavizarse y deformarse según se describe en la presente. Con base en el procedimiento descrito, se ha descubierto que lo siguiente formará de manera satisfactoria estructuras de unidades laminares 66 que tengan una dirección estructural elástica a lo largo de la dirección de la s?27f la primera y segunda capas portadoras 37 y 38 preferiblemente comprenden una tela no tejida cardada formada a partir de polipropileno unido térmicamente y con un peso base de 32 g/m2, un tamaño de fibra de aproximadamente 2.2 denier por filamento, un calibre de aproximadamente 0.01 cm a aproximadamente 0.03 cm, un módulo de aproximadamente 100 gramos de fuerza por centímetro a una unidad de tensión eµ de 1 (como una tela comercializada por Fibertech, Landisville, N.J., como Phobic Q-1 ); y una malla elástica 36 que comprende una malla donde las primeras fibras 24 están formadas de polietileno y las segundas fibras 26 están formadas de un copolímero de estireno o bloque de butadieno (como una malla elaborada por Conwed, Minneapolis, MN y comercializada como T50018). Específicamente, la tela yuxtapuesta Phobic Q-1 , la malla T50018 y la tela Phobic Q-1 , que tiene un espesor S estructural formado previamente es de aproximadamente 0.09 cm a aproximadamente 0.13 cm, preferiblemente de cerca de 0.10 cm a cerca de 0.12, muy preferiblemente cerca de 0.11 cm, se alimentan a una velocidad de cerca de 6 a cerca de 14, muy preferiblemente de cerca de 7 a cerca de 12, mucho muy preferiblemente de cerca de 8 a cerca de 10 metros por minuto, sobre una primera superficie 148 que se calienta a una temperatura T-i de aproximadamente 71 °C a cerca de 141 °C, preferiblemente de cerca de 130°C a aproximadamente 141 °C, muy preferiblemente de cerca de 137°C a aproximadamente 139°C. En una disposición que se prefiere, el intervalo 156 preferiblemente es mayor o igual a 0.13 cm. Preferiblemente, una segunda superficie 150 se calienta a una temperatura T2 de cerca de 71 °C a cerca de 141 °C, preferiblemente de cerca de 130°C a cerca de 141 °C, muy preferiblemente de 137°C a cerca de 139°C como las telas y malla yuxtapuestas pasan sobre una segunda superficie 150 y a través de un agarre 154 de interferencia, la presión Pb en el agarre 154 preferiblemente es de cerca de 55 a cerca de 85 kilogramos por centímetro, muy preferiblemente de cerca de 70 a cerca de 75 kilogramos por centímetro. Después de que las telas y la malla yuxtapuestas emergen del agarre 154, la lámina elástica 66 unida térmicamente resultante tiene un espesor I de cerca de 0.05 cm a cerca de 0.09 cm, preferiblemente de cerca de 0.06 cm a cerca de 0.08 cm, muy preferiblemente cerca de 0.07 cm. Además de formar una estructura de unidad laminar de la presente invención mediante el procedimiento descrito anteriormente, tales estructuras de unidades laminares también pueden estar formadas mediante un procedimiento que provee una primera placa 158 y una segunda placa 160, como la que se muestra en la figura 4. En contraste con el procedimiento analizado previamente, la primera superficie de placa 149 preferiblemente es sustancialmente no flexible, mientras que la segunda superficie de placa 151 es sustancialmente flexible. La primera superficie de placa 149 preferiblemente se calienta a una temperatura T-.. Se aplica una presión de unión Pf a las telas y malla yuxtapuestas para mover la primera superficie de placa 149 hacia la segunda superficie de placa 151 de manera adecuada. Debido a que la temperatura T-i calienta las primeras fibras 24 a la temperatura de reblandecimiento para la presión de unión aplicada Pf, la aplicación de presión de unión P- inteQfalmente une las primeras fibras 24 a la primera capa portadora 37 y segunda capa portadora 38. Muy preferiblemente, la aplicación de la presión de unión Pr también deforma las primeras fibras 24 en una forma sustancialmente plana la cual también es coplanar con la superficie interna 50 de la primera capa portadora 37 y la superficie interna 52 de la segunda capa portadora 38. Muy preferiblemente, la aplicación de la presión de unión Pt también deforma las segundas fibras 26 en una forma sustancialmente elíptica. Al utilizar la combinación de telas Phobic Q-1 y malla T50018 descrita anteriormente, una estructura de unidad laminar 66 satisfactoria que tenga primeras fibras 24 integralmente unidas a la primera y segunda capas portadoras 37 y 38 puede proveerse si la primera placa 158 se calienta a una temperatura Ti de cerca de 110°C a cerca de 130°C y una presión de unión Pt de entre 350 y 700 gramos de fuerza por cm2 se aplica entre aproximadamente 10 y aproximadamente 20 segundos. Se cree que la selección adecuada de la densidad de fibra, área de sección transversal de fibra, y/o índice de fundición de las primeras fibras 24 (si las primeras fibras 24 están formadas de un polímero) es necesario para proveer estructuras de unidad laminar 66 que tengan una dirección estructural elástica a lo largo de la dirección de las segundas fibras 27. Una selección inadecuada de la densidad de fibra, área de sección transversal de fibra y/o índice de fundición de las primeras fibras 24 puede dar como resultado una estructura de unidad laminar donde las porciones de las primeras fibras 25 integralmente translaparse o fundirse en la estructura de unidad laminar 66. Tal fusión o sobreposición de las primeras fibras 25 integralmente unidas puede dar como resultado únicamente porciones pequeñas de segundas fibras de unidades laminares 27 que puedan extenderse o alargarse cuando se someten a una fuerza de tensión, opuesto al alargamiento distribuido a lo largo sustancialmente de la longitud total de sustancialmente todas las segundas fibras 27 de la unidad laminar ausentes en esta sobreposición. Para minimizar esta condición, la densidad de fibra, el área de sección transversal de fibra, y/o índice de fundición de las primeras fibras 24 debe elegirse de tal manera que las primeras fibras 25 integralmente unidas tengan una cobertura de fibra Sc de menos de aproximadamente 50%. Como se utiliza en la presente, la frase "cobertura de fibras" tiene la intensión ser una medida de la cantidad de área de la superficie interna de la primera capa portadora 50 y la superficie interna 52 de la segunda capa portadora esté en contacto con las primeras fibras 25 integralmente unidas de la presente invención. La cobertura de fibra Sc se define como: SC=(E-F)/E * 100 Donde E = distancia central de la fibra entre cualesquiera primeras fibras 25 unidas integralmente adyacentes como se muestra en la figura 2 F= distancia F del borde de la fibra entre cual§¡l íj¡era primeras fibras 25 adyacentes unidas integralmente como se muestra en la figura 2 La medición de E y F puede tomarse en cualquier sección transversal a través de la estructura de la unidad laminar 66 de la presente invención entre cualesquiera primeras fibras 25 integralmente unidas adyacentes. La frase "densidad de fibra", como se utiliza en la presente, tiene la intención de significar el número de fibras por centímetro a lo largo de una fibra transversal a las fibras. Por ejemplo, las primeras fibras 24 tienen una densidad de fibra que puede medirse sobre una longitud predeterminada A de una segunda fibra 26, como se muestra en la figura 1. De igual manera, las segundas fibras 26 tienen una densidad de fibra que puede medirse sobre una longitud B predeterminada de una primera fibra 24. La frase "área de sección transversal de fibra", como se utiliza en la presente, tiene la intención de significar el área de sección transversal de cualquier primera fibra 24 cuando se mide de conformidad con las técnicas conocidas en la técnica. El índice de fundición de un polímero mide la capacidad del polímero para fluir cuando se somete a una temperatura o presión dada. Un polímero con un bajo índice de fundición será más viscoso (y por lo tanto no fluirá fácilmente) a una temperatura dada que un polímero que tenga un índice de fundición mayor. De esta manera, se cree que las primeras fibras 24 que comprenden un polímero que tiene un alto índice de fundición tendrán una mayor tendencia a fundirse o traslaparse durante la aplicación de una presión y flujo de calor dados que unas primeras fibras 24 que comprendan un polímero que tenga un índice de fundición menor y se sometan a la misma presión y flujo de calor. Debido a esta variación, el polímero que forma las primeras fibras 24 puede elegirse de manera selectiva junto con la densidad de fibra y el área de sección transversal de fibra, para proveer un índice de fundición predeterminado tal que las primeras fibras 24 se unan integralmente a las primera y segunda capa portadora 37 y 38 con una cobertura de fibra Sc de aproximadamente 50%. Además, la variación del índice de fundición del polímero también puede ser especialmente útil donde se desea incrementar la densidad de la primera y segunda capas portadoras 37 y 38 mientras se mantienen las mismas condiciones de procesamiento. En esta situación, el polímero de las primeras fibras 24 puede cambiarse para proveer un índice de fundición mayor tal que las primeras fibras 24 puedan penetrar más fácilmente y unirse con las capas portadoras 37 y 38 cuando se someten a una presión y flujo de calor predeterminados. Por consecuencia, el mismo nivel de unión integral puede lograrse sin cambiar las condiciones de procesamiento a pesar de la densidad incrementada de las capas portadoras 37 y 38. Con base en lo anterior, se cree que las primeras fibras 24 preferiblemente deben alinearse de tal manera que provean una densidad de fibra de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 fibras por centímetro junto con un área de sección transversal de fibra de aproximadamente 0.0005 cm2 a aproximadamente 0.03 cm2, muy preferiblemente de cerca de 3 a cerca de 6 fibras por centímetro junto con un tfa- iie sección transversal de fibra de aproximadamente 0.001 cm2 a aproximadamente 0.005 cm2, de tal manera que la fusión o superposición de las primeras fibras integralmente unidas 25 en la estructura de las unidad laminar 66 pueda evitarse. Un índice de fundición de aproximadamente 2 a aproximadamente 15 (medido por ASTM D1238) junto con la densidad de fibra descrita anteriormente y los valores de área de sección transversal de fibra se han encontrado satisfactorios. Con respecto a las segundas fibras 26, se cree que la densidad de fibra, área de sección transversal de fibra, y módulo de las segundas fibras 26 también puede afectar las propiedades elásticas de la estructura de la unidad laminar 66 (es decir, el módulo de las estructuras de la unidad laminar 66) en dirección a lo largo de las segundas fibras 26 (es decir a lo largo de la dirección D de la figura 2). Por ejemplo, mientras aumenta la densidad de fibra y/o el área- de sección transversal de la fibra de las segundas fibras 26, el módulo de la estructura de la unidad laminar 66 disminuirá. Las estructuras de unidad laminar 66 que se incorporarán en la envoltura posterior elástica desechable de la presente invención, es deseable que se provea un módulo de aproximadamente 100 a aproximadamente 250 gramos de fuerza por centímetro, a una tensión eµ de aproximadamente 1. Se cree que al proveer segundas fibras 26 con una densidad de fibra de cerca de 2 a cerca de 5, un área de sección transversal de cerca de 0.003 cm2 a cerca de 0.02 cm2, y que comprenda un copolímero de bloque de estireno-butadieno proveerá estructuras de unidad laminar 66 que tengan un módulo preferido en una dirección a lo largo de las segundas fibras 26. El módulo de la estructura de la unidad laminar 66 puede medirse por técnicas ya conocidas. Por ejemplo, el módulo de la estructura de la unidad laminar 66 puede medirse utilizando una velocidad constante universal de un probador de tensión de alargamiento, como un Instron modelo #1122, fabricado por Instron Engineering Corp., Cantón, MA. La estructura de unidad laminar 66 también puede someterse a diversos procedimientos adicionales posteriores a la formación ya conocidos en la técnica. Por ejemplo, una estructura de unidad laminar hecha de conformidad con la presente puede comprender capas de tela adicionales (capas de volumen) que se unen a la estructura de unidad laminar para mejorar adicionalmente la capacidad de uso y comodidad de la estructura. Las capas de tela adicionales pueden asegurarse a la estructura de unidad laminar por adhesivos, unión térmica, unión por presión, unión ultrasónica, unión mecánica dinámica, o cualquier otro método adecuado conocido en la técnica. Habiendo mostrado y descrito las modalidades que se prefieren de la presente invención, una adaptación adicional de la estructura de unidad laminar elástica mejorada puede lograrse mediante modificaciones adecuadas por un experto en la técnica sin apartarse del alcance de la presente invención. Diversas alternativas y modificaciones se han descrito en la presente y otras serán evidentes para los expertos en la técnica. Por ejemplo, amplios márgenes de los parámetros de medición física se han descrito para ?J* la estructura de unidad laminar elásticáde la invención según las modalidades que se prefieren de la presente invención, aunque se contempla que los parámetros físicos de la estructura de unidad laminar elástica puedan variar para producir otras modalidades preferidas de estructuras laminares elásticas mejoradas de la presente invención según se desee. Además debe ser evidente que la alineación, propiedades y composición de las primeras fibras 24 pueden intercambiarse con aquellas de las segundas fibras 26, o pueden proveerse fibras adicionales (por ejemplo, una pluralidad de terceras fibras, etc.) para alterar o mejorar las propiedades de una estructura de unidad laminar elástica hecha de conformidad con la invención. De esta manera, el alcance de la presente invención debe considerarse en términos de las siguientes reivindicaciones y se entiende que no está limitada a los detalles de las estructuras y métodos que se muestran y describen en la descripción y dibujos.

Claims (9)

NOVEDAD D LAINVENCION REIVINDICACIONES

1.- Una estructura de unidad laminar elástica elaborada por los pasos de: a) proveer una primera capa portadora; b) proveer una segunda capa portadora; c) proveer una malla, dispuesta entre dichas primera y segunda capas portadoras, con una pluralidad de primeras fibras que se intersecan con una pluralidad de segundas fibras, dichas primeras y segundas fibras tienen una temperatura de reblandecimiento a una presión aplicada, donde dicha temperatura de reblandecimiento de dichas segundas fibras, a dicha presión aplicada es mayor que dicha temperatura de reblandecimiento de dichas primeras fibras y a dicha presión aplicada; d) calentar dicha malla a dicha temperatura de reblandecimiento de dichas primeras fibras y a menos de dicha temperatura de reblandecimiento de dichas segundas fibras; e) aplicar una presión de unión a dichas primeras fibras; y f) unir integralmente de aproximadamente 10% a aproximadamente 100% de dichas primeras fibras a dichas primera y segunda capas portadoras.

2.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha primera capa portadora está yuxtapuesta a dicha malla que está yuxtapuesta a dicha segunda capa portadora, caracterizada además porque dicha primera capa portadora yuxtapuesta, malla, y segunda capa portadora pasan sobre una superficie primera sustancialmente no flexible, y una segunda superficie sustancialmente no flexible, en donde dichas superficie se proveen en forma de rollos.

3.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicha primera y segunda superficies se calientan a una temperatura suficiente para elevar la temperatura de dichas primeras fibras a dicha temperatura de reblandecimiento de dichas primeras fibras.

4.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque dicha primera superficie está separada de manera adyacente a dicha segunda superficie formando un intervalo entre éstas de tal manera que dicha primera capa portadora yuxtapuesta, malla y segunda capa portadora pasan fácilmente a través de dicho intervalo.

5.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque dicha segunda superficie está colocada adyacente a una tercera superficie sustancialmente flexible formando un agarre de interferencia entre éstas, de tal manera que de cerca de 10% a aproximadamente 100% de dichas primeras fibras están unidas integralmente a dichas capas portadoras primera y segunda cuando dicha primera capa portadora yuxtapuesta, malla y segunda capa portadora pasan a través de dicho agarre.

6.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones ant riores, caracterizada además porque la superficie externa de dichas primeras fibras penetran por lo menos 10% del espesor estructural de dichas capas portadoras primera y segunda.

7.- La estructura de unidad laminar elástica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque dicha temperatura de reblandecimiento de dichas primeras fibras es por lo menos 10°C más baja, a dicha presión aplicada, que dicha temperatura de reblandecimiento de dichas segundas fibras.

8.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada demás porque por lo menos cerca del 50% de dicha primeras fibras unidas integralmente se deforman a una forma plana y son coplanares con dichas primera y segunda capas portadoras.

9.- Una estructura de unidad laminar elástica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque por lo menos el 25% de dichas segundas fibras están deformadas a una forma de sección transversal sustancialmente elíptica. HOJA ANEXA RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a estructuras de unidad laminar elástica que comprenden una malla polimérica de celda abierta unida térmicamente de manera integral entre dos capas portadoras de tela y métodos para elaborar dichas unidades laminares. P00/178F