MXPA02002603A - Metodo para formar una fibra tratada y una fibra tratada formada del mismo. - Google Patents

Abstract

La presente descripcion esta dirigida a un metodo para formar una fibra tratada. Un polimero fundido es entregado 5 a un conjunto de hilado de fibra adaptado para formar y distribuir corrientes de polimero. Por lo menos un tratamiento es aplicado en un estado liquido a por lo menos una region sobre la superficie de por lo menos una corriente de polimero fundido dentro del conjunto de hilado de fibra. Una parte sustancial del tratamiento permanece sobre la superficie de la fibra resultante dentro de la region tratada. Una o mas regiones sobre la superficie del polimero fundido pueden ser tratadas con uno o multiples tratamientos. El grado de cobertura puede variar desde poca cobertura a una cobertura completa de la superficie de fibra. Las regiones tratadas pueden estar en contacto unas con otras o pueden ser separadas y distintas. Una tela no tejida puede ser producida con regiones de fibra tratadas selectivamente mediante el disenar uno o mas conjuntos de hilado de fibra para tratar fibras seleccionadas o para aplicar tratamientos multiples. Las regiones de la tela no tejida pueden variar en tipo, cantidad o grado de cobertura de tratamiento.

Description

MÉTODO PARA FORMAR UNA FIBRA TRATADA Y UNA FIBRA TRATADA FORMADA DEL MISMO Campo de la Invención La presente invención se refiere a una fibra tratada y a un método para formar una fibra tratada. Tales fibras tratadas encuentran muchas aplicaciones, por ejemplo, en telas no tejidas, hilos, tapetes y de otra manera en donde las fibras que tienen una o más propiedades modificadas son deseadas .

Antecedentes de la Invención Las telas no tej idas están encontrando un uso incrementado en varias aplicaciones, incluyendo artículos absorbentes para el cuidado personal tales como pañales, calzoncillos de aprendizaje, prendas para incontinencia, almohadillas para colchón, paños limpiadores y productos para el cuidado de la mujer (por ejemplo toallas sanitarias) , aplicaciones médicas tales como cubiertas quirúrgicas, batas, vendajes para el cuidado de heridas, y máscaras para la cara, artículos de ropa o partes de los mismos incluyendo ropa de trabajo industrial y batas de laboratorio, operaciones domésticas e industriales incluyendo la filtración de líquido de aire y similares.

Se desea frecuentemente el modificar las propiedades de la tela no tejidfc para llevar a cabo una funció o para satisfacer un requerimiento para una aplicació particular. Unos medios para modificar las propiedades es través del uso de tratamientos . Los tratamientos so generalmente agregados mediante el ya sea tratar tópicamente las fibras o un tejido de fibra o mediante el mezclar el tratamient con el polímero antes de la formación de las fibras por l extrusión de fundido o similares. Los ejemplos de los tipos típicos de tratamientos incluyen, pero no se limitan estabilizadores, deslustrantes, retardadores de flama, rellenadores, agentes antimicrobiales, abrillantadores ópticos, extendedores, colorantes, lubricantes, agentes antiestáticos, repelentes del alcohol, suavizadores, repelentes del aceite, agentes humedecedores, auxiliares de procesamiento, y otras químicas funcionales.

Una vez que un tratamiento apropiado es identificado para una aplicación, los medios de aplicación del tratamiento a la fibra o al tejido de fibra frecuentement presentan desafíos. Algunos tratamientos pueden ser aplicados ya sea internamente o tópicamente, dependiendo de la estructur química del tratamiento y de cualesquier limitaciones de proceso.

El tratamiento tópico, o el recubrimiento de un fibra formada o de un tejido de fibra puede lograrse por varias técnicas, incluyendo el tratamiento de espuma como se describió en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,095,558 (de Ellegast y otros) , el recubrimiento con rodillo como se describió en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,993,805 (otorgada a Roberts), el recubrimiento con rociado como se describe en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,032,813 (otorgada a Stalego), el recubrimiento con ranura como se describió en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,457,034 (otorgada a Simmen) , y la patente de los Estados Unidos de América No. 5,679,158 (otorgada a Holzer, Jr. otros) , el tratamiento con cepillo como se describió en la patente Europea No. 0 549 983 Al (Garavaglia y otros) , y el tratamiento de embebido y exprimido, el cual consiste de sumergir la fibra en un baño de tratamiento seguido por el secado o apretado para remover el exceso como se describe en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,151,321 (otorgada a Reeves y otros) . Cuando sólo es requerido un nivel bajo de tratamiento, tales sistemas pueden resultar en una uniformida de tratamiento pobre sobre la fibra o sobre la superficie de tejido de fibra. Como un resultado de esto, es frecuentemente necesario el aumentar el nivel de tratamiento o diluir el tratamiento para formar un baño de tratamiento. El proceso de tratamiento puede entonces ser seguido por un paso de secado costoso y/o estorboso que puede impactar adversamente las propiedades físicas, tal como la resistencia, de la fibra o del tejido de fibra. Además, la aplicación de tratamientos inmiscibles múltiples puede requerir un recubrimiento de pasos múltiples y de procesos de secado múltiples.

Tradicionalmente, el tratamiento interno se ha logrado mediante el combinar un tratamiento en un polímero y mezclar el producto combinado con pelotillas de polímero no tratadas antes de la extrusión como se describe en la patente de los Estados Unidos de América No. 4.167.503 (otorgada a Cipriani) , o mediante el combinar directamente el tratamiento con el polímero fundido durante la extrusión como se describió en las patentes de los Estados Unidos de América Nos. 4,857,251 y 5,057,262 (otorgadas a Nohr y otros). Tales procesos requieren un mezclado extensivo para lograr la uniformidad del tratamiento en la fibra y tiempos de purga largos para remover el tratamiento del extrusor durante los cambios de proceso de fabricación típicos.

Un acercamiento alterno, ejemplificado por la patente de los Estados Unidos de América Nos. 5,516,476 (otorgadas a Haggard y otros) mezcla el tratamiento con el polímero fundido mediante el paso a través de los canales de mezclado en las placas de paquete de hilado inmediatamente hacia arriba de los orificios de hilado de un órgano de hilado. Este acercamiento corta el tiempo de purga pero no usa todos los tratamientos eficientemente, ya que muchos tratamientos son funcionales sólo sobre la superficie de la fibra y proporcionan poco o ningún beneficio cuando están en el interior de la fibra. Los tratamientos que no son miscibles con el polímero pueden emigrar a la superficie de la fibra con el tiempo, pero aún los tratamientos altamente migratorios pueden no difundirse a l superficie completamente. Como un resultado de esto, los niveles de tratamiento superiores son frecuentemente requerido para lograr las propiedades de fibra deseadas. Como con lo sistemas de tratamiento tópicos, los sistemas de tratamient internos pueden ser limitados al uso de un tratamiento único de mezclas de tratamientos miscibles, ya que la incorporación d tratamientos inmiscibles múltiples puede resultar e dificultades de formación de fibra y en una uniformidad d tratamiento pobre sobre la superficie de la fibra.

Por tanto, los sistemas de tratamiento tópico tradicionales están limitados en términos de uniformidad, cost y flexibilidad, pero son útiles para aplicar el tratamiento sól a la superficie de una fibra o de un tejido de fibra en donde s beneficio funcional es frecuentemente deseado. Los sistemas d tratamiento interno pueden simplificar el proceso d tratamiento, pero son frecuentemente ineficientes debido a los largos tiempos de purga de polímero o a los requerimientos d nivel de tratamiento incrementados para obtener las propiedade deseadas sobre la superficie de la fibra. Por tanto, un sistem que ofrece los beneficios de ambos el tratamiento tópico y el tratamiento interno es altamente deseable.

El arte previo no ha presentado un método ni u aparato para aplicar selectivamente uno o más tratamientos a l superficie de un polímero fundido que avanza sin el mezclado con el polímero. Tal proceso permitiría unos cambios de producto rápidos, un uso altamente eficiente del tratamiento y del polímero, el uso de tratamientos inmiscibles múltiples, requerimientos de secado mínimos, si hay algunas, interrupciones de procesamiento reducidas .

Síntesis de la Invención La presente invención proporciona una fibra tratada y un método para formar una fibra tratada. Un polímero fundido es entregado a un conjunto de hilado de fibra adaptado para formar y distribuir una corriente de polímero. Por lo menos un tratamiento es aplicado en un estado líquido a por lo menos una región sobre la superficie de la corriente de polímero fundido dentro del conjunto de hilado de fibra. Una parte sustancial del tratamiento permanece sobre la superficie de la fibra formada dentro de la región a la cual fue aplicado el tratamiento.

Cualquier polímero que es adecuado para el proceso de formación de fibra puede ser usado para formar una fibra tratada de la presente invención. Similarmente, cualquier tipo de tratamiento puede ser usado, por ejemplo, los agentes humedecedores, los tratamientos para el cuidado de la piel, los tratamientos médicos y los agentes antiestáticos, siempre que el tratamiento sea capaz de soportar las condiciones de procesamiento usadas durante los procesos de formación de fibra y no afecte adversamente la formación de fibra. El nivel de tratamiento puede variar de desde alrededor de 0.05% a alrededor de 3.0% por peso de la fibra, por ejemplo, y varía preferiblemente de desde alrededor de 0.1% a alrededor de 1.5% por peso de la fibra. El tratamiento es preferiblemente un líquido o está en la forma la cual puede ser transportada en un portador líquido, por ejemplo en un estado líquido.

En una incorporación, una o más regiones sobre la superficie del polímero fundido son tratadas con un tratamiento único o mezcla de tratamientos múltiples. La región puede ser circunferencial, por ejemplo, en una dirección alrededor de la fibra, o longitudinal por ejemplo en una dirección a lo largo de la longitud de la fibra. La región puede ser continua o discontinua. El grado de cobertura puede variar de desde poca cobertura a una cobertura completa sobre la superficie de la fibra dependiendo de los requerimientos de la aplicación particular.

En otra incorporación, son aplicados dos o más tratamientos a regiones múltiples sobre la superficie de la fibra. Las regiones pueden estar en contacto unas con otras o pueden estar separadas y ser distintas. Los tratamientos pueden ser miscibles o inmiscibles.

En aún otra incorporación, se produce una tela no tejida con regiones de fibra tratadas selectivamente. Esto es logrado a través del diseño de uno o múltiples conjuntos de hilado de fibra para tratar fibras seleccionadas o para aplicar tratamientos múltiples. Las regiones de las fibras en la tela no tejida pueden variar en un tipo de tratamiento, cantidad o grado de cobertura .

El método para formar una fibra tratada y la fibra tratada de la presente invención pueden usarse para hacer telas no tejidas para una variedad de aplicaciones. El alcance amplio de la aplicación de la presente invención será evidente para aquellos expertos en el arte de los detalles dados de aquí en adelante. Sin embargo, deberá entenderse que la descripción detallada de las incorporaciones preferidas de la presente invención se da solamente por vía de ilustración debido a que varios cambios y modificaciones muy dentro del espíritu y alcance de la invención serán evidentes a aquellos expertos en el arte a la vista de la siguiente descripción detallada.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es un método de ejemplo para formar una fibra tratada de acuerdo a la presente invención.

Las Figuras 2 (a) - 2 (d) son secciones transversales de fibra con varias configuraciones de tratamiento de acuerdo a la presente invención.

Las Figuras 3 (a) y 3 (b) son secciones transversales de fibra con regiones de tratamiento circunferencialmente continuas y circunferencialmente discontinuas, respectivamente.

Las Figuras 4 (a) y 4 (b) son vistas laterales de una fibra con una región de tratamiento longitudinalmente continua y una región de tratamiento longitudinalmente discontinua, respectivamente.

La Figura 5 es una tela no tejida de ejemplo con regiones de tratamiento múltiples las cuales pueden hacerse de acuerdo a la presente invención.

La Figura 6 es una tela no tejida de ejemplo con capas de tratamiento múltiples las cuales pueden hacerse de acuerdo a la presente invención.

Definiciones Como se usó aquí, "tratamiento" se refiere a cualquier sustancia usada para modificar las propiedades físicas o químicas de un tejido de fibra o de una fibra. Un tratamiento puede ser una sustancia única o una mezcla de dos o más sustancias. Como se usó aquí, el "tratamiento interno" se refiere a cualquier tratamiento que es esencialmente mezclado con un polímero fundido en cualquier fase durante un proceso de formación de fibra. Como se usó aquí, el término "tratamiento tópico" se refiere a cualquier tratamiento que es aplicado externamente a una fibra o a un tejido de fibra.

Como se usó aquí, el término "mezcla" significa una combinación de dos o más polímeros o tratamientos. "Miscible" e "inmiscible" describe una mezcla que tiene un valor negativo y positivo, respectivamente, para la energía libre de mezclado. Como se usó aquí, un "líquido" es cualquier sustancia no gaseosa, y no en partículas predominantemente la cual puede asumir la forma de un recipiente. Como se usó aquí, el término "estado líquido" describe una sustancia que tiene las propiedades de un líquido, incluyendo, por ejemplo, soluciones, suspensiones, emulsiones y similares.

Como se usó aquí, el término "fibra"se refiere al elemento básico de las telas y otras estructuras textiles. Una fibra es caracterizada por tener una longitud como se formó de por lo menos de alrededor de 100 veces su ancho o diámetro. Una fibra puede hacerse de un polímero natural, por ejemplo, de fibras de base de celulosa o algínicas, de un polímero sintético, por ejemplo un poliéster, polipropileno, polietileno, poliuretano, y fibras de polivinilo, o un mineral, por ejemplo vidrio. Tales fibras están discutidas en la obre Diccionario de Tecnología de Fibra y Textil de Hoechst Celanese, derechos reservados 1990 páginas 59 y 94. Como se usó aquí, el término "tela no tej ido"o "tejido" o "tejido de fibra" significa un tejido que tiene una estructura de fibras o hilos individuales los cuales están entrecolocados, pero no en una manera identificable como en una tela tejida. Como se usó aquí, el término "tejido" o "capa" cuando se usa en el singular puede tener el significado dual de un elemento único o de una pluralidad de elementos. El peso base de una tela no tejida es expresado usualmente en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrado (gsm) y el diámetro de fibra es usualmente expresado en mieras. (Nótese que para convertir de onzas por yarda cuadrada a gramos por metro cuadrado, debe multiplicarse onzas por yarda cuadrada por 339.1). Otra expresión frecuentemente usada del diámetro de fibra es "denier" la cual es definida como gramos por 9,000 metros de una fibra y puede calcularse como un diámetro de fibra en mieras cuadradas (µm) , multiplicado por la densidad en gramos/centímetro cúbico, multiplicado por 0.00707. Un denier más bajo indica una fibra más fina y un denier superior indica una fibra más gruesa o más pesada. Por ejemplo, el diámetro de una fibra de polipropileno dado como de 15 mieras (µm) puede convertirse a denier mediante el poner al cuadrado, multiplicando el resultado por 0.89 gramos por centímetro cúbico y multiplicando por 0.00707. Por tanto, una fibra de polipropileno de 15 mieras (µm) tiene un denier de alrededor de 1.42 (152 x 0.89 x 0.00707 = 1.415). Afuera de los Estados Unidos de América, la unidad de medición es más comúnmente el "tex", el cual es definido como los gramos por kilómetro de fibra. El tex puede calcularse como denier/9.

Como se usó aquí, el término "fibras unidas con hilado" se refiere a fibras de diámetro pequeño las cuales son formadas mediante el extruir el material termoplástico fundido como filamentos desde una pluralidad de vasos capilares usualmente circulares y finos de un órgano de hilado con el diámetro de los filamentos extruidos entonces siendo rápidamente reducido tal como se indica por ejemplo, en las Patentes de los Estados Unidos de América Nos. 4,340,563 otorgada a Appel y otros, y 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros, 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros, 3,338,992 y 3,341,394 otorgadas a Kinney, 3,502,763 otorgada a Hartman, y 3,542,615 otorgada a Dobo y otros . Los contenidos de cada una de las patentes anteriores son incorporadas aquí por referencia en su totalidad. Las fibras unidas con hilado no son generalmente pegajosas cuando éstas están son depositadas sobre una superficie recolectora. Las fibras unidas con hilado son generalmente continuas y tienen diámetros promedio (desde una muestra de por lo menos 10) más grandes de 7 mieras (µm) frecuentemente de entre alrededor de 10 y 20 mieras (µm) .

Como se usó aquí, el término "coform" significa un proceso en el cual por lo menos una cabeza de matriz de soplado con fusión está arreglada cerca de un conducto a través del cual son agregados otros materiales al tejido de fibra mientras que se forma el tejido. Tales otros materiales pueden ser pulpa, partículas superabsorbentes, celulosa o fibras básicas, por ejemplo. Los procesos coform están mostrados en las patentes de los Estados Unidos de América comúnmente cedidas Nos. 4,818,464 otorgada a Lau y 4,100,324 otorgada a Anderson y otros cuyos contenidos completos se incorporan aquí en su totalidad. Los tejidos producidos por el proceso coform, son generalmente mencionados como materiales coform.

Como se usó aquí, el término "fibras sopladas con fusión" significa fibras formadas mediante el extruir un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos, usualmente circulares, como hilos o filamentos fundidos adentro de corrientes de gas (por ejemplo de aire) , usualmente caliente y a alta velocidad y convergentes las cuales atenúan los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, el cual puede ser a un diámetro de microfibra. Después, las fibras sopladas con fusión son llevadas por la corriente de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras sopladas con fusión y dispersadas al azar. Tal proceso está descrito, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos de América No. 3,849,241 otorgada a Butin y otros e incorporada aquí en su totalidad. Las fibras sopladas con fusión las cuales pueden ser continuas o discontinuas, son generalmente más pequeñas de 10 mieras en diámetro promedio y son frecuentemente pegajosas cuando se depositan sobre una superficie recolectora.

Como se usó aquí, el término "microfibra significa fibras de diámetro pequeño que tienen un diámetr promedio no mayor de alrededor de 25 mieras (µm) , por ejemplo, que tienen un diámetro promedio de desde alrededor de 0.5 miera (µm) a alrededor de 20 mieras (µm) o más particularment microfibras que pueden tener un diámetro promedio de desd alrededor de 2 mieras (µm) a alrededor de 10 mieras (µm) .

Como se usó aquí, el término "fibras d monocomponente" se refiere a fibras formadas de uno o má extrusores empleando sólo un polímero. Esto no quiere decir qu se excluyan fibras formadas de un polímero al cual se ha agregado cantidades pequeñas de aditivos para colores, propiedades antiestáticas, lubricación, hidrofília, etc. Esto aditivos, por ejemplo el dióxido de titanio para los colores están normalmente presentes en una cantidad de menos de 5% po peso y más típicamente de alrededor de 2% por peso.

Como se usó aquí, el término "fibras conjugadas se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo meno dos polímeros extruidos de extrusores separados pero hilada juntas para formar una fibra. Las fibras conjugadas tambié algunas veces se mencionan como "fibras de multicomponente" "fibras de bicomponente" . Los polímeros son usualment diferentes unos de otros aún cuando las fibras conjugadas puede ser fibras de monocomponente. Los polímeros están arreglados e zonas distintas colocadas en forma esencialmente constante través de la sección transversal de las fibras conjugadas y se extienden continuamente a lo largo de la longitud de las fibras conjugadas. La configuración de tal fibra conjugada puede ser, por ejemplo, de un arreglo de vaina-núcleo en donde un polímero está rodeado por otro o puede ser un arreglo de lado por lado, un arreglo de pastel o un arreglo de "islas en el mar". Las fibras conjugadas se enseñan en las Patentes de los Estados Unidos de América Nos. 5,108,820 otorgada a Kaneko y otros, 4,795,668 otorgada a Krueger y otros, y 5,336,552 otorgada a Strack y otros. Las fibras conjugadas también se enseñan en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,382,400 otorgada a Pike y otros y pueden ser usadas para producir el rizado en las fibras mediante el emplear las diferentes tasas de expansión y contracción de los dos polímeros (o más) . Las fibras rizadas también pueden ser producidas por medios mecánicos y por el proceso de la Patente Alemana DT 25 13 251 Al. Para las fibras de dos componentes, los polímeros pueden estar presentes en proporciones de 75/25, 50/50, 25/75 o cualesquier otras proporciones deseadas. Las fibras también pueden tener formas tales como aquellas descritas en las Patentes de los Estados Unidos de América No. 5,277,976 otorgada a Hogle y otros, 5,466,410 otorgada a Hills, y 5,069,970 y 5,057,368 otorgadas a Largman y otros, las cuales describen fibras con formas no convencionales .

Como se usó aquí, el término "fibras de biconstituyente" se refiere a las fibras las cuales han sido formadas de por lo menos dos polímeros extruidos del mismo extrusor como una mezcla. Las fibras de biconstituyente no tienen los varios componentes de polímero arreglados en zonas distintas colocadas en forma relativamente constante a través del área en sección transversal de la fibra y los varios polímeros son usualmente no continuos a lo largo de la longitud completa de la fibra, en vez de esto usualmente formando fibrillas o protofibrillas las cuales inician y terminan al azar. Las fibras de biconstituyente son algunas veces también mencionadas como "fibras de multiconstituyentes" . Las fibras de este tipo general son discutidas en, por ejemplo, las patentes de los Estados Unidos de América Nos. 5,108,827 y 5,294,482 otorgadas a Gressner. Las fibras de bicomponentes y de biconstituyentes también están discutidas en el libro de texto Mezclas y Compuestos de Polímero de John A. Manson y Leslie H. Sperling, derechos reservados 1976 por Plenum Press, una división de Plenum Publishing Corporation, de New York, IBSN 0-306-30831-2, páginas 273 a 277.

Como se usó aquí, el término "polímero" generalmente incluye pero no se limitan a homopolímeros, copolímeros, tal como copolímeros de bloque, de injerto, al azar y alternantes, terpolímeros, etc., y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que se limite específicamente de otra manera, el término "polímero" incluirá todas las configuraciones geométricas de la molécula. Estas configuraciones incluyen, pero no se limitan a las simetrías isotáctica, sindiotáctica, y al azar.

Como se usó aquí y en las reivindicaciones, e término "comprendiendo" es inclusivo o de extremo abierto y n excluye los elementos no recitados adicionales, los componente de composición o los pasos del método.

Descripción Detallada de la Invención Refiriéndonos a la figura 1, un polímer derretido 10 es entregado a un conjunto de hilado de fibra 12, el cual generalmente contiene una serie de placas d distribución delgadas (no mostradas) que tiene canales para l distribución y orificios para el paso a través de las mismas. Una corriente de tratamiento 14 es puesta en el conjunto d hilado de fibra y es entregada al perímetro de los orificios través del conducto 16. Los canales y los orificios usados par entregar el polímero son separados de aquellos usados para e tratamiento, de manera que no haya un mezclado del tratamiento del polímero fundido. En un punto antes de en donde l corriente de polímero entra en la placa final 18, conocida com la placa de órgano de hilado, el tratamiento es puesto e contacto con el polímero fundido de manera que el tratamiento e aplicado a una o más regiones sobre la superficie de l corriente de polímero fundido. El polímero tratado entonces e pasado a través de un orificio 20 en la placa de órgano de hila y es formada una fibra tratada 22. Una fibra similar serí formada con el paso a través del orificio 24 en la placa de órgano de hilar, pero no está ilustrada para propósitos de claridad. Una parte sustancial del tratamiento permanece sobre la superficie de la fibra dentro de la región tratada, resultando en un uso más eficiente del tratamiento en comparación con los métodos de tratamiento tópicos o internos.

La fibra puede entonces ser recolectada combinada con otras fibras para formar una tela no tejida, un hilo o similares. Si se desea, el conjunto de hilado de fibra puede ser diseñado para aplicar el tratamiento sólo a las fibras en cierta región o capas de la tela no tejida resultante, o para crear regiones sobre la tela no tejida con grados o tipos variables de fibras tratadas. Los ejemplos de tales procesos de tela no tejida que pueden ser útiles en la presente invención incluyen los procesos de soplado con fusión, los procesos de unión con hilado, los procesos de coformación y los procesos de tejido cardado y unido. Otros procesos útiles serán evidentes para aquellos expertos en el arte.

La tela no tej ida formada de las fibras de la presente invención puede ser una mezcla de varios tipos de fibras con o sin partículas. Para un ejemplo de tal mezcla, se hace referencia a un proceso en el cual las fibras elastoméricas y no elastoméricas son trituradas para formar un tejido coherente único de fibras dispersadas al azar. Otro ejemplo de tal tej ido sería uno hecho por una técnica tal como se describió en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,741,949 otorgada a Morman y otros, la cual describe un material no tejido el cual incluye una mezcla de fibras termoplásticas sopladas con fusión y otros materiales. Las fibras y otros materiales son combinados en la corriente de gas en la cual las fibras sopladas con fusión son llevadas de manera que ocurre un enredado íntimo de las fibras sopladas con fusión y otros materiales antes de la recolección de las fibras sobre un dispositivo recolector para formar un tejido coherente de fibras dispersadas al azar. Los ejemplos de algunas partículas que pueden ser usadas incluyen, pero no se limitan a la pulpa de madera, las fibras o partículas básicas, tal como el carbón activado, las arcillas, los almidones, o las partículas hidrocoloidales (de hidrogel) comúnmente mencionadas como materiales superabsorbentes .

La fibra de la presente invención puede ser formada de cualesquier polímero termoplástico adecuado o mezcla que contiene el mismo y puede ser de monocomponente, conjugada o de biconstituyente. Los polímeros útiles incluyen las poliolefinas, el polietileno, el polipropileno y el polibuteno, los copolímeros de etileno, los copolímeros de propileno y los copolímeros de buteno, el polietileno de alta densidad, el polietileno de baja densidad, y el polietileno de baja densidad lineal. Otros polímeros termoplásticos adecuados incluyen el celofán, el acetato de polivinilo, el alcohol polivinílico, la policaprolactama, el poliéster, la poliamida, el tereftalato de polietileno, el tereftalato de polibutileno, e politetrafluoroetileno, o mezclas o coextrusiones de uno o má de éstos materiales.

La fibra de la presente invención también pued ser formada de un polímero termoplástico elastomérico tal com un copblímero de bloque que incluye poliuretanos; elastómero copoliéster como copolieteresteres; copolímeros de bloque d poliéter poliamida; copolímeros de etileno y por lo menos u monómero de vinilo, por ejemplo, acetatos de vinilo tal com acetato de vinilo etileno (EVA) , ácidos monocarboxílicos, alifáticos insaturados, y esteres de tales ácido monocarboxílicos; copolímeros de bloque que tienen la formul general A-B-A', A-B o A-B-A-B como copoli (estireno/etileno butileno), estireno-poli (etileno-propileno) -estireno, estireno poli (etileno-butileno) -estireno, (poliestireno/poli (etileno butileno) /poliestireno, poli (estireno/etileno butileno/estireno) , poliestireno-poli (etileno-propileno) poliestireno-poli (etileno-propileno) y similares. También l nueva clase de polímeros mencionados como polímeros catalizado de sitio único tal como "polímeros de metaloceno" producidos d acuerdo a un proceso de metaloceno también son útiles. Par una descripción más detallada de los polímeros de metaloceno el proceso para producir los mismos los cuales son útiles en l presente invención véase la solicitud de patente del tratado d cooperación de patentes cedida comúnmente No. WO 98/29246 d Gwaltney y otros, la cual es incorporada aquí por referencia en su totalidad.

El método de la presente invención ofrece un alto grado de flexibilidad en la formación de una fibra tratada. Las configuraciones de tratamiento que pueden ser formadas están limitadas sólo por la capacidad para construir placas de hilado con orificios dimensionados suficientemente y mediante la habilidad de medir exactamente un nivel -de tratamiento particular para el conjunto de hilado de fibra. El grosor y el grado de cobertura del tratamiento sobre la superficie de la fibra es determinado por la tasa de flujo del tratamiento medido para el conjunto de hilado de fibra y las dimensiones del área de contacto entre el tratamiento y la corriente de polímero fundido que avanza. El nivel de tratamiento puede variar, por ejemplo, de desde alrededor de 0.05% a alrededor de 3.0% por peso de la fibra, preferiblemente varía de desde alrededor de 0.1% a alrededor de 1.5% por peso de la fibra. El tratamiento es preferiblemente un líquido o en una forma la cual puede ser transportada en un portador de líquido, por ejemplo en un estado líquido.

Las figuras 2 (a) - 2 (d) generalmente ejemplifican algunas configuraciones de tratamiento de fibra potenciales. Para los propósitos de claridad, las ilustraciones incluidas aquí no son dibujadas a escala. La figura 2 (a) generalmente muestra una sección transversal de una fibra 24 que tiene una región de tratamiento única 26 en la cual el tratamiento pued ser un tratamiento o una mezcla de dos o más tratamientos. L figura 2 (b) generalmente muestra una sección transversal d una fibra 28 que tiene dos regiones de tratamiento 30 y 30' co un tratamiento único. La figura 2 (c) generalmente muestra un sección transversal de una fibra 32 que tiene dos regiones d tratamiento 34 y 36 con dos tratamientos diferentes. La figur 2 (d) muestra generalmente una sección transversal de una fibr 38 con regiones de tratamiento múltiples 40, 42, 44 y 44' tratamientos múltiples. La región tratada 50 puede se continua alrededor de la circunferencia de una fibra 52 (figur 3 (a) ) o puede consistir -de regiones múltiples generalment separadas y distintas 56 y 56' sobre la superficie de una fibr 54 (figura 3 (b) ) . La región tratada 60 sobre la superficie d una fibra 62 puede ser generalmente continua en una dimensió longitudinal, por ejemplo, a lo largo de la longitud de un fibra, como en la figura 4 (a) o en las regiones tratadas 6 sobre la superficie de una fibra 66 puede ser generalment discontinua en una dimensión longitudinal como en la figur 4 (b) .

En general, cualquier tratamiento que es capaz d mantener un estado líquido a la temperatura alcanzada en e proceso formador de fibra y el cual no afecta adversamente l capacidad para formar una fibra puede ser usado para imparti una propiedad a la tela no tejida o a la fibra resultante. La temperaturas de proceso de formación de fibra típicas para lo termoplásticos de poliolefina, por ejemplo varían de desd alrededor de 149° C a alrededor de 288° C. El tratamiento e preferiblemente benéfico sobre la superficie exterior de l fibra y suficientemente compatible con el polímero de maner que éste no tenga una tendencia a espumar y escurrir afuera d la fibra o evaporarse de la superficie de la fibra. Lo ejemplos de tales tratamientos posibles incluyen pero no s limitan a estabilizadores, deslustrantes, retardadores d flama, rellenadores, agentes antimicrobiales, abrillantadore ópticos, extendedores, colorantes, lubricantes, agente antiestáticos, repelentes de alcohol, suavizadores, repelente de suciedad, agentes humedecedores, auxiliares d procesamiento, y otras químicas funcionales.

Algunos tratamientos pueden ser seleccionados po su capacidad para esparcirse a través de la superficie de un fibra. Un tratamiento altamente móvil, por ejemplo, un agent de humedecimiento de poliéter silicona, aplicado a regione estrechas sobre la corriente de polímero fundida se esparcirá través de la superficie de la fibra con el tiempo. Por tanto, un nivel bajo de tratamiento altamente móvil puede ser aplicad en, por ejemplo, una configuración de región de tratamient dual para formar una fibra tratada con una capa muy delgada d tratamiento y un alto grado de cobertura. Por tanto, s requiere menos tratamiento para formar una capa muy delgada d tratamiento sobre la superficie completa de la fibra que lo qu se requeriría usando un proceso de tratamiento intern tradicional. Además la uniformidad se mejora sobre aquella la cual puede ser obtenida usando un método de tratamiento tópico tradicional.

Con algunos tratamientos, sin embargo, puede ser deseable el obtener un alto grado de cobertura de la superficie a la fibra. Por ejemplo, en aplicaciones médicas, tal como cubiertas quirúrgicas y prendas como es necesario el obtener propiedades de barrera a líquido altas además de la conductividad eléctrica. El uso de un repelente de alcohol (por ejemplo un fluoroquímico) y un agente antiestático (por ejemplo el éster de fosfato de alquilo puede ser apropiado para tal aplicación. Una desventaja de muchos agentes antiestáticos es la de que tales tratamientos también son agentes humedecedores; por tanto, usando ciertos agentes antiestáticos se pueden comprometer las propiedades de barrera de la prenda o de la tela no tejida. Con la presente invención, sin embargo, un nivel bajo de un agente antiestático puede ser aplicado a una región estrecha y discreta sobre la fibra mientras que un nivel superior de un tratamiento repelente de alcohol puede ser aplicado a una segunda región discreta sobre la fibra, creando una trayectoria conductora necesaria para la conductividad eléctrica sin inhibir esencialmente las propiedades de barrera de la prenda o de la tela no tejida.

El método de la presente invención puede ser usado para producir fibras de tela no tejida con una flexibilidad similar en una configuración y cobertura de tratamiento global. La figura 5 generalmente muestra una tela no tejida 70 con las fibras tratadas 72 (región de tratamiento único) y 74 (dos regiones de tratamiento) en áreas seleccionadas 76 y 78, respectivamente, hechas de acuerdo a la presente invención, y un área 80 del no tejido en el cual las fibras 82 no son tratadas. Los ejemplos de las aplicaciones en las cuales tales telas no tejidas pueden encontrar uso incluyen, pero no se limitan a los artículos para el cuidado personal en los cuales puede ser deseable el tener una o más regiones tratadas con un agente humedecedor para la permeabilidad al líquido, vendajes para el cuidado de heridas, en los cuales puede ser deseable el tener una o más regiones tratadas con tratamientos médicos (por ejemplo agente antibacterial) u otros tratamientos para el cuidado de la piel (por ejemplo aloe) , y en telas médicas (por ejemplo prendas o cubiertas quirúrgicas) , en las cuales puede ser deseable el tener una o más regiones con diferentes grados o tipos de tratamientos después del coeficiente de fricción o de propiedades antiestáticas.

La figura 6 generalmente muestra una tela no tejida 90 en la cual las capas 92 y 94 de la tela no tejida tienen diferentes tipos de tratamiento y/o configuraciones. La capa superior 92 tiene dos secciones 96 y 96' en las cuales las fibras 98 y 98' están tratadas en una región de tratamiento único sobre la fibra y un área central 100 en la cual cada fibra 102 no está tratada. La capa inferior 94 tiene do secciones 102 y 102' en las cuales las fibras 104 y 104' n están tratadas y un área central 106 en la cual cada fibra 108 está tratada en dos regiones de tratamiento. Los ejemplos d las aplicaciones en las cuales tal tela no tejida pued encontrar un uso incluyen, pero no se limitan a artículos par el cuidado personal en los cuales los niveles variables d agentes humedecedores pueden ser aplicados a dos o más capa para crear un gradiente de energía de superficie par incrementar la permeabilidad al líquido o en la cual puede se deseable el tener una capa tratada con un tratamiento para e cuidado de la piel (por ejemplo aloe) o un tratamiento médic (por ejemplo antibacterial) y una capa adicional que e hidrofílica, y prendas médicas, para por ejemplo bata quirúrgicas en las cuales puede ser deseable el tener un superficie que sea repelente a la sangre y/o al alcohol y un capa adicional que sea antiestática.

La presente invención está además descrita en lo siguientes ejemplos y en el ejemplo comparativo los cuales so proporcionados para demostrar las ventajas de la present invención. El ejemplo está presentado solamente par propósitos de ilustración y no debe considerarse como qu limita la invención. Deberá entenderse por aquellos experto en el arte que los parámetros de la presente invención variará algo de aquellos proporcionados en el siguiente ejempl dependiendo del equipo de procesamiento particular que e usado. Se intenta el incluir dentro de la invención como se define por las reivindicaciones todas las alternativas, modificaciones, y equivalentes para aquellos elementos que están especialmente descritos.

Ejemplo Las muestras de tela no tejida unida con hilado de polipropileno fueron preparadas en un equipo piloto de 35.6 centímetros de ancho usando un proceso de formación de fibra similar a aquel descrito en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,802,817 (otorgada a Matsuki y otros) para demostrar la eficiencia mejorada y el desempeño de la presente invención. Un agente humedecedor a base de hidrocarburo, Atmer 688 disponible de ICI Surfactants, Inc., de Wilmington, Delaware, fue seleccionado como el tratamiento por su habilidad para soportar las temperaturas de procesamiento de alrededor de 221° C.

Después de que el polímero fundido ha pasado a través del conjunto de hilado de fibra, las fibras fueron colocadas sobre un alambre en movimiento y se unieron de punto térmicamente para formar una tela no tejida. El material no tejido resultante tiene un peso base de alrededor de 45.8 gramos por metro cuadrado y un denier de alrededor de 2.5. Las muestras fueron evaluadas respecto de su humectabilidad en agua mediante el colocar la muestra sobre una superficie plana y usando una pipeta desechable para colocar unas cuantas gotas d agua destilada sobre la muestra. En general, un sustrat altamente humedecible permitirá a las gotas de agua e humedecer instantáneamente las fibras y el pasar a través de no tejido. Los resultados de la evaluación están resumidos e la Tabla 1.

Las muestras 1 y 2 fueron producidas de acuerdo la presente invención usando una bomba de desplazamient positivo para dosificar precisamente el tratamiento bajo alt presión para el conjunto de hilado de fibra a través de un tubería de suministro calentada. El tratamiento fue entonce dosificado para los orificios individuales usando una serie d placas de distribución delgadas. Los niveles de tratamiento d alrededor de 0.25% y alrededor de 0.50% por peso de la fibr fueron aplicados a las corrientes de polímero fundida individuales usando una configuración de región de tratamient dual continua para producir las muestras 1 y 2, respectivamente. Al contacto con el agua, las telas no tejida resultantes exhibieron un humedecimiento instantáneo.

Las muestras 3 y 4 fueron producidas de acuerdo los métodos de tratamiento interno tradicionales mediante e mezclar el tratamiento con el polímero fundido a niveles d alrededor de 1% y de alrededor de 2% por peso, respectivament de la fibra. Los tratamientos y el polímero fundido fuero altamente mezclados antes de entrar en el conjunto de hilado d fibra. Cuando las telas no tejidas resultantes se pusieron en contacto con el agua, ni la muestra 3 ni la muestra 4 exhibieron ningún grado de humectabilidad.

Tabla Los resultados de la evaluación demuestran que tratamiento puede ser aplicado a la superficie de una corriente de polímero fundida que avanza antes de salir de un conjunto de hilado de fibra. A niveles de tratamiento de cuatro y ocho veces superiores que aquellos aplicados de acuerdo a la presente invención, la tela no tejida tratada internamente no exhibió un grado de humedecimiento. Por tanto, aún a niveles de tratamiento altos las muestras 3 y 4 no tuvieron una cantidad suficiente de tratamiento sobre la superficie de las fibras para impactar el humedecimiento a la tela no tejida.

El método de la presente invención ofrece una ventaja significante sobre los sistemas de tratamiento internos actuales, ya que los tratamientos no tienden a emigrar a la superficie de la fibra que puede usarse para impartir exitosamente la propiedad deseada a la fibra sin usar niveles de tratamiento muy altos o tener que esperar para que el tratamiento emigre a la superficie de la fibra con el tiempo. Adicionalmente, aún cuando el uso de un tratamiento altamente migratorio, un nivel de tratamiento inferior puede ser usado para lograr los mismos resultados como se obtendrían con un nivel de tratamiento superior incorporado en la fibra de tela no tejida como un aditivo interno.

Habiendo por tanto descrito la invención e detalle, deberá ser evidente el que pueden hacerse varias modificaciones en la presente invención sin departir del espíritu y alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (27)

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

1. Un método para formar una fibra tratada que comprende : a) proporcionar un polímero fundido; b) entregar dicho polímero fundido a un conjunto de hilado de fibra adaptado para formar y distribuir una corriente de polímero fundido; y c) aplicar un tratamiento en un estado líquido a por los menos una región sobre la superficie de la corriente de polímero fundido dentro de dicho conjunto de hilado de fibra, de manera que una parte sustancial de dicho tratamiento permanece sobre la superficie de la fibra resultante dentro de dicha región tratada.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho tratamiento tiene u punto de ebullición de por lo menos de alrededor de 149° C.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho tratamiento es aplicado a un nivel de alrededor de 0.05% a alrededor de 3% por peso de la fibra.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho tratamiento es aplicado a un nivel de alrededor de 0.1% a alrededor de 1.5% por peso de la fibra.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho tratamiento es aplicado la superficie de dicha corriente de polímero fundido en más de una región distinta sobre la superficie de dicha corriente de polímero fundido.

6. El método tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque más de un tratamiento es aplicado a la superficie de dicha corriente de polímero fundid en más de una región distinta sobre la superficie de dich corriente de polímero fundido.

7. El método tal y como se reivindica en l cláusula 6, caracterizado porque dichos tratamientos so miscibles.

8. El método tal y como se reivindica en l cláusula 6, caracterizado porque dichos tratamientos so inmiscibles .

9. Una fibra que tiene por lo menos u tratamiento hecho por el proceso que comprende : a) proporcionar un polímero fundido; b) entregar dicho polímero fundido a un conjunt de hilado de fibra adaptado para formar y distribuir un corriente de polímero fundido; y c) aplicar por lo menos un tratamiento en u estado líquido a por los menos una región sobre la superficie d dicha corriente de polímero fundido dentro de dicho conjunto d hilado de fibra, de manera que una parte sustancial de dich tratamiento permanece sobre la superficie de la fibra resultant dentro de dicha región tratada.

10. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento tiene u punto de ebullición de por lo menos de alrededor de 149° C.

11. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque comprende alrededor de 0.05% alrededor de 3% por peso de tratamiento por peso de dicha fibra.

12. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque comprende alrededor de 0.1% alrededor de 1.5% por peso de tratamiento por peso de dich fibra.

13 La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento es aplicado la superficie de dicha corriente de polímero fundido en más de una región distinta sobre la superficie de dicha corriente d polímero fundido.

14. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque más de un tratamiento es aplicado a la superficie de dicha corriente de polímero fundid en más de una región distinta sobre la superficie de dich corriente de polímero fundido.

15. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 14, caracterizada porque dichos tratamientos so miscibles .

16. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 14, caracterizada porque dichos tratamientos so inmiscibles .

17. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque dicho polímero fundid comprende una poliolefina.

18. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento comprende u agente humedecedor.

19. La fibra tal y como se reivindica en la cláusula 18, caracterizada porque dicho tratamiento comprende un poliéter de silicona.

20. La fibra tal y como se reivindica en la cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento comprende un agente antiestático.

21. La fibra tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizada porque dicho tratamiento comprende un éster de alquil fosfato.

22. La fibra tal y como se reivindica en la cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento comprende u tratamiento para el cuidado de la piel .

23. La fibra tal y como se reivindica en la cláusula 22, caracterizada porque dicho tratamiento comprende aloe.

24. La fibra tal y como se reivindica en la cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento comprende u tratamiento medicinal .

25. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 9, caracterizada porque dicho tratamiento comprende u repelente de alcohol .

26. La fibra tal y como se reivindica en l cláusula 25, caracterizada porque dicho tratamiento comprende u fluoroquímico.

27. Un aparato para formar una fibra tratada qu comprende : a) medios para proporcionar un polímero fundido b) medios para entregar dicho polímero fundid a un conjunto de hilado de fibra adaptado para formar distribuir una corriente de dicho polímero fundido; y c) medios para aplicar un tratamiento en u estado líquido a por los menos una región sobre la superficie d dicha corriente de polímero fundido dentro de dicho conjunto d hilado de fibra, de manera que una parte sustancial de dich tratamiento permanece sobre la superficie de la fibra resultant dentro de dicha región tratada. R E U M E N La presente descripción está dirigida a un métod para formar una fibra tratada. Un polímero fundido es entregad a un conjunto de hilado de fibra adaptado para formar distribuir corrientes de polímero. Por lo menos un tratamient es aplicado en un estado líquido a por lo menos una región sobr la superficie de por lo menos una corriente de polímero fundid dentro del conjunto de hilado de fibra. Una parte sustancial del tratamiento permanece sobre la superficie de la fibr resultante dentro de la región tratada. Una o más regione sobre la superficie del polímero fundido pueden ser tratadas co uno o múltiples tratamientos. El grado de cobertura pued variar desde poca cobertura a una cobertura completa de l superficie de fibra. Las regiones tratadas pueden estar e contacto unas con otras o pueden ser separadas y distintas. Un tela no tejida puede ser producida con regiones de fibr tratadas selectivamente mediante el diseñar uno o más conjunto de hilado de fibra para tratar fibras seleccionadas o par aplicar tratamientos múltiples. Las regiones de la tela n tejida pueden variar en tipo, cantidad o grado de cobertura d tratamiento . O .¡Z Q>0