MXPA03003154A - Fbiras textiles hechas de polipropileno reforzado. - Google Patents

Abstract

Una fibra textil que incluye polipropileno mezclado con un modificador de impacto. El modificador de impacto puede ser menos de 10%por peso de la composición. Los ejemplos de los modificadores de impacto adecuados incluyen etileno-propileno-dieno-monómero, (EPDM) estireno/etileno-co-butadieno/estireno (SEBS), y estireno-poli(etileno-propileno)-estireno-poli (etileno-propileno), (SEPSEP). La fibra textil puede ser usada para formar una fibra unida con hilado, una fibra corta, un hilo de fibras múltiples, una tela de punto, una tela tejida o una tela no teji

Description

FIBRAS TEXTILES HECHAS DE POLIPROPILENO REFORZADO CAMPO DE LA INVENCION Esta invención está dirigida a fibras textiles que incluyen polipropileno y un modificador de impacto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las fibras textiles incluyen un amplio rango de fibras que pueden integrarse en un más amplio rango de telas. Por ejemplo, las fibras textiles pueden incluir fibras unidas con hilado y fibras básicas, y pueden integrarse en hilados, en tejidos, telas tejidas, y telas no tejidas, de múltiples fibras, para nombrar algunas. El pequeño tamaño de la fibra y la alta resistencia de tensión son propiedades deseables de las fibras textiles .

Un problema común que se presenta durante el proceso de hacer típicas fibras textiles de polipropileno es un fenómeno comúnmente referido como "encordar" . El encordado ocurre durante el proceso de combinar mezclas de copolímero/polipropileno en donde las mezclan poseen elasticidad fundida. Más particularmente, el encordado se refiere a un rompimiento de fibra por debajo del tiro de regreso automático del fardo hacia el fardo, por tanto enredando las fibras adicionales .

No solo son las fibras textiles de polipropileno difíciles de fabricar, sino que las fibras mismas pueden ser difíciles de trabajar con ellas. Los modificadores de impacto son típicamente añadidos al polipropileno para proporcionar una dureza aumentada y una resistencia al impacto. Sin embargo, tales modificadores de impacto típicamente debilitan la resistencia de tensión de las fibras.

Hay una necesidad o deseo en la industria de las fibras textiles por fibras que tengan alta resistencia de tracción. Hay también una necesidad o deseo por fibras textiles que son fáciles de fabricar.

SINTESIS DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a fibras textiles hechas de polipropileno reforzado. El polipropileno está reforzado con un modificador de impacto. Ejemplos de adecuados modificadores de impacto incluyen a monómero-etileno-pro ileno-dieno (EPDM) , estireno-etileno-co-butadieno/estireno (SEBS) , y estireno-poli (etileno-propileno) -estireno-poli (etileno-propileno) (SEPSEP) . Estos modificadores son efectivos cuando están presentes en alrededor de 1-10% por peso del compuesto. Las fibras por tanto preparadas tienen mayor resistencia y alargamiento al rompimiento comparadas al polipropileno solo.

Las fibras de esta invención carecen de la elasticidad de derretido comparadas con otras mezclas de modificador de impacto de polipropileno, por tanto, evitando cualquier "encordado" durante el proceso de fabricación. El modificador de impacto usado en esta invención crea un efecto plastificante que permite a las cadenas de polipropileno el deslizarse más fácilmente. Otro atributo de las fibras de esta invención es una mejorada suavidad de la tela resultante de la adición del modificador de impacto.

Con lo anterior en mente, es una característica y una ventaja de la invención el proporcionar fibras textiles que tienen alta resistencia de tracción.

Es otra característica y ventaja de la invención el proporcionar fibras textiles que son fáciles de fabricar.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración de un proceso de sacado mecánico para hacer fibras textiles incluyendo polipropileno y un modificador de impacto; La Figura 2 es una ilustración de un proceso de sacado neumático para hacer fibras textiles incluyendo polipropileno y un modificador de impacto; La Figura 3 es una ilustración de una configuración de enhebrado directo, templado por aire, del proceso de la invención; La Figura 4 es una ilustración de una configuración de enrollado enhebrado, templado por aire, del proceso de la invención; La Figura 5 es una ilustración de una configuración de enhebrado directo templado por agua, del proceso de la invención; y La Figura 6 es una ilustración de una configuración de enhebrado enrollado, templado por agua, del proceso de la invención.

DEFINICIONES Dentro del contexto de esta especificación, cada término o frase a continuación incluirá el siguiente significado o significados.

"Elastomérico" se refiere a un material o compuesto que puede ser alargado por al menos 50 por ciento de su longitud relajada y que se recobrará, con la liberación de la fuerza aplicada, al menos 40 por ciento de su alargamiento. Es generalmente preferible que el material o compuesto elastomérico sea capaz de ser alargado por al menos 100 por ciento, más preferiblemente por al menos 300 por ciento, de su longitud relajada y recuperar, con la liberación de una fuerza aplicada, al menos 50 por ciento de su alargamiento.

Las "fibras sopladas con fusión" significan las fibras formadas por la extrusión de un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos y usualmente circulares con hebras o filamentos fundidos a adentro de chorros de gas calentados a alta velocidad (por ejemplo, aire) y convergentes que atenúan los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que puede ser a un diámetro de microfibra. Después de esto, las fibras sopladas con fusión son llevadas por el chorro de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras sopladas con fusión dispersadas al azar. Tal proceso es descrito por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 3,849,241 otorgada a Butin y otros. Las fibras sopladas con fusión son microfibras que pueden ser continuas o discontinuas, son generalmente más pequeñas que alrededor de 0.6 decitex, y son generalmente auto unidas cuando son depositadas sobre una superficie recolectora. Las fibras sopladas con fusión usadas en la presente invención son preferiblemente sustancialmente continuas en longitud.

Los "polímeros" incluyen, pero no son limitativos a, homopolímeros , copolímeros , tales como, por ejemplo, bloque, injerto, al azar y copolímeros alternativos, terpolímeros , etc., y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que de otra forma se limiten específicamente, el término "polímero" deberá incluir todas las configuraciones geométricas posibles del material. Estas configuraciones incluyen, pero no son limitadas a simetrías isotácticas, sindiotácticas , y atácticas .

Las "fibras unidas con hilado" se refieren a las fibras de diámetro pequeño que son formadas por la extrusión de un material termoplástico fundido como filamentos a través de una pluralidad de vasos capilares de un hilador finos que tienen una configuración circular o de otra forma, con el diámetro de los filamentos extruidos siendo rápidamente reducidos como, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 4,340,563 otorgada a Appel y otros, y la patente de los Estados Unidos de América número 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros, la patente de los Estados Unidos de América número 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros, las patentes de los Estados Unidos de América números 3,338,992 y 3,341,394 otorgada a Kinney, la patente de los Estados Unidos de América número 3,502,763 otorgada a Hartmann, la patente de los Estados Unidos de América número 3,502,538 otorgada a Petersen, y la patente de los Estados Unidos de América 3,542,615 otorgada a Dobo y otros, cada una de las cuales es incorporada aquí en su totalidad como referencia. Las fibras unidas con hilado son templadas y generalmente no son pegajosas cuando son depositadas sobre una superficie recolectora. Las fibras unidas con hilado son generalmente continuas y con frecuencia tienen un promedio de deniers más grande de alrededor de 0.3 decitex, más particularmente, entre alrededor de 0.6 y 10 decitex.

El "termoplástico" describe un material que se suaviza cuando se expone al calor y que sustancialmente regresa a una condición no suavizada cuando se enfría a temperatura ambiente .

Estos términos pueden definirse con lenguaje adicional en las partes restantes de la descripción.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS INCORPORACIONES PREFERIBLES Las fibras textiles de la invención incluyen al polipropileno reforzado. El "polipropileno" se refiere a homopolímeros de propileno así como a copolímeros que contienen más de alrededor de 10% por peso de comonómero alfa olefina C-C20, o etileno. El polipropileno es reforzado por la adición de un modificador de impacto. El modificador de impacto constituye alrededor de 1-25% por peso de las fibras del compuesto, adecuadamente alrededor del 2-15% por peso de las fibras del compuesto, más adecuadamente alrededor del 3-10% por peso de las fibras del compuesto.

Como se usa aquí, el término "modificador de impacto" se refiere a un material sintético que tiene propiedades elaatoméricas . El modificador de impacto es parcialmente compatible con el polipropileno. Más particularmente, el modificador de impacto se dispersa extremadamente bien en propileno sin disolver. Ejemplos de adecuados modificadores de impacto incluyen monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) , estireno/etileno-co-butadieno-estireno (SEBS) , y estireno-poli (etileno-propileno) -estireno-poli (etileno-propileno) (SEPSEP) . Otros ejemplos incluyen copolímeros elastoméricos dibloque, tribloque, tetrabloque, u otros múltiples bloques tales como copolímeros olefinicos, incluyendo estireno-isopreno-estireno, estireno-butadieno-estireno, o estireno-etileno/propileno-estireno, que puede obtenerse de la Shell Chemical Company, bajo la designación de marca de KRATON® una resina elastomérica; poliuretanos , incluyendo aquellos disponibles de E. I. Du Pont de Nemours Co., bajo el nombre de marca de LYC A® un poliuretano; poliamidas, incluyendo amidas de bloque de poliéter disponibles de Ato Chemical Company, bajo el nombre de marca de ?????F una amida en bloque de poliéter; poliésteres, tales como aquellos disponibles de E . I. Du Pont de Nemours Co. , bajo el nombre de marca de HYTREL® poliéster; poliolefinas catalizadas con metaloceno o de un solo lado que tienen menos densidad de alrededor de 0.89 gramos/centímetro cúbico, disponible de Dow Chemical Co., bajo el nombre de marca de AFFINITY® ; y etileno/estireno también disponible de Dow Chemical Co.

Un numero de copolímeros en bloque pueden usarse para preparar a los modificadores de impacto útiles en esta invención. Tales copolímeros en bloque generalmente constan de una parte B de bloque medio elastomérico y una parte A del bloque terminal termoplástico . Los copolímeros de bloque pueden también ser termoplásticos en el sentido de que pueden fundirse, formarse, y resolidificarse varias veces con poco o ningún cambio en las propiedades físicas (asumiendo un mínimo de degradación de oxidación) .

La parte A del bloque terminal puede constar de un poli (vinilareno) , tal como poliestireno . La parte B del bloque medio puede constar de una poliolefina sustancialmente amorfa tal como polisopreno, polímeros etileno/propileno, polímeros etileno/butileno, polibutadieno, y similares, o mezclas de los mismos.

Adecuados copolímeros en bloque útiles en esta invención incluyen al menos dos partes sustancialmente de bloque terminal de poliestireno y al menos una parte sustancialmente de bloque medio de etileno/butileno. Ejemplos comercialmente disponibles de tales copolímeros en bloque lineal incluyen al copolímero en bloque de estireno/etileno-co-butadieno/estireno (SEBS) , disponible de la Shell Chemical Company, bajo la designación de marca de KRATON® G1657, G1652, y G2760 resinas elastoméricas . Típicas propiedades del KRATON® G1657 la resina elastomérica son reportadas de incluir una resistencia de tracción de 3400 libras por pulgada cuadrada (2xl06 kilogramos por metro cuadrado) , un 300 por ciento de módulos de 350 libras por pulgada cuadrada (1.4x1O5 kilogramos por metro cuadrado) , un alargamiento de 750 por ciento al rompimiento, una dureza Shore A de 65, y una viscosidad de Brookfield, cuando está en una concentración de 25 por ciento por peso en una solución tolueno, de alrededor de 4200 centipoises a la temperatura ambiente de una habitación. Otro elastómero adecuado, el KRATON® G2746, es un copolímero en bloque de estireno butadieno mezclado con un glutinizante y un polietileno de baja densidad.

El polipropileno puede mezclarse con el modificador de impacto usando cualquier proceso adecuado, incluyendo los procesos actualmente usados para la formación de fibras de polipropileno. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América número 5,534,335, otorgada a Everhart, y otros, la descripción de la cual es incorporada aquí como referencia, describe un proceso para hacer fibras de polímeros termoplásticos , tal como polipropileno. En ese proceso, las fibras son producidas por los procesos de soplado con fusión o de unido con hilado que son bien conocidos en el arte. Estos procesos generalmente usan un extrusor para suministrar el polímero fundido a un hilador, o una matriz de soplado con fusión, donde el polímero es fibrilado. Por ejemplo, las fibras pueden entonces ser sacadas, usualmente neumáticamente, y depositadas sobre un tapete o banda foraminosa para formar una tela no tejida. Las fibras producidas en los procesos de unido con hilado y de soplado con fusión están generalmente en el rango desde alrededor de 1 a alrededor de 50 mieras de diámetro, dependiendo de las condiciones del proceso y del uso final deseado para las telas que son producidas de tales fibras .

Con referencia a las Figuras 1 y 2, un aparato ejemplar para la formación de fibras textiles con polipropileno reforzado es generalmente representado por el numeral de referencia 10. En la formación de las fibras de la presente invención, las fibras pueden ser sacadas ya sea mecánicamente (Figura 1) o neumáticamente (Figura 2) . El método de sacado neumático es explicado a continuación.

Primero, en el método de sacado mecánico, ilustrado en la Figura 1, granos de polímero 12 son pesados con precisión y mezclados en seco, por tanto asegurando que una mezcla homogénea es suministrada a un extrusor 14. El extrusor 14 es calentado a alrededor de 180 grados centígrados, y cuando todas las zonas dentro del extrusor 14 alcanzan alrededor de 180 grados centígrados, una remojada de 10 minutos de tiempo es observada para asegurar que todo el polímero contenido dentro del extrusor 14 y la matriz 16 de la anterior pasada está completamente fundido. El extrusor 14 es entonces purgado con polipropileno a alrededor de 32 revoluciones por minuto (rpm) para remover cualquier polímero que permanezca de la anterior pasada. Antes de suministrar la mezcla mezclada en seco, granos rastreadores son suministrados en el extrueor 14. Los polímeros mezclados en seco son compuestos inmediatamente siguiendo a los granos rastreadores. Cuando el color del rastreador aparece y se desvanece del extruido 20, son suministrados adicionales granos rastreadores . Cuando la segunda adición de los rastreadores se desvanece, se presume que el extruido 20 está en la composición deseada. Durante el compuesto, las revoluciones por minuto (rpm) del extrusor 14 son mantenidas a alrededor de 32 revoluciones por minuto (rpm) . En casos donde el suministro gravimétrico es usado, una tolva de suministro 18 es mantenida con suficiente polímero de tal manera que una tasa constante de suministro es mantenida, como se determina por el tamaño de los materiales suministrados.

Una vez que los granos de polímero son mezclados, las fibras son entonces producidas. Primero, la velocidad del motor es ajustada a alrededor de 5 revoluciones por minuto (rpm). Entonces, el extrudido 20 es templado y enhebrado de conformidad con la configuración deseada, y unido a un rodillo de enrollar 22. En este punto, el extrusor 14 es cerrado y las fibras son sacadas de la matriz 16 continuamente. A fin de producir fibras del tamaño deseado, las fibras son cortadas desde el rollo 22 y medidas usando un microscopio equipado con una lente ocular de retícula. Ajustes en la velocidad de despegue son hechos para producir el tamaño de las fibras deseadas empíricamente. Una vez que la velocidad correcta es determinada, las fibras pueden ser producidas en intervalos de dos minutos. Entre los intervalos, el extrusor 14 es operado a alrededor de 32 revoluciones por minuto (rpm) por un período de alrededor de dos minutos para asegurar que las fibras producidas no tengan una significativa fase de separación como una función del tiempo de recolección. Cuatro condiciones de procesamiento pueden emplearse para impartir variadas propiedades en las fibras, incluyendo combinaciones de dos templados y de dos condiciones de enhebrado. Los esquemas de estas cuatro condiciones del procesamiento son dados en las Figuras 3-6.

Dos tipos de templado son empleados en este trabajo, esto es templado por aire (Figuras 3 y 4) y templado por agua (Figuras 5 y 6) . El templado por aire es un proceso donde las fibras 30 son templadas en aire sin la ayuda de cualquier chorro de fluido. Las fibras 30 son templadas en aire ambiental. El templado por agua es logrado enhebrando la fibra 30 a través de un baño de agua 24. El proceso de templado por agua proporciona un templado mucho más rápido que el aire debido a la mayor energía térmica de flujo presente.

Dos tipos de condiciones de enhebrado son empleados en este trabajo, esto es un sistema de enhebrado directo 26 (Figuras 3 y 5) y un sistema de enrollado enhebrado 28 (Figuras 4 y 6) . En el sistema de enhebrado directo 26, las fibras 30 son sacadas de la matriz del extrusor 32, a través de cualquier medio de templado usado, y enrollado directamente en torno a un rodillo de enrollado 34, que proporciona las revoluciones por minuto (rpm) necesarias para mantener el deseado diámetro de la fibra. En el sistema de enrollado enhebrado 28, la fibra 30 es nuevamente sacada de la matriz del extrusor 32 a través del medio de templado. En este punto la fibra 30 es enhebrada alrededor de varios rodillos de soporte 36 en una unidad de toma antes de aer enrollados sobre el rodillo de enrollar 34.

En el método de sacado neumático, ilustrado en la Figura 2, los materiales 38 para ser mezclados son mezclados en seco a una proporción deseada. Estos materiales 38 son añadidos a una tolva de suministro 40 con un control variable de la tasa de suministro, mantenida a alrededor de 20 libras/hora. Un extrusor de doble rosca de 27 milímetros co-girable con una proporción de diámetro/longitud de 40:1 a 200 revoluciones por minuto (rpm) es un ejemplo de un adecuado extrusor 42 que puede usarse con un perfil plano de temperatura a alrededor de 210 grados centígrados. Una lumbrera de ventilación 44 puede usarse para remover los gases volátiles.

Siguiendo el compuesto, los materiales mezclados fundidos 46 son transportados a una placa 48 con múltiples orificios 50 a través de los cuales las fibras 52 son sacadas. La placa 48 o el "paquete de hilado" y los materiales que rodean son mantenidos a temperaturas deseadas en el rango entre alrededor de 210 y 250 grados centígrados. Un ejemplo de un adecuado paquete de hilado incluye un paquete de hilado que tiene 310 agujeros a una densidad de 50 agujeros por pulgada cuadrada. Los agujeros son adecuadamente alrededor de 0.6 pulgadas de diámetro y tienen una proporción de diámetro/longitud de alrededor de 6:1. Las fibras 52 pueden sacarse usando aire a alta velocidad a presiones en el rango de 2-20 libras por pulgada cuadrada (psi) usando una Unidad de Sacado de Fibra (FDU) 54. Entre el paquete de hilado 48 y la unidad de sacado de fibra (FDU) 54, puede existir una longitud de alrededor de 48 pulgadas. En las partes superiores de la longitud de hilado, las cajas de templado 56 pueden usarse para enfriar al polímero más rápidamente a tasas de velocidad de entre 0 y 280 pies por minuto.

Como resultado de combinar el modificador de impacto con el polipropileno, las fibras textiles han mejorado la suavidad de la tela, aumentado su resistencia, y/o el alargamiento al rompimiento a idénticos niveles de rendimiento en comparación a las fibras de homopolímero de polipropileno, como se muestra en el ejemplo a continuación.

EJEMPLOS Las fibras textiles estabilizadas fueron preparadas de Escorene 3155 polipropileno (obtenido de Exxon) .

Un segundo juego de fibras textiles estabilizadas fueron preparadas de 3% de Buna 2070 monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) (obtenidos de Bayer) mezcladas con 97% de Escoreno 3155 polipropileno. Los monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y el polipropileno fueron combinados y sacados usando el proceso preferible descrito anteriormente con respecto a la Figura 1. Ambos juegos de fibras fueron sacadas exitosamente entre 0.4 gramos/aguj ero/minuto y 0.6 gramos/agujero/minuto a un rango de temperatura desde 230 grados centígrados a 250 grados centígrados, aún cuando no hay aparente restricción en el movimiento o la temperatura para las fibras de la invención. La presión de sacado usada en la unidad de sacado de la fibra permite a las fibras ser sacadas a presiones hasta y arriba de 15 libras por pulgada cuadrada (psi) . Otras especificaciones incluyen el uso de un paquete de 310 agujeros a 128 agujeros por pulgada con diámetros de agujero de 0.6 milímetros. Ambos juegos de fibras fueron probados para la resistencia de tracción, el alargamiento al rompimiento, y el diámetro bajo variadas temperaturas, las presiones de sacado, y las condiciones de templado. Los datos extraídos de estas pruebas son mostrados en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1: fibras de polipropileno en contra de fibras de polipropileno mezcladas con monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) G Muantra I Compu«»to | Tamp. CC) 1 Pra«l¿n | Templado | Resiat. | Alarg. «1 | Diámetro Como puede verse en la Tabla 1, el compuesto con monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) /fibras de polipropileno (PP) tiene un aumento promedio en reaiatencia de 19% y una disminución en tamaño de 6% observado a través de todo el rango de variables probadas. La comparación de tratamientos individuales que constan de 3% de Buna en el polipropileno a los homopol meros de polipropileno en idénticas condiciones de procesamiento muestra tanto como un 63% de aumento en la resistencia, un 32% de aumento en el alargamiento al romper, y una reducción en el tamaño de 35%. Además, es posible el simultáneamente mejorar las tres respuestas a ciertas combinaciones de tratamiento.

Más fibras textiles de Escoreno 3155 de polipropileno y las combinaciones de polipropileno y de Buna 2070 los monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) fueron formados y probados bajo varias condiciones como se muestra en la Tabla 2. Incluida en la Tabla 2 es la comparación de datos que muestran las diferencias entre las fibras de polipropileno y las fibras mezcladas. Datos de carga del aplastamiento de taza y los datos de la energía aplastamiento de taza fueron obtenidos de conformidad con el procedimiento descrito a continuación. Los datos de colgado fueron obtenidos de conformidad con el procedimiento D1388 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) . Los datos del rasgado de Elmendorf fueron obtenidos de conformidad con el procedimiento D1424-83 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) . Los datos denier fueron obtenidos midiendo el diámetro de la fibra y calculando el área de la sección transversal, entonces usando la densidad de la fibra, fue calculada la masa en gramos/9000 yardas de filamento. Los datos del rasgado de captura fueron obtenidos de conformidad con el procedimiento D1117-14 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) . Los datos de agarre fueron obtenidos de conformidad con el procedimiento D5034-90 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) .

Tabla 2: fibras de polipropileno contra de fibras de polipropileno mezcladas con monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) Inf . rueba 1QQ*PP 99%PP, 1%EP Control 97%PP, 3% control 95 PP, 5% Control DM 285°C EPDM (2 EPDM 28S°C 285°C Peso base Prom.0.99 0.93 1.02 1.00 (osy) StdevO .04 0.04 0.02 0 , 03 Carga Prom.109.9 100.66 82.71 -25* T9.21 -19* triturada tope (g/oz) Stdiv 1.69 3.20 3.3T 3.46 Energía Prom.2147. 7 1954.23 -9% 1579 - 0B -26* 1642.65 -24* trit . tope (g/mm/oz) Stdev 144.50 243 107.60 184.11 Colgado CD Prom.3.00 2.92 -3* 2.39 -20* .92 -3* (cra/oz) Stdev 0.46 0.35 0.31 0.32 Colgado MD Prom.3.81 4.18 10* 3.63 -5* 3.67 -4* (cm/oz) Stdev 0.35 0.78 0.41 0.22 Rasgado Prom. 32.22 T39.34 1S* 6T4.2T -7* 769.36 5* Elmendorf CD (cN/oz) Sedev92 ,60 133.36 95.25 210.80 Rasgado PrOm802.83 840.20 5* ?35.T4 4* 700.27 -13* Elmendorf MD (cN/oz) Stdev93.50 79. 205 , 90 121.40 Tamaño Prom20.60 20 1* 21.30 3* 20.55 0* (mieras ) StdevO .90 1-69 1.94 1.30 Prom2.70 2.79 3* 2.92 2.70 0* Danier StdevO.24 0.44 0.52 0.35 Rasgado Prom 5.60 6.68 19% 6 ,26 12* 6.76 21* atrapado Stdev 0.3B 0.66 1.06 0.40 Rasgado Prora 3.83 3.65 -5% 3.97 4% 4.19 9* atrapado CD (lb/oz) Stdev 11.75 0.45 0.50 0.54 Carga Promll .75 14.66 12.5? 7% 13.83 18* agarre MD (lb/oz) Stdev 0.76 0-98 1.70 0.99 Tensión Prom 50.60 51.22 1* 62. T9 24* 69.66 38* agarre MD (%) Stdev 7.13 3.71 T .47 6.20 Energía Promll .24 13.47 20* 14.24 271 17.29 54* agarre MD (in/lb/oz) Stdev: .14 1.42 3.78 2.77 Carga Prom9.37 9.57 2% 9.56 10.65 14* agarre CD (lb/oz) StdevO-78 1.50 0.T? 0.94 Tensión Prom71.40 76.22 * 84.37 IB* 94.94 33* agarre CD (%) StdevG .17 9-81 10.74 9.48 Energía Promll .67 12.87 8* 13.60 16* 17.27 45* agarre CD (in/lb/oz) Stdev 1.69 3.20 3.38 3.46 Cada uno de los cuatro tipos de fibras textiles mostradas en la Tabla 2 fueron también probadas para la resistencia de tracción, de conformidad con el procedimiento D3822 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) , tanto en la dirección cruzada (CD) como en la dirección a la máquina (MD) . La resistencia de tracción en varios puntos de alargamiento en la dirección cruzada (CD) es mostrada en la Tabla 3 y la resistencia de tracción en los mismos puntos de alargamiento en la dirección a la máquina (MD) es mostrada en la Tabla 4.

Tabla 3: Resistencia de Tracción CD de las fibras de polipropileno y mezcladas fibras de polipropileno como una función de alargamiento (libras/onzas) Tabla 4: Resistencia de Tracción D de las fibras de polipropileno y mezcladas fibras de polipropileno como una función de alargamiento (libras/onzas) Además de los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos de la energía aplastamiento de taza obtenida usando el mismo procedimiento mencionado antes con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de varias temperaturas de fundido, son mostrados en la Tabla 5.

Tabla 5: Datos de la energía al aplastamiento de taza de fibra de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM (%) Tem . fundido Energía al aplastamiento de taza Prom. (g/mm/oz) Desviación % cambio Norm l 0.00 (control) 460 2603 345.74 0.59 446 2630 191.55 1.0% 0.59 474 2830 180.32 8.7% 2.00 480 2451 186.45 -5.9% 2.00 450 2281 283.83 -12. % 2.00 440 2549 139.02 -2.1% 3.41 446 2007 163.59 -22.9% 3.41 474 1825 283.15 -29.9% 4.00 460 2080 126.59 -20.1% 2.00 460 1927 23 .93 -26.0% Además de los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos de carga aplastamiento de taza, obtenidos usando el mismo procedimiento mencionado antes con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPD ) y de varias temperaturas de fundido, son mostradas en la Tabla 6.

Tabla 6 : Datos de la carga aplastamiento de taza de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM ( % ) Tem . fundido Carga aplastamiento de taza CF) Prom. (g/oz) Desviación % cambio normal 0.00 (control) 460 149 19.09 — 0.59 446 138 9.41 -7.6% 0.59 474 146 7.98 -1.9% 2.00 480 133 12.91 -10.5% 2.00 460 122 15.53 -18.3% 2.00 440 134 9.20 -10.3% 3.41 446 112 7.86 -2 .7% 3.41 474 104 14.95 -30.0% 4.00 460 115 13.25 -22.6% 2.00 460 104 11.88 -30.1% Además de los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos del rasgado de Elmendorf, obtenidos usando el mismo procedimiento mencionado antes con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de varias temperaturas de fundido, son mostradas en la Tabla 7 (MD) y en la tabla 8 (CD) .

Tabla 7: Datos del rasgado de Elmendorf de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM (%) Temp. fundido Rasgado de Elmendorf (MD) CF) Prom. (cN/oz) Desviación % cambio Normal 0.00 (control) 460 633 146.45 0.59 446 554 76.20 -12.5% 0.59 474 532 121.58 -16.0% 2.00 480 667 138.50 5.3% 2.00 460 510 101.36 -19.4% 2.00 440 570 131.78 -10.0% 3.41 446 628 49.34 -0.7% 3.41 474 712 115.28 12.5% 4.00 460 654 83.00 3.3% 2.00 460 519 110.93 -18.1% Tabla 8: Datos del rasgado de Elmendorf de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Además de los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos de rasgado capturado, obtenidos durante el mismo procedimiento mencionado anteriormente con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de varias temperaturas de fundido, son mostrados en la Tabla 9 (CD) y en la Tabla 10 (MD) .

Tabla 9 : Datos del rasgado de captura de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM (%) Tem . fundido Rasgado de captura (CD) (°F) Prom. (lb/oz) Desviación % cambio Normal 0.00 (control) 460 4.88 0.36 — 0.59 446 5.13 0.33 5.2% 0.59 474 4.52 0.61 -7.3% 2.00 480 4.80 0.52 -1.7% 2.00 460 4.59 0.44 -6.0% 2.00 440 5.74 0.75 17.6% 3.41 446 5.24 0.41 7.4% 3.41 474 5.20 0.60 6.5% 4.00 460 5.02 0.38 3.0% 2.00 460 4.22 0.46 -13.4% Tabla 10: Datos del rasgado de captura de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM (%) Temp. fundido Rasgado de captura (MD) (°F) Prom. (lb/oz) Desviación % cambio normal 0.00 (control) 460 6.98 0.36 — 0.59 446 6.75 0.68 -3.4% 0.59 474 7.41 0.79 6.1% 2.00 480 7.99 0.74 14.5% 2.00 460 7.96 1.01 14.0% 2.00 440 8.64 0.87 23.7% 3.41 446 8.78 0.92 25.7% 3.41 474 7.44 1.22 6.6% 4.00 460 8.31 1.46 19.0% 2.00 460 7.18 0.69 2.9% Además de los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos de carga de agarre, obtenidos durante el mismo procedimiento mencionado anteriormente con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de varias temperaturas de fundido, son mostradas en la Tabla 11 (CD) y en la Tabla 12 (MD) .

Tabla 11: Datos de carga de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Tabla 12: Datos de carga de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM ( %) Temp . fundido Carga de agarre (MD) CP) Prom. (lb/oz) Desviación % cambio Normal 0.00 (control) 460 17.58 0.93 0.59 446 15.76 0.97 -10.3% 0.59 474 16.69 1.21 -5.1% 2.00 480 17.67 1.32 0.5% 2.00 460 17.28 1.56 -1.7% 2.00 440 17.71 1.08 0.8% 3.41 446 17.35 0.93 -1.3% 3.41 474 16.81 1.27 -4.4% 4.00 460 16.76 1.17 -4.7% 2.00 460 15.17 1.58 -13.7% Además de los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos de tensión de agarre, obtenidos durante el mismo procedimiento mencionado anteriormente con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de varias temperaturas de fundido, son mostradas en la Tabla 13 (CD) y en la Tabla 14 (MD) .

Tabla 13: Datos de tensión de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM (%) Tem . fundido Tensión de agarre (CD) CP) Prom . ( % ) Desviación % cambio Normal 0.00 (control) 460 73.4 7.77 — 0.59 446 79.1 7.40 7.7% 0.59 474 74.3 7.82 1.3% 2.00 460 82.7 9.21 12.6% 2.00 460 79.3 8.15 8.0% 2.00 440 89.0 10.08 21.2% 3.41 446 102.4 10.83 39.5% 3.41 474 94.3 12.44 28.4% 4.00 460 96.7 8.53 31.8% 2.00 460 95.3 9.39 29.8% Tabla 14: Datos de tensión de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Además a los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos de energía de agarre, obtenidos durante el mismo procedimiento mencionado anteriormente con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de variaa temperaturas de fundido, son mostrados en la Tabla 15 (CD) y en la Tabla 16 (MD) .

Tabla 15: Datos de energía de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Tabla 16: Datos de energía de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno EPDM (%) Temp . fundido Energía de agarre (MD) (°F) Prom. (in- Desviación % cambio lb/oz) Normal 0.00 (control) 460 18.46 1.99 0.59 446 16.08 1.93 -12.9% 0.59 474 16.04 3.24 -13.1% 2.00 480 18.97 2.54 2.8% 2.00 460 18.76 1.40 1.6% 2.00 440 20.40 2 , 82 10.5% 3.41 446 21.03 3.03 13.9% 3.41 474 20.31 3.25 10.0% 4.00 460 18.89 2.09 2.3% 2.00 4S0 16.36 2.49 -11.4% Además a los datos mostrados en la Tabla 2, otros datos denier, obtenidos durante el mismo procedimiento mencionado anteriormente con varios niveles de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) y de varias temperaturas de fundido, son mostrados en la Tabla 17.

Tabla 17 Datos denier de las Fibras de polipropileno y Mezclas de las Fibras de Polipropileno El procesamiento de esta mezcla particular es bastante bueno con relación a otras mezclas de polipropileno/copolímero previamente probadas, debido a una falta de elasticidad fundida en las fibras de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) /polipropileno (PP) . La presencia de elasticidad fundida lleva a fenómenos comúnmente referidos como "encordar" en donde la fibra se rompe debajo de la parte de tiro de regreso automático hacia el paquete, por tanto enredando fibras adicionales. La falta de "encordado" permite a estas fibras de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) /polipropileno (PP) ser procesadas en el equipo existente. Las fibras de monómeros de etileno propileno dieno (EPDM) /polipropileno (PP) logran un efecto plastificante que permite a las cadenas de polipropileno deslizarse más fácilmente. El resultado es una estructura más altamente alineada que dificulta la fuerza de impulso cinético hacia un enredado en cadena en el nivel molecular.

Adicionales fibras textiles estabilizadas fueron preparadas de Escorene 3155 polipropileno, y de una combinación de KRATON® 2760 mezclada con Escorene 3155 polipropileno. El K ATON® 2760 y el polipropileno fueron combinados usando el proceso preferible descrito antes con respecto a la Figura 1. Ambas las fibras de polipropileno y las fibras mezcladas fueron exitosamente sacadas entre 0.4 gramos/agujero/minuto y 0.6 gramos/agujero/minuto a una tasa de temperatura desde 230 grados centígrados a 250 grados centígrados, aún cuando no hay una aparente restricción en el rendimiento o la temperatura de las fibras de la invención. La presión de salida usada en la unidad de sacado de la fibra permite a las fibras el ser sacadas a presiones hasta de y arriba de 15 libras por pulgada cuadrada (psi) . Otras especificaciones incluyen el uso de un paquete de agujero de 310 a 128 agujeros/pulgada con diámetros de agujero de 0.6 milímetros (mra) . Cada una de las fibras fue probada por resistencia al rasgado, carga pico, energía, y tensión, de conformidad con los procedimientos referidos anteriormente. Los compuestos de las fibras probadas son mostrados en la Tabla 18. Los datos extraídos de estas pruebas son mostrados en la Tabla 19.

Tabla 18: Compuesto de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno probadas. Ejemplo Composición Temperatura de Peso Base fundido (°F) (onzas/yarda3) la 100% PP 285 0.479 2a 99% PP/1% KRATON® 2760 284 0.469 3a 98% PP/2% KRATON® 2760 284 0.449 ib 100% PP 303 0.504 2b 99% PP/1% KRATON® 2760 296 0.483 3b 98% PP/2% KRATON® 2760 302 0.442 le 100% PP 280 1.029 2c 99% PP/1% KRATON® 2760 284 0.987 3C 98% PP/2% KRATON® 2760 280 0.911 id 100% PP 300 1.047 2d 99% PP/1% KRATON® 2760 296 1.014 3d 98% PP/2% KRATON1» 2760 300 0.978 Tabla 19: Fibras de polipropileno en contra de fibras de polipropileno mezcladas con KRATON® Además de los datos mostrados en la Tabla 19, los datos de rasgado Emendorf, obtenidos usando el mismo procedimiento mencionado anteriormente con varios niveles de KRATON® 2760 y varias temperaturas de unión, son mostrados en la Tabla 20.

Tabla 20: Datos de rasgado Emendorf de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno RAT0N® Temperatura Rasgado Elmendorf 2760 (%) de Unión (°F) Promedio CD Desviación Promedio MD Deaviación (cN/oz) estándar (cN/oz) estándar 0.0 302 320 56.629 692.8 58.62 0.74 315 287.6 48.7 401 27.6 0.74 304 440.2 75.75 721 80.98 0.74 283 509.9 74.44 739.1 37.1 1.11 307 336.4 40.66 521.4 30.21 1.11 293 393.5 38.8T 600 , 3 133.19 1.11 2S1 445.2 55.33 741.1 23.5 1.46 283 352.7 57.28 654.5 110.6 Además de los datos mostrados en la Tabla 19, los datos de tensión de agarre, obtenidos usando los mismos procedimientos mencionados anteriormente con varios niveles de KRATON® 2760 y varias temperaturas de unión, son mostrados en la Tabla 21 (MD) y en la Tabla 22 (CD) .

Tabla 21: Datos de la tracción de agarre MD de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno KRATONa)276 Temperatur Carga pico MD Tensión pico MD Energía pico MD 0 (%) a Promedio Desviación Promedio Desviación Promedio Desviación (lb/oz) estándar <%) estándar (lb/oz) estándar 0 302 19.44 1.44 46.78 4.84 16.75 2.89 10 315 19.17 2.16 42.52 5.88 15.3 3.52 10 304 21.47 2.17 53.2 5.89 20.82 3.99 10 283 17.63 0.98 46.4 2.62 14.46 1.43 15 307 20.41 1.92 46.67 4.5 17.44 2.99 15 293 19.76 1.63 47.77 3.77 17.03 2.71 15 281 18.65 1.08 48.55 3.83 16.31 2.09 20 283 20.23 0.92 53.04 3.68 19.14 2.18 Tabla 22: datos de tracción de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Además de los datos mostrados en la Tabla 19, los datos de tracción de agarre, obtenidos usando el procedimiento D5034-95 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) con varios niveles de K ATON® 2760 y varias temperaturas de unión, son mostrados en la Tabla 23 (MD) y en la Tabla 24 (CD) .

Tabla 23: Datos de tracción de agarre MD de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Tabla 24: datos de tracción de agarre de fibras de polipropileno y de mezclas de fibras de polipropileno Las fibras textiles de la invención pueden incorporarse en artículos absorbentes desechables. Ejemplos de tales artículos adecuados incluyen a pañales, calzoncillos de aprendizaje, productos para la higiene femenina, productos para la incontinencia, otras prendas para el cuidado personal o el cuidado de la salud, incluyendo prendas médicas, o similares.

Método de Prueba de aplastamiento de taza La prueba de aplastamiento de taza es usada para medir la suavidad de un material usando la carga pico y las unidades de energía de una máquina de prueba de tracción a una constante tasa de extensión. Entre más bajo el valor de la carga pico, más suave es el material.

Este procedimiento de prueba fue conducido en un ambiente controlado en donde la temperatura fue alrededor de 73 grados Fahrenheit y la humedad relativa fue alrededor de 50%. Las muestras fueron probadas usando un sistema de prueba integrado de computadora Sintech System 2, disponible de Sintech Corp. que tiene oficinas en Cary, Carolina del Norte, y un soporte de prueba de aplastamiento de taza disponible de Kimberly-Clark Corporation Quality Assurance Department en Neenah, Wisconsin, que incluye un modelo de 11 pies, un modelo 31 de anillo de acero, una placa base, un modelo 41 de conjunto de taza, y un juego de calibración.

El anillo de acero fue colocado sobre el cilindro de formación y una muestra de 9 pulgadas por 9 pulgadas (22.9 centímetros por 22.9 centímetros) fue centrada sobre el cilindro de formación. La taza de formación fue deslizada sobre el cilindro de formación hasta que la muestra fue picada entre el cilindro de formación y el anillo de acero por todo alrededor del anillo de acero. La taza de formación fue colocada sobre la placa base de la celda de carga y firmemente asentada sobre el borde de la placa base. El pie fue mecánicamente bajado en la taza de formación con el juego de velocidad de cabeza cruzada a 400 milímetros/minuto, aplastando la muestra mientras que la máquina de prueba de tracción de constante tasa de extensión midió la carga pico en gramos y la energía en gramos-milímetros necesarios para aplastar la muestra .

Será apreciado que detalles de las anteriores incorporaciones, dados con propósitos de ilustración, no serán construidos limitando el alcance de esta invención. Aún cuando solamente unas pocas incorporaciones ejemplares de esta invención han sido descritas en detalle antes, aquellos con habilidad en el arte prontamente apreciarán que muchas modificaciones son posibles en las incorporaciones ejemplares sin que materialmente se aparten de las nuevas enseñanzas y las ventajas de esta invención. Por lo tanto, todas las tales modificaciones son intencionadas para incluirse dentro del alcance de esta invención, la cual es definida en las siguientes reivindicaciones y todas sus equivalencias en las mismas. Además, se reconoce que muchas incorporaciones pueden concebirse que no alcancen todas las ventajas de algunas incorporaciones, particularmente de las incorporaciones preferibles, sin embargo la ausencia de una ventaja particular no será construida para necesariamente significar que tal incorporación está fuera del alcance de la presente invención.

Claims (23)

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

1. Una fibra textil que comprende polipropileno mezclado con alrededor de 1-25% por peso de modificador de impacto .

2. La fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la fibra textil comprende alrededor de 2-15% por peso de modificador de impacto.

3. La fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la fibra textil comprende alrededor de 3-10% por peso de modificador de impacto.

4. La fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque el modificador de impacto comprende un modificador de polímero seleccionado del grupo que consiste de etileno-propileno-dieno-monómero, estireno/etileno-co-butat ieno/estireno y estireno-poli (etileno-propileno) -estireno-poli (etileno-propileno) .

5. Una fibra unida con hilado que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1.

6. Una fibra corta que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1.

7. Un hilo de fibras múltiples que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1.

8. Una tela de punto que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1.

9. Una tela tejida que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1.

10. Una tela no tejida que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 1.

11. Un artículo absorbente que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 10.

12. Una fibra textil que comprende polipropileno mezclado con alrededor de 2-15% por peso de modificador de impacto, el modificador de impacto es seleccionado del grupo que consiste de etileno-propileno-dieno-monómero, estireno/etileno-co-butadieno/estireno y estireno-poli (etileno-propileno) -estireno-poli (etileno-propileno) .

13. Una fibra unida con hilado que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 12.

14. Una fibra corta que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 12.

15. Un hilo de fibras múltiples que comprende bra textil tal y como se reivindica en la cláusula 12.

16. Una tela de punto que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 12.

17. Una tela tejida que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 12.

18. Una tela no tejida que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 12.

19. Un artículo absorbente que comprende la fibra textil tal y como se reivindica en la cláusula 18.

20. Una tela no tejida que comprende una pluralidad de fibras modificadas, las fibras modificadas incluyen polipropileno mezclado con alrededor de 1-25% por peso de modificador de impacto, el modificador de impacto es seleccionado del grupo que consiste de etileno-propileno-dieno-monómero, estireno/etileno-co-butadieno/estireno y estireno-poli (etileno-propileno) -estireno-poli (et ileno-propileno) .

21. La tela no tejida tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizada porque las fibras modificadas comprenden alrededor de 2-15% por peso del modificador de impacto .

22. La tela no tejida tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizada porque las fibras modificadas comprenden alrededor de 3-10% por peso del modificador de impacto .

23. Un artículo absorbente que comprende la tela no tejida tal y como se reivindica en la cláusula 20. E S U M E N Una fibra textil que incluye polipropileno mezclado con un modificador de impacto. El modificador de impacto puede ser menos de 10% por peso de la composición. Los ejemplos de los modificadores de impacto adecuados incluyen etileno-propileno-dieno-monómero, (EPDM) estireno/etileno-co-butadieno/estireno (SEBS) , y estireno-poli (etileno-propileno) -estireno-poli (etileno-propileno) , (SEPSEP) . La fibra textil puede ser usada para formar una fibra unida con hilado, una fibra corta, un hilo de fibras múltiples, una tela de punto, una tela tejida o una tela no tejida.