MXPA04012112A

MXPA04012112A - Metodo para formar una tela compuesta no tejida y tela producida con el mismo.

Info

Publication number: MXPA04012112A
Application number: MXPA04012112A
Authority: MX
Inventors: Vonfeldt Mari-Pat
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2005-04-19
Also published as: KR100972896B1; ZA200500055B; WO2004009347A1; BR0312455A; AU2003231932B2; BR0312455B1; EP1551628A1; AU2003231932A1; US20040010895A1; US6739023B2; EP1551628B1; CA2491697A1; KR20050021427A; CA2491697C; DE60332855D1

Abstract

La presente invencion proporciona un metodo para formar una tela compuesta no tejida que incluye los pasos de a) proporcionar una primera capa que incluye fibras continuas dividibles, b) dividir por lo menos una parte de las fibras continuas dividibles en filamentos divididos, c) despues sobreponer una segunda capa y la primera capa, en donde la segunda capa incluye fibras cortas, y d) enredar las capas primera y segunda para formar una tela compuesta.

Description

MÉTODO PAPA FORMAR UNA TELA COMPUESTA NO TEJIDA Y TELA PRODUCIDA CON EL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a una preparación y fabricación de materiales de paño limpiador absorbentes. Más particularmente, la presente invención se refiere a la preparación y fabricación de materiales de paño limpiador absorbentes que comprenden filamentos divididos y fibras cortas.

ANTECEDENTES Se conoce en el arte que los materiales no tejidos de filamentos termoplásticos dividibles pueden ser fabricados por una variedad de procesos. Generalmente, los filamentos termoplásticos dividibles son producidos por hilado de dos polímeros diferentes en un filamento de manera que los dos polímeros forman secciones transversales heterogéneas y longitudinales dentro de los filamentos. Por ejemplo, las configuraciones de lado por lado pueden ser formadas en las cuales el primer polímero forma un lado del filamento y el segundo polímero forma el otro lado. Muchas otras configuraciones tales como la de vaina/núcleo o de islas en el mar se conocen en el arte.

Los filamentos que contienen secciones transversales heterogéneas y longitudinales pueden ser divididos de acuerdo a una variedad de mecanismos descritos en el arte. Por via de ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América No. 5,759,926 otorgada a Pike y otros describe un mecanismo por el que la fibrilación es inducida por el contacto de los filamentos que contienen secciones transversales heterogéneas longitudinales con agua caliente. La agitación mecánica y el encogimiento diferencial son mecanismos adicionales que pueden ser empleados. Como ejemplos adicionales, las patentes de los Estados Unidos de América Nos. 3,485,706 otorgada a Evans; 5,355,565 otorgada a Baravian, y 6,2.00, 669 otorgada a Marmon y otros cada una describe procesos por los que las fibras de componentes múltiples unitarias son divididas por un proceso de hidroenredado que separa los segmentos individuales de las fibras de componentes múltiples unitarios en microfibras .

También se conoce en el arte que las fibras cortas pueden ser agregadas a una tela no tejida para mejorar la absorbencia. Hay una variedad de métodos conocidos para incorporar las fibras de pula en la matriz de fibra no tejida. Las patentes de los Estados Unidos de América Nos. 4,818,464 otorgada a Lau y 4,100,324 otorgada a Anderson y otros describen procesos coform que incorporan fibras de pulpa en fibras sopladas con fusión a través de un proceso de colocación por aire. La patente de los Estados Unidos de América No. 4,902,559 otorgada a Eschwey y otros, describe un proceso para la producción de un material no tejido absorbente formado de filamentos sinfín termoplásticos distribuidos al azar los cuales contienen fibras cortas hidrofílicas u oleofílicas embebidas. La patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,389,202 otorgada a Everhart y otros y WO 00/29657 (otorgada a Haynes y otros) ambas describen un proceso para hidroenredar fibras de pulpa en una tela no tejida de filamento continuo. Con respecto a WO 00/29657 (otorgada a Haynes y otros) , está descrito un proceso por el que las fibras de pulpa son enredadas en una matriz de filamentos dividibles seguido por la división de los filamentds para atrapar las fibras de pulpa. Sin embargo, tal proceso puede resultar en una división incompleta de los filamentos debido a que las fibras de pulpa escudan los filamentos dividibles respecto de los chorros de agua.

Aún existe una necesidad de un material no tejido suave, fuerte y absorbente y de un proceso para hacer tal material. Más específicamente, aún existe una necesidad de un proceso eficiente y efectivo para producir compuestos de fibras cortas y de filamentos continuos de denier bajo.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un método para formar una tela compuesta no tejida que incluye a) proporcionar una primera capa que incluye fibras continuas dividibles, b) dividir por lo menos una parte de las fibras continuas dividibles en filamentos divididos, c) después sobreponer una segunda capa y la primera capa, por lo que la segunda capa incluye fibras cortas, y d) enredar las capas primera y segunda para formar una tela compuesta. Deseablemente, los filamentos divididos son esencialmente continuos en longitud.

En un aspecto, el paso de división puede comprender el golpear las fibras continuas que pueden ser divididas con chorros de alta energía tal como, por ejemplo, chorros de agua de alta energía. En un aspecto adicional, el paso de enredado puede incluir el golpear las capas primera y segunda sobrepuestas con chorros de agua altos tal como, por ejemplo, chorros de agua de alta energía. Los chorros de alta energía del paso del regado son deseablemente dirigidos a la superficie expuesta de la segunda capa. Deseablemente, los chorros de enredado son suministrados a través de los primeros orificios, la presión hidráulica en los primeros orificios varía de desde alrededor de 2,500 kPa a alrededor de 21,000 kPa. Deseablemente, los chorros divididos son suministrados a través de los segundos orificios, la presión hidráulica en los segundos orificios varía de desde alrededor de 1,300 kPa a alrededor de 14,000 kPa. En un aspecto aún adicional, la presión hidráulica en los segundos orificios es más baja que la presión hidráulica en los primeros orificios.

La tela compuesta producida por el método de la presente invención puede incluir un lado rico en fibra corta.

Alternativamente, la tela compuesta producida por el método de la presente invención puede caracterizarse por las fibras cortas que son enredadas en forma esencialmente uniforme a través de la sección transversal de la tela compuesta.

El método de la presente invención deseablemente produce una tela compuesta en donde por lo menos alrededor de 25% de las fibras continuas dividibles son por lo menos parcialmente divididas. Aún más deseablemente, el método de la presente invención produce una tela compuesta en donde por lo menos alrededor del 50%, 75%, 90%, o aún 95% de las fibras continuas que pueden ser divididas están por lo menos parcialmente divididas. En una incorporación de la presente invención, el paso de enredado opcionalmente no resulta en una división adicional substancial de las fibras continuas que pueden ser divididas .

En un aspecto adicional, las fibras de componentes múltiples son deseablemente seleccionadas para dividirse en una manera que los filamentos divididos tengan un denier de menos de alrededor de 0.7, y aún más deseablemente, un denier de menos de alrededor de 0.1 y aún más deseablemente, un denier de menos de alrededor de 0.01.

En un aspecto adicional las fibras continuas que pueden ser divididas de la presente invención incluyen fibras unidas con hilado. Las fibras unidas con hilado deseablemente incluyen un primer polímero termoplástico y un segundo polímero termoplástico arreglado en zonas distintas a través de la sección transversal de las fibras en donde los polímeros termoplásticos primero y segundo son incompatibles uno con otro. Además, las fibras cortas de la presente invención deseablemente incluyen fibras de pulpa.

En un aspecto adicional, la proporción del peso seco de la primera capa al peso seco de la segunda capa deseablemente varía de desde alrededor de 0.05 a alrededor de 9, más deseablemente, de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 2, y aún más deseablemente de desde alrededor de 0.2 a alrededor de 1.

Estas y otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes después de una revisión de la siguiente descripción detallada de las incorporaciones descritas .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un esquema de un proceso de ejemplo para hacer una tela compuesta hidroenredada .

Las Figuras 2-4 son vistas en sección transversal de fibras de componentes múltiples de ejemplo adecuadas para usarse con la presente invención.

DEFINICIONES Como se usó aquí, el término ''fibras o filamentos esencialmente continuos" se refiere a filamentos o fibras preparados por la extrusión de un órgano de hilado, incluyendo sin limitación las fibras unidas con hilado y sopladas con fusión, las cuales no son cortadas de su longitud original antes de ser formadas en una tela no tejida o tejido. Las fibras o filamentos esencialmente continuos pueden tener longitudes promedio que varían de desde más de alrededor de 15 centímetros a más de un metro, y hasta la longitud del tejido o de la tela que está siendo formada. La definición de "fibras o filamentos esencialmente continuos" incluye aquellas las cuales no son cortadas antes de ser formadas en un tejido o tela no tejida, pero las cuales son posteriormente cortadas cuando la tela no tejida es cortada.

Como se usó aquí, el término "filamentos o fibras de componentes múltiples" se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos componentes de polímero. Tales fibras son usualmente extrudidas desde extrusores separados pero se hilan juntas para formar una fibra. Los polímeros de los componentes respectivos son usualmente diferentes unos de otros aún cuando fibras de componentes múltiples pueden comprender componentes separados de materiales poliméricos similares o idénticos. Los componentes individuales están típicamente arreglados en zonas distintas colocadas en forma esencialmente constante a través de la sección transversal de la fibra y que se extienden esencialmente a lo largo de la longitud completa de la fibra.

Como se usó aquí y en las reivindicaciones, los términos ^comprendiendo" y ? "comprende" son inclusivos o de extremo abierto y no excluyen elementos no recitados adicionales, componentes de composición o pasos de método.

DESCRIPCIÓN DETALLADA El proceso de la presente invención incluye los pasos de sobreponer una capa de fibras cortas con una capa de filamentos continuos divididos, hidroenredar las capas para formar un material compuesto no tejido contiguo.

Refiriéndonos a la figura 1 de los dibujos ahi se ilustra esquemáticamente en el punto 10 un proceso para formar una tela compuesta hidroenredada . De acuerdo a la presente invención, una suspensión de fibras cortas es suministrada por una caja de cabeza 12 y se deposita a través de una compuerta 14 en una dispersión sobre la tela formadora 16 de una máquina de formado en húmedo convencional. Sin embargo, aún cuando se hace referencia aquí a la formación de una tela de fibras cortas por procesos de formación en húmedo, se debe entender que la tela de fibra corta puede alternativamente ser fabricada por otro proceso convencional tal como por ejemplo el cardado, la colocación por aire, la colocación en seco y otros.

La suspensión de fibras cortas puede ser de cualquier consistencia que es típicamente usada en procesos de formación en húmedo convencionales. Por ejemplo, la suspensión puede contener de desde alrededor de 0.01 a alrededor de 1.5% por peso de fibras cortas suspendidas en agua. El agua es removida de la suspensión de fibras cortas para formar una capa uniforme de fibras cortas 18.

Las fibras cortas pueden ser de cualquier longitud de fibra promedio adecuada para usarse en los procesos de formación en húmedo convencionales. Por vía de ejemplo no limitativo, la fibra de pulpa es una fibra corta que es útil en la presente invención. Como un ejemplo no limitante, las fibras cortas pueden tener una longitud de fibra promedio de desde alrededor de 1.5 milímetros a alrededor de 6 milímetros. Las fibras de pulpa deseables incluyen aquellas que tienen longitudes de fibra promedio más bajo incluyendo, pero no limitándose a ciertas pulpas de madera dura virgen y pulpa de fibra secundaria (por ejemplo recicladas) de fuentes tales como, por ejemplo, papel periódico, cartón de papel reclamado, desperdicio de oficina y otros. Las fibras de pulpa de éstas fuentes típicamente tienen una longitud de fibra promedio de menos de alrededor de 1.2 milímetros, por ejemplo, de desde 0.7 milímetros a 1.2 milímetros. Otras fibras cortas adecuadas incluyen, pero no se limitan a las fibras cortas de rayón, las fibras cortas de poliéster, las fibras cortas de nylon, las fibras cortas de polipropileno, las fibras cortas de polietileno y otras.

Cuando son usadas las fibras de pulpa en la presente invención éstas pueden ser no refinadas o pueden ser golpeadas a varios grados de refinamiento. Las resinas de resistencia en húmedo y/o los aglutinantes de resina pueden ser agregados para mejorar la firmeza y la resistencia a la abrasión como se desee. Los aglutinantes útiles y las resinas resistentes a la humedad son conocidas por aquellos expertos en el are de fabricación de papel. Los agentes de entrecruzamiento y/o los agentes hidratantes también pueden ser agregados a la pulpa. Los agentes desaglutinantes pueden ser agregados a la pulpa para reducir el grado de unión de hidrógeno sí se desea un tejido de fibra de pulpa muy abierto o suelto. Los agentes de desaglutinamiento útiles son conocidos por aquellos expertos en el arte de fabricación de papel. La adición de ciertos agentes desaglutinantes también puede reducir los coeficientes estático y dinámico de fricción. El desaglutinante se cree que actúa como un reductor de fricción o lubricante.

Refiriéndonos de nuevo a la figura 1 de los dibujos, un substrato no tejido de filamento continuo 20 es desenrollado de un rollo de suministro 22. El substrato no tejido 20 pasa a través de un punto de presión 24 de un arreglo de rodillo-S 26 formado por los rodillos de pila 28 y 30. En una incorporación alterna (no mostrada) el substrato no tejido puede hacerse en linea antes de dirigirse al punto de presión 24. El arreglo preciso de los rodillos no se cree que sea critico a la presente invención.

El substrato no tejido 20 comprende fibras de componentes múltiples que pueden ser divididas que están adaptadas para ser divididas, por lo menos en parte, por inducción de esfuerzos mecánicos. La formación de un substrato de fibras de componentes múltiples que pueden ser divididos puede lograrse por una variedad de métodos descritos en el arte. El substrato no tejido 20 puede ser formado por cualquier procesos de extrusión de no tejido de filamento continuo conocidos tal como, por ejemplo, los procesos de hilado con fusión o de hilado con solvente conocidos, por ejemplo, la unión con hilado. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América No. 5,989,004 otorgada a Cook, cuyos contenidos completos de la cual se incorporan aquí por referencia, describe un paquete de hilado el cual es útil en la fabricación de tales fibras de componentes múltiples. Como ejemplos adicionales, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,382,400 otorgada a Pike y otros, cuyos contenidos completos se incorporan aqui por referencia, describe una producción de fibras de componentes múltiples rizadas y la patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5,759,926 otorgada a Pike y otros, cuyos contenidos completos se incorporan aqui por referencia, describe fibras de componentes múltiples que pueden ser divididas las cuales se disasocian rápidamente cuando se ponen en contacto con el agua caliente.

En la fabricación del substrato de fibras de componentes múltiples dividibles es deseable el formar fibras que comprenden una pluralidad de segmentos individuales contiguos que corren esencialmente paralelos al eje longitudinal de la fibra. También es deseable que la fibra de componentes múltiples que puede ser dividida comprenda un número de entrecaras entre los segmentos individuales que se extienden a la superficie exterior de la fibra de componentes múltiples para servir como puntos en donde puede ser iniciado el proceso de división. Por ejemplo, refiriéndonos a la figura 2, una configuración de lado por lado está mostrada teniendo una entrecara única entre dos segmentos individuales que se extienden a la superficie exterior de la fibra de componentes múltiples en dos puntos. En otro ejemplo, refiriéndonos a la figura 3, una pluralidad de segmentos de forma de cuña comprende la fibra de componentes múltiples resultando en una pluralidad de entrecaras entre las cuñas que se extienden a la superficie exterior de la fibra de componentes múltiples. Aún otras incorporaciones son adecuadas. En aún otro ejemplo, refiriéndonos a la figura 4, una pluralidad de segmentos de forma de rebanada se extienden a través del área en sección transversal del filamento comprende la fibra de componentes múltiples que resulta en una pluralidad de entrecaras entre las rebanadas que se extiende a la superficie exterior de la fibra de componentes múltiples.

La práctica de la presente invención no está limitada a filamentos de forma circular y sólidos. Los segmentos individuales pueden ser formados en fibras de componentes múltiples que tienen formas que incluyen pero no se limitan a la cuadrada, rectangular, trapezoidal, de rombo, bilobal, de tres lóbulos, de lóbulos múltiples, de hueso de perro, de cinta, hueca y otros.

La división de las fibras de componentes múltiples en una pluralidad de segmentos individuales resulta en una matriz que tiene un denier inferior al de la fibra de componentes múltiples. Entre mayor es el número de segmentos individuales que existen en la fibra de componentes múltiples, mayor es el potencial para formar fibras de denier más bajo. Por ejemplo, puede ser difícil el producir las fibras unidas con hilado de menos de alrededor de 1.0 denier. Sin embargo, mediante el dividir los filamentos de componentes múltiples es posible el lograr los tamaños de filamento divididos de, por ejemplo, de menos de alrededor de 0.7 denier, de menos de alrededor de 0.5 denier, de menos de alrededor de 0.1 denier, de menos de alrededor de 0.01 denier, y otros, dependiendo del tamaño de la fibra que puede ser dividida y de la configuración y el número de los segmentos individuales dentro de la fibra.

La división de las fibras de componentes múltiples se mejora cuando los segmentos adyacentes dentro de la fibra comprenden polímeros incompatibles de manera que la miscibilidad de los polímeros en la entrecara entre los segmentos se minimiza. Los ejemplos ilustrativos de los pares de materiales poliméricos incompatibles que son adecuados para la formación de fibras de componentes múltiples que pueden ser divididos en segmentos incluyen pero no se limitan a poliolefinas con poliamidas, por ejemplo, polietileno con nylon 6, polietileno con nylon 6/6, polipropileno con nylon 6, y polipropileno con nylon 6/6; poliolefina con poliéster, por ejemplo polietileno con tereftalato de polietileno, polipropileno con tereftalato de polietileno, polietileno con tereftalato de polibutileno y polipropileno con tereftalato de polibutileno; y poliamida con poliéster, por ejemplo, nylon 6 con tereftalato de polietileno, nylon 6/6 con tereftalato de polietileno, nylon 6 con tereftalato de polibutileno, y nylon 6/6 con tereftalato de polibutileno, y otros. Otros polímeros compatibles también pueden ser empleados, así como mezclas de los mismos.

El substrato no tejido 20 puede tener un peso base de desde alrededor de 10 a alrededor de 70 gramos por metro cuadrado (gsm) . Deseablemente, el substrato no tejido 20 puede tener un peso base de desde alrededor de 10 a alrededor de 35 gramos por metro cuadrado. Los polímeros que comprenden el substrato no tejido pueden incluir materiales adicionales tales como, por ejemplo, pigmentos, antioxidantes, promotores de flujo, estabilizadores y otros.

El substrato de filamento que puede ser dividido continuo no tejido 20 puede ser unido antes del proceso de división. Deseablemente, el substrato de filamento continuo no tejido 20 tiene un área unida total de menos de alrededor de 30 por ciento y una densidad de unión uniforme mayor de alrededor de 100 uniones por pulgada cuadrada. Por ejemplo, el substrato de filamento continuo no tejido puede tener un área de unión total de desde alrededor de 2 a alrededor de 30 por ciento (como se determinó por los métodos microscópicos ópticos convencionales) y una densidad de unión de desde alrededor de 250 a alrededor de 500 uniones de perno por pulgada cuadrada.

Tal combinación de área unida total y de densidad de unión puede ser lograda mediante el unir el substrato de filamento continuo con los rodillos de unión que tienen varios patrones de unión. Por via de ejemplo solamente, un patrón de unión de perno adecuado tiene más de alrededor de 100 uniones de perno por pulgada cuadrada lo cual proporciona un área de superficie de unión total de menos de alrededor de 30% cuando se contacta completamente un rodillo de yunque liso. Deseablemente, el patrón de unión puede tener una densidad de unión de perno de desde alrededor de 250 a alrededor de 350 uniones de perno por pulgada cuadrada y un área de superficie de unión total de desde alrededor de 10% a alrededor de 25% cuando se hace contacto con un rodillo de yunque liso.

Aún cuando la unión de perno producida por los rodillos de unión térmica está descrita arriba, la presente invención contempla cualquier formas de unión que produzca un buen amarre de los filamentos con un área de unión global mínima. Por ejemplo, una combinación de unión térmica y de impregnación látex puede usarse para proporcionar un amarre de filamento deseable con un área de unión mínima. Alternativamente y/o adicionalmente, una resina, látex o adhesivo puede ser aplicado a la tela de filamento continuo no tejida por ejemplo por rociado o impresión y secado para proporciónar la unión deseada.

Refiriéndonos de nuevo a la figura 1, la capa de substrato no tejido de , filamento continuo 20 es entonces transferida a una superficie de división perforada 31 de una máquina enredadora hidráulica. La capa de substrato no tejido de filamento continuo 20 pasa debajo de uno o más múltiples de división hidráulica 32 y se trata con chorros de fluido para dividir los filamentos continuos de componentes múltiples en partes de componentes.

Alternativamente, la división hidráulica puede tener lugar mientras que el substrato no tejido 20 está sobre la rejilla perforada misma (tela de malla) sobre la cual tiene lugar el proceso de formación de fibra dividible. El fluido impacta en el substrato no tejido 20 el cual está soportado por la superficie de división perforada 31 la cual puede ser, por ejemplo, una malla de plano único que tiene un tamaño de malla de desde alrededor de 40 x 40 a alrededor de 100 x 100. La superficie de división perforada 31 también puede ser una malla de estratos múltiples que tiene un tamaño de malla de desde alrededor de 50 x 50 a alrededor de 200 x 200. Como es típico en muchos procesos de tratamiento de chorro de agua, las ranuras de vacio 34 pueden estar localizadas directamente debajo de los múltiples hidráulicos 32 o debajo de la superficie divisora perforada 31 hacia abajo del múltiple hidráulico de manera que el exceso de agua es retirado desde el material compuesto de fibra dividida 33.

La división de las fibras de componentes múltiples continuas antes de la incorporación de las fibras cortas es un aspecto importante de la invención en el sentido de que permite que la energía completa de los chorros pegue directamente en las fibras de componentes múltiples que pueden ser divididas. Esto resulta en una eficiencia de división alta. Por ejemplo, puede esperarse que por lo menos alrededor de 25% de los filamentos dividibles son por lo menos parcialmente divididos. Deseablemente, por lo menos alrededor del 50%, del 75%, del 90% o aún del 95% de los filamentos que pueden ser divididos son por lo menos parcialmente divididos. Si la división y el hidroenredado fueran a completarse en un paso único, pudiera esperarse que menos divisiones se lograrán ya que las fibras cortas pueden absorber la energía que de otra manera sería dirigida a las fibras no divididas.

La división hidráulica puede lograrse utilizando procesos de enredado hidráulico convencionales y equipo tal como el que se encuentra en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,485,706 otorgada a Evans, cuyos contenidos completos de la cual se incorporan aqui por referencia. Las técnicas de enredado hidráulico también estén descritas en el articulo de Honeycomb Systems, Inc., de Biddeford, Maine, intitulado "Enredado Hidráulico Giratorio de No Tejidos", impreso de nuevo de CONFERENCIA DE UNIÓN/FORMACIÓN AVANZADA INTERNACIONAL INSIGHT 86, cuyos contenidos completos se incorpora'n aqui por referencia en forma similar.

La división puede llevarse a cabo con cualquier fluido de trabajo apropiado tal como por ejemplo agua. El fluido de trabajo fluye a través de un múltiple que distribuye parejamente el fluido a una serie de orificios o agujeros individuales. Estos agujeros u orificios pueden ser, por ejemplo de desde alrededor de 0.07 a alrededor de 0.4 milímetros de diámetro y pueden estar arreglados en una o más hileras con cualquier número de orificios, por ejemplo de 15-40 por centímetro, en cada hilera. Muchas otras configuraciones de múltiple pueden ser usadas, por ejemplo, un múltiple único puede ser usado o varios múltiples pueden ser arreglados en su sucesión. El substrato de fibra de componentes múltiples dividible puede estar sostenido sobre un soporte perforado, mientras que se trata por corrientes de líquido desde dispositivos de chorro. El soporte puede ser una rejilla de malla o alambres formadores . El soporte también puede tener un patrón como para formar un material no tejido con tal patrón ahí. La división de fibra puede ser lograda por el chorro fino, esencialmente de columna, de corrientes de líquido hacia la superficie del substrato soportado. El substrato soportado es atravesado con las corrientes hasta que las fibras se dividen. El impacto de las corrientes presurizadas de agua hace que los segmentos individuales o componentes formen la fibra de componentes múltiples unitarios para separar. El substrato unido puede ser pasado a través del aparato de enredado hidráulico un número de veces sobre uno o ambos lados.

La energía total impartida a las fibras de componentes múltiples puede ser incrementada medíante el aumentar el número de orificios, aumentando la presión hidráulica en las boquillas, aumentando el flujo volumétrico total, disminuyendo la velocidad de dicho no tejido que pasa debajo de las boquillas, disminuyendo el peso base del no tejido. Por vía de ejemplo solamente, la generación de los tejidos precursores de filamento dividido de la presente invención involucrará el ampliar presiones de agua de desde alrededor de 2,500 a alrededor de 21, 000 kPa . Deseablemente, el número, la colocación y presión de los chorros en el proceso de división están configurados para impartir una energía suficiente para generar el grado de separación deseado. Sin embargo, el uso de la energía practicable más baja, en particular la presión de agua más baja, es deseable ya que esto requiere considerablemente menos energía y reciclado del fluido, bajando por tanto los costos de producción. Además, la capacidad para lograr una buena separación a niveles de energía bajos puede traducirse en la capacidad de usar velocidades de producción superiores a la misma presión de agua.

Aún cuando la presión requerida para separar las fibras de componentes múltiples particulares dependerá de numerosos factores como se nota que la separación substancial a las presiones de agua más bajas puede ser lograda por la formación' de segmentos conformados en sección transversal de calidad superior y/o mediante el utilizar materiales poliméricos en segmentos adyacentes que no se adhieren fácilmente uno a otro. Además, puede ser lograda una mayor separación, en parte, mediante el someter las fibras de componentes múltiples que pueden ser divididas al proceso de división dos o más veces. Se ha encontrado que el someter cada lado del substrato dividible de fibras de componentes múltiples al proceso de división significativamente mejora el grado de separación. Por tanto, es deseable que el substrato de fibra de componentes múltiples dividible se someta a por lo menos una corrida bajo el aparato de división en donde los chorros de agua son dirigidos al primer lado y una corrida adicional en donde los chorros de agua son dirigidos al lado opuesto del substrato de fibra dividible.

Justo como las fibras dividibles pueden ser unidas como se describió arriba antes de que éstas sean divididas, los filamentos divididos pueden ser unidos después del proceso de división. Deseablemente, el substrato de filamento dividido/filamento de componentes múltiples continuo no tejido 33 tendrá un área unida total de menos de alrededor de 30 por ciento y una densidad de unión uniforme mayor de alrededor de 100 uniones por pulgada cuadrada. Por vía de ejemplo solamente, el substrato de filamentos dividido/filamento de componentes múltiples continuo no tejido 33 puede tener un área unida total de desde alrededor de 2 a alrededor de 30 por ciento y una densidad de unión de desde alrededor de 250 a alrededor de 500 uniones perno por pulgada cuadrada. Los patrones de unión adecuados están descritos arriba.

Aún cuando la unión de perno producida por los rodillos de unión térmica es como se describió arriba, la presente invención contempla cualquier forma de unión que produzca un buen amarre de los filamentos de componentes múltiples y/o de los filamentos divididos con un área de unión global mínima. Por ejemplo, una combinación de unión térmica y de impregnación de látex puede ser usada para proporcionar el amarre de filamento dividido/filamento de componentes múltiples deseable con un área de unión mínima. Alternativamente y/o adicionalmente, puede ser aplicada una resina, látex o adhesivo a la tela de filamento dividido/filamento de componentes múltiples continua no tejida mediante, por ejemplo, rociado o impresión, y secado para proporcionar la unión deseada.

La capa de fibra corta 18 es entonces colocada sobre el substrato de filamentos continuos divididos 33 el cual descansa sobre una superficie de enredado perforado 35 de una máquina de enredado hidráulico convencional. Es deseable que la capa de fibra corta 18 esté entre el substrato de filamento continuo dividido 33 y los múltiples de enredado hidráulico 36. La capa de fibra corta 18 y el substrato de filamento continuo dividido 33 pasan debajo de uno o más múltiples de enredado hidráulico 36 y son tratados con chorros de fluido para enredar las fibras cortas con los filamentos de componentes múltiples y los filamentos divididos del substrato de filamentos continuos divididos 33. Los chorros de fluido también impulsan las fibras cortas adentro y a través del substrato de filamento continuo 33 para formar el material compuesto 37.

Alternativamente, el enredado hidráulico puede tener lugar mientras que la capa de fibra corta 18 y el substrato de filamento continuo dividido 33 están sobre la misma rejilla perforada (por ejemplo tela de malla) sobre la cual tuvo lugar el proceso de secado en húmedo. La presente invención también contempla el sobreponer una hoja corta secada sobre un substrato de filamentos continuos divididos, volver a hidratar la hoja corta secada a una consistencia especifica y después someter la hoja corta rehidratada al enredado hidráulico.

El enredado hidráulico puede tener lugar mientras que la capa de fibra corta 18 está altamente saturada con agua. Por ejemplo, la capa de fibra corta 18 puede contener hasta alrededor de 90 por ciento por peso de agua justo antes del enredado hidráulico. Alternativamente, la capa de fibra corta puede ser una capa de fibras cortas colocada en seco o colocada por aire.

El enredado hidráulico de una capa colocada en húmedo de las fibras cortas es deseable debido a que las fibras cortas pueden ser embebidas en y/o enredadas con el substrato de filamento continuo dividido 33 sin la interferencia con la unión de "papel" (algunas veces mencionadas como unión de hidrógeno) ya que las fibras cortas son mantenidas en un estado hidratado. La unión de papel" también parece que mejora la resistencia a la abrasión y las propiedades de tensión de la tela compuesta de alto contenido corto. La unión de "papel" puede ser especialmente significante cuando las fibras cortas incluyen fibras de pulpa que son particularmente capaces de la unión de hidrógeno .

El enredado hidráulico puede ser logrado utilizando un equipo de enredado hidráulico convencional tal como el que se describió anteriormente. El enredado hidráulico puede ser llevado a cabo con cualquier fluido de trabajo apropiado tal como, por ejemplo, agua. El fluido de trabajo fluye a través de un múltiple que distribuye parejamente el fluido a una serie de orificios individuales. Por vía de ejemplo no limitativo, éstos agujeros u orificios pueden ser de desde alrededor de 0.07 a alrededor de 0.4 milímetros de diámetro. Por ejemplo, la invención puede ser practicada utilizando un múltiple que contiene una tira que tiene orificios de 0.2 milímetros de diámetro, 12 orificios por centímetro, y 1 hilera de orificios. Muchas otras combinaciones y configuraciones de múltiple pueden ser usadas. Por ejemplo, un múltiple único puede ser usado o varios múltiples pueden ser arreglados en sucesión.

En el proceso de enredado hidráulico, el fluido de trabajo deseablemente pasa a través de los orificios a una presión que varía de desde alrededor de 1,300 a alrededor de 14,000 kPa. A los rangos superiores de las presiones descritas se contempla que las telas compuestas pueden ser procesadas a velocidades de alrededor de 300 metros por minuto. El fluido pega en la capa de fibra corta 18 y en el substrato de filamento continuo dividido 33 los cuales están soportados por una superficie de enredado perforada 35 la cual puede ser, por ejemplo, una malla de plano único que tiene un tamaño de malla de desde alrededor de 40 x 40 a alrededor de 100 x 100. La superficie de enredado perforada 35 también puede ser una malla de estratos múltiples que tiene un tamaño de malla de desde alrededor de 50 x 50 a alrededor de 200 x 200. Como es típico en muchos procesos de tratamiento de chorro de agua, las ranuras de vacío 38 pueden estar localizadas directamente debajo de los múltiples de enredado hidráulico 36 o debajo de la superficie de enredado perforada 35 hacia abajo del múltiple de enredado hidráulico 36 de manera que el agua en exceso es retirada del material compuesto enredado hidráulicamente 37.

Aún cuando los inventores no desean atenerse a una teoría de operación particular, se cree que los chorros de columna del fluido de trabajo que pega directamente en las fibras cortas yace sobre el substrato de filamento continuo no tejido trabaja para impulsar aquellas fibras en y parcialmente a través de la matriz de la red no tejida de filamentos de componentes múltiples y de filamentos divididos en el substrato. Cuando los chorros de fluido y las fibras cortas interactúan con el filamento de componentes múltiples continuos no tejido y el tejido de filamentos divididos, las fibras cortas son enredadas con los filamentos de la tela no tejida unos con otros. El grado de enredado que puede ser logrado depende del grado al cual los filamentos de componentes múltiples continuos y de los filamentos divididos pueden ser unidos juntos. Sí el substrato de filamentos continuos no tejidos está unido muy suelto, los filamentos son generalmente demasiado móviles para formar una matriz coherente para asegurar las fibras cortas. Por otro lado, sí el área unida total del substrato es muy grande, la penetración de fibra corta puede ser pobre. Además, demasiada área de unión también puede provocar una tela compuesta no uniforme debido a que los chorros de fluido salpicarán, y deslavaran las fibras cortas cuando éstas pegan en los puntos de unión no porosos grandes. Los niveles apropiados de unión, como se describió anteriormente arriba, proporcionan un substrato coherente que puede ser formado en una tela compuesta de fibra corta por enredado hidráulico sobre sólo un lado y aún proporcionan una tela útil fuerte asi como una tela compuesta que tiene una estabilidad dimensional deseable.

En un aspecto de la invención, la energía de los chorros de fluido que pega en la capa corta y el substrato de filamento continuo pueden ajustarse de manera que las fibras cortas son insertadas dentro y enredadas con el substrato de filamentos continuos divididos en una manera que mejora los dos lados de la tela. Esto es, el enredado puede ser ajustado para producir una concentración de fibra corta alto sobre un lado de la tela y una concentración de fibra corta bajo correspondiente sobre el lado opuesto. Tal configuración puede ser particularmente útil para paños limpiadores para propósitos especiales para aplicaciones de productos para el cuidado personal tal como, por ejemplo, pañales desechables, almohadillas femeninas, productos para la incontinencia del adulto y similares. Alternativamente, el substrato de filamento continuo puede ser enredado con una capa de fibra corta sobre un lado y una capa de fibra corta sobre el otro lado para crear una tela compuesta con dos lados ricos de fibra corta. En éste caso, el enredado hidráulico de ambos lados de la tela compuesta es deseable .

Después del tratamiento de chorro de fluido, la tela compuesta 37 puede opcionalmente ser transferida a una operación de secado, deseablemente una operación de secado no compresiva. Un rodillo de recolección de velocidad diferencial 40 puede ser usado para transferir el material desde la superficie perforada de enredado hidráulico 35 a una operación de secado no compresiva. Alternativamente, pueden ser usadas las telas de transferencia y de recolección de tipo de vacio convencionales. Si se desea, la tela compuesta puede ser crepada en húmedo antes de ser transferida a la operación de secado. ' El secado no compresivo del tejido puede lograrse utilizando un aparato de secado a través de aire de tambor giratorio convencional mostrado en la figura 1 en el punto 42. La secadora continua 42 puede ser un cilindro giratorio exterior 44 con perforaciones 46 en combinación con una cubierta exterior 48 para recibir el aire caliente soplado a través de las perforaciones 46. Una banda secadora continua 50 lleva la tela compuesta 37 sobre la parte superior del cilindro exterior de secado continuo 40. El aire calentado forzado a través de las perforaciones 46 en el cilindro exterior 44 de la secadora continua 42 remueve el agua de la tela compuesta 37. La temperatura del aire forzado a través de la tela compuesta 36 por la secadora continua 42 puede variar de acuerdo con la velocidad de linea, el por ciento de saturación, las condiciones atmosféricas, etc. El aire de secado puede ser calentado o estar a temperatura ambiente. Por via de ejemplo solamente, la temperatura del aire forzado a través de la tela compuesta 36 por la secadora continua 42 deseablemente varia de desde alrededor de 93° centígrados a alrededor de 260° centígrados. Otros métodos y aparatos de secado continuo útiles pueden encontrarse en, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América No. 2,666,369 otorgada a Niks, cuyos contenidos completos se incorporan aquí por referencia y en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,821,068 otorgada a Shaw, cuyos contenidos completos se incorporan aquí por referencia.

Puede ser deseable el usar los pasos de terminado y/o de procesos de tratamiento para impartir propiedades seleccionadas a la tela compuesta 37. Por ejemplo, la tela puede ser presionada ligeramente por los rodillos de calandrado, crepada o cepillada para proporcionar una apariencia exterior uniforme y/o ciertas propiedades de tacto. Alternativamente y/o adicionalmente, los tratamientos posteriores químicos tales como de adhesivos o tintes pueden ser agregados a la tela.

En un aspecto adicional de la invención, la tela puede contener varios materiales tales como, por ejemplo, el carbón activado, arcillas, almidones y materiales súper absorbentes. Por ejemplo, éstos materiales pueden ser agregados a la suspensión de fibras cortas usada para formar la capa de fibras cortas. Estos materiales también pueden ser depositados sobre la capa de fibras cortas antes de los tratamientos con chorro de fluido de manera que éstos se incorporen en la tela compuesta por la acción de los chorros de fluido.

Alternativamente y/o adicionalmente, éstos materiales pueden ser agregados a la tela compuesta después de los tratamientos con chorro de fluido. Si los materiales súper absorbentes son agregados a la suspensión de fibras cortas o a la capa de fibras cortas antes de los tratamientos con chorro de agua, se prefiere que los súper absorbentes sean aquellos los cuales permanecen inactivos durante los pasos de tratamiento con chorro de agua y/o de formación en húmedo y pueden ser activados posteriormente. Los súper absorbentes convencionales pueden ser agregados a la tela compuesta después de los tratamientos con chorro de agua. Los súper absorbentes útiles son conocidos por aquellos expertos en el arte de los materiales absorbentes. Los súper absorbentes están deseablemente presentes en una proporción de hasta alrededor de 50 gramos de súper absorbente por 100 gramos de fibras cortas en la capa de fibras cortas. Por ejemplo, la tela no tejida puede contener de desde alrededor de 15 a alrededor de 30 gramos de súper absorbente por 100 gramos de fibras cortas. Como un ejemplo adicional, la tela no tejida puede contener alrededor de 25 gramos de súper absorbente por 100 gramos de fibras cortas.

Aún cuando la invención se ha descrito en detalle con respecto a incorporaciones especificas de la misma, será evidente para aquellos expertos en el arte el que pueden hacerse alteraciones, modificaciones y otros cambios a la invención sin departir del espíritu y alcance de la presente invención. Se intenta por tanto el que las reivindicaciones cubran todas esas modificaciones, alteraciones y otros cambios abarcados por las reivindicaciones anexas.

Claims

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

1. Un método para formar una tela compuesta no tejida que comprende los pasos de: proporcionar una primera capa que comprende fibras continuas dividibles; dividir por lo menos una parte de las fibras continuas dividibles en filamentos divididos ; después, sobreponer una segunda capa y dicha primera capa, en donde dicha segunda capa comprende fibras cortas; y enredar las capas primera y segunda para formar una tela compuesta.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de división comprende el golpear las fibras continuas dividibles con chorros de alta energía .

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque los chorros comprenden agua.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado además porque comprende el paso de secar la tela compuesta.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque los filamentos divididos son esencialmente continuos en longitud.

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de secado comprende el golpear las capas primera y segunda sobrepuestas con los chorros de alta energía.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque los chorros comprenden agua.

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque los chorros están dirigidos a la superficie expuesta de la segunda capa.

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado además porque comprende el paso de secar la tela compuesta.

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la tela compuesta comprende un lado rico en fibra corta.

11. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras cortas son enredadas esencialmente en forma uniforme a través de la sección transversal de la tela compuesta.

12. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el paso de enredado no resulta en una división adicional substancial de las fibras continuas divididas .

13. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque por lo menos alrededor de 50% de las fibras continuas dividibles son por lo menos parcialmente divididas.

14. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque por lo menos alrededor de 75% de las fibras continuas dividibles son por lo menos parcialmente divididas .

15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque por lo menos alrededor de 90% de las fibras continuas dividibles son por lo menos parcialmente divididas .

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque por lo menos una parte substancial de los filamentos divididos tiene un denier de menos de alrededor de 0. .

17. El método tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque una mayoría de los filamentos divididos tiene un denier de menos de alrededor de 0.7.

18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque por lo menos una parte substancial de los filamentos divididos tiene un denier de menos de alrededor de 0.1.

19. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras continuas dividibles comprenden fibras unidas con hilado.

20. El método tal y como se reivindica en la cláusula 19, caracterizado porque las fibras unidas con hilado comprenden un primer polímero termoplástico y un segundo polímero termoplástico arreglado en zonas distintas a través de la sección transversal de las fibras, los polímeros termoplásticos primero y segundo son incompatibles unos con otros .

21. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras cortas contienen fibras de pulpa.

22. Una tela compuesta hecha por el método tal y como se reivindica en la cláusula 1.

23. Una tela compuesta hecha por el método tal y como se reivindica en la cláusula 14.

24. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la proporción de peso seco de la primera capa al peso seco de la segunda capa varía de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 2.

25. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la proporción de peso seco de la primera capa al peso seco de la segunda capa varia de desde alrededor de 0.2 a alrededor de 1.

26. Un método para formar una tela compuesta no tejida que comprende los pasos de: proporcionar una primera capa que comprende fibras unidas con hilado dividibles, las fibras unidas con hilado dividibles comprenden un primer polímero termoplástico y un segundo polímero termoplástico arreglados en zonas distintas a través de la sección transversal de las fibras, los polímeros termoplásticos primero y segundo siendo incompatibles uno con otro; dividir por lo menos una parte de las fibras continuas dividibles en filamentos divididos; después, sobreponer una segunda capa y dicha primera capa, en donde dicha segunda capa comprende fibras de pulpa; y enredar las capas primera y segunda para formar una tela compuesta.

27. El método tal y como se reivindica en la cláusula 26, caracterizado porque el paso de división comprende el golpear las fibras continuas dividibles con los primeros chorros hidráulicos de alta energía, y en donde el paso de enredado comprende el golpear las capas primera y segunda sobrepuestas con los segundos chorros hidráulicos de alta energía.

28. El método tal y como se reivindica en la cláusula 27, caracterizado porque los primeros chorros son suministrados a través de los primeros orificios, la presión hidráulica en los primeros orificios varía de desde alrededor de 2,500 kPa a alrededor de 21,000 kPa.

29. El método tal y como se reivindica en la cláusula 27, caracterizado porque los segundos chorros son suministrados a través de los segundos orificios, la presión hidráulica en los segundos orificios varia de desde alrededor de 1,300 kPa a alrededor de 14,000 kPa.

30. El método tal y como se reivindica en la cláusula 27, caracterizado porque los chorros primero y segundo son suministrados a través de los orificios primero y segundo respectivamente, la presión hidráulica en los segundos orificios siendo más baja que la presión hidráulica en los primeros orificios .

31. Una tela compuesta hecha por el método tal y como se reivindica en la cláusula 26. R E S U M E N La presente invención proporciona un método para formar una tela compuesta no te ida que incluye los pasos de a) proporcionar una primera capa que incluye fibras continuas dividibles, b) dividir por lo menos una parte de las fibras continuas dividibles en filamentos divididos, c) después sobreponer una segunda capa y la primera capa, en donde la segunda capa incluye fibras cortas, y d) enredar las capas primera y segunda para formar una tela compuesta.