MXPA05002811A - Material de rizo no tejido y proceso y productos relacionados al mismo. - Google Patents

Abstract

La presente invencion proporciona materiales de fibras no tejidos, y metodos para hacer los mismos, utiles para materiales de rizos en sistemas de sujecion mecanicos de ganchos y rizos, los materiales no tejidos teniendo fibras de mono componente rizadas que tiene secciones transversales esencialmente circulares, y los tejidos pueden ademas contener fibras no rizadas. La invencion tambien proporciona articulos desechables que comprenden materiales de rizos no tejidos incluyendo articulos absorbentes para el cuidado personal desechables tales como panales toallas sanitarias para el cuidado de la mujer, y articulos para la incontinencia del adulto, y articulos protectores desechables tales como cubiertas y trajes quirurgicos y otros vestuarios protectores.

Description

Published: For two-letter codes and olher abbreviations, refer to the "Guid- — without intemational search report and to be republished ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing at the begin- upon receipt of that report ning ofeach regular iss e of the PCT Gazette. 1 MATERIAL DE RIZO NO TEJIDO Y PROCESO Y PRODUCTOS RELACIONADOS AL MISMO Campo Técnico La presente invención se refiere generalmente al campo de materiales no tejidos y a tejidos y procesos para la fabricación de los mismos. Más específicamente, la presente invención está relacionada a materiales no tejidos de fibra rizados útiles como un material de rizos en los sistemas de sujeción mecánica, tal como el sistema de sujeción mecánica de ganchos y rizos.

Antecedentes de la Invención Los sistemas de sujeción mecánicos, tal como del tipo mencionado como sistemas de sujetador de "ganchos y rizos" se han usado ampliamente en varias aplicaciones para el consumidor e industrial. Unos pocos ejemplos de tales aplicaciones incluyen los artículos absorbentes para el cuidado personal desechables, las prendas protectoras, la ropa, el equipo de artículos deportivos, y una amplia variedad de otros artículos misceláneos. Típicamente, tales sistemas de sujeción de ganchos y rizos son empleados en situaciones en donde una conexión resujetable entre dos o más materiales o artículos es deseada. Estos sistemas de sujeción mecánicos han reemplazado en 2 muchos casos otros dispositivos convencionales usados para hacer tales conexiones resuj etables , tal como los alfileres de sujeción, los botones, hebillas, cierras y similares.

Los sistemas de sujeción mecánico típicamente emplean dos componentes, un componente de tipo de gancho o "macho" y un componente de tipo "hembra" o de rizo. El componente de ganchos usualmente incluye una pluralidad de elementos de forma de gancho semi-rígidos anclados o conectados a un material de base. El componente de rizos generalmente se conoce en el arte e incluye un material de respaldo elástico el cual se proyecta una pluralidad de rizos. Los elementos de forma de ganchos del componente de ganchos están diseñados para enganchar los rizos del material de rizos, formando por tanto las sujeciones mecánicas entre los elementos de ganchos y rizos de los dos componentes. Estas sujeciones mecánicas funcionan para evitar la separación de los componentes respectivos durante el uso normal .

Los sistemas de sujeción mecánicos pueden ser ventajosamente empleados en los artículos absorbentes para el cuidado personal desechables, tal como los pañales desechables, las prendas desechables, los productos para el cuidado de la mujer descechables , los productos para la incontinencia desechables y otros. Además, los sistemas de sujeción mecánica pueden ser usados benéficamente en los sistemas de sujeción mecánicos para otros artículos desechables como las batas 3 quirúrgicas y las cubiertas quirúrgicas, los trajes para examen de paciente, la ropa de trabajo industrial y el vestuario de cuarto limpio. Debido a que tales productos desechables se intenta que sean artículos de uso único que van a ser descartados después de un periodo de uso relativamente corto, frecuentemente solo unas pocas horas, es importante el reducir el gasto global de los materiales del diseño de tales productos y reducir los costos de fabricación cuando sea posible. Por tanto, existe una necesidad continuada de un material de sujeción de rizos no costoso para un sistema de sujeción mecánica, particularmente ya que éstos son usados en artículos absorbentes para el cuidado personal desechables y en artículos protectores desechables .

Breve Síntesis de la Invención La presente invención proporciona un material de rizos no tejido útil en artículos desechables tales como los artículos absorbentes para el cuidado personal desechables y los artículos protectores desechables. En un aspecto, el material de rizos no tejido comprende fibras de mono componentes las cuales son rizadas helicoidalmente y las cuales tienen una sección transversal esencialmente circular, y el material no tejido comprende una pluralidad de áreas no unidas discretas definidas por áreas unidas esencialmente continuas, en donde las áreas no unidas comprenden alrededor de 85% a alrededor de 50 por ciento de las segundas superficies planas primera y segunda del 4 material de rizos no tejido. Las fibras rizadas pueden comprender copolímeros de olefinas al azar. El material de rizos no tejido puede además comprender fibras no rizadas, en cuyo caso la mayoría de fibras no rizadas está localizada en o sobre la primera superficie plana mientras que la mayoría de las fibras rizadas está localizada en o sobre la segunda superficie plana del material . La invención también proporciona un proceso para hacer un material no tejido que incluye los pasos de proporcionar una composición termoplástica formadora, formar una pluralidad de fibras de mono componentes derretidos de una sección transversal esencialmente circular de la composición termoplástico, templar diferencialmente las fibras derretidas para formar fibras de mono componente rizadas que tienen una sección transversal esencialmente circular, depositar las fibras rizadas sobre una superficie formadora para formar una tela no tejida unida, y después unir la tela no tejida con calor y presión para formar un patrón de áreas unidas esencialmente continuas que definen una pluralidad de áreas no unidas discretas, y en donde el material no tejido tiene un área no unida de desde alrededor de 85% a alrededor de 50 por ciento. En un aspecto, el proceso adicionalmente incluye el proporcionar sobre la superficie formadora una pluralidad de fibras no rizadas antes del paso de depositar las fibras rizadas. El proceso puede opcionalmente incluir el paso de someter el material a una fuerza de estiramiento. invención también proporciona artículos 5 desechables que comprenden los lados interior y exterior, un material de ganchos y un material de rizos no tejido que comprende por lo menos una parte del lado exterior del artículo, y el material de rizos no tejido además comprende fibras de mono componente continuas rizadas helicoidalmente de una sección transversal esencialmente circular. El material de ganchos puede estar localizado sobre un apéndice o sujetado al artículo, y el apéndice localizado sobre el artículo en una manera tal como para hacer a los ganchos fácilmente superponibles y enganchables con el material de rizos. Esto es, teniendo el apéndice con un material de gancho localizado en tal manera como para ser fácilmente colocado en una relación de cara a cara con el material de rizos de manera que los ganchos puedan enganchar fácilmente el material de rizos.

La invención también proporciona un pañal desechable que comprende un forro, una cubierta exterior y un núcleo absorbente colocado entre el forro y la cubierta exterior, y además comprende un sistema de sujeción mecánica que tiene un apéndice que comprende un material de ganchos, y un material de rizos, en donde el material de rizos comprende por lo menos una parte de la cubierta exterior, y además en donde el material de rizos tiene una primera superficie plana que tiene una mayoría de fibras no rizadas y una segunda superficie plana que tiene una mayoría de fibras de mono componente rizadas helicoidalmente de una sección transversal esencialmente circular, y en donde la segunda superficie plana está expuesta 6 sobre la cubierta exterior. En ciertos aspectos, el material de rizos es unido de patrón térmicamente con un patrón de unión de punto, mientras que en otros aspectos, el material de rizos está unido con patrón térmicamente con un patrón de unión de punto no unido .

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista superior de una incorporación de ejemplo del material de rizos no tejido de la presente invención.

La figura 2 es una vista lateral esquemática de un proceso de ejemplo y de un aparato para producir una tela no tejida de fibras unidas con hilado.

La figura 3 es una vista en perspectiva parcial de un rodillo con patrón que puede ser usado dentro del proceso de la figura 2.

La figura 4 es una vista en perspectiva de un pañal desechable que emplea el material de rizos no tejido de la presente invención como un parche de rizos .

Definiciones Como se usó aquí y en las reivindicaciones, el 7 término "comprendiendo" es inclusivo o de extremo abierto y no excluye los elementos no recitados adicionales, los componentes de composición o los pasos de método. Por tanto, el término "comprendiendo" abarca los términos más restrictivos "consistiendo esencialmente de" y "consistiendo de" .

Como se usó, el término "polímero" generalmente incluye pero no se limita a homopolímeros , tal como por ejemplo, copolímeros de bloque, de injerto, al azar y alternantes, terpolímeros , etc. y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que se limite específicamente de otra manera, el término "polímeros" incluirá todas las configuraciones espaciales posibles del material . Estas configuraciones incluyen, pero no se limitan a la simetría isotáctica, sindiotáctica y al azar.

Como se usó aguí el término "fibras" se refiere a ambas las fibras de longitud corta y los filamentos continuos, a menos que se indique de otra manera.

Como se usó aquí, el término "fibra de mono componente" se refiere a una fibra formada de uno o más extrusores usando solo un componente. Las fibras de mono componentes son distintas de las fibras de componentes múltiples en el sentido de que éstas no comprenden zonas distintas colocadas en forma esencialmente constante y múltiple de diferentes componentes a través de la sección transversal de la 8 fibra. Esto no significa el excluir fibras formadas de un polímero el cual se han agregado cantidades pequeñas de aditivos por propiedades de color, antiestáticas, de lubricación, de hidrofilia, etc.

Como se usó aquí, el término "fibras de componentes múltiples" se refieren a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos polímeros de componente, o el mismo polxmero con diferentes propiedades o aditivos, extrudidos desde extrusores separados pero hilados juntos para formar una fibra. Las fibras de componentes múltiples son también a veces mencionadas como fibras conjugadas o fibras de bicomponente . Los polímeros están arreglados en zonas distintas colocadas en forma esencialmente constante a través de la sección transversal de las fibras de componentes múltiples y se extienden continuamente a lo largo de la longitud de las fibras de componentes múltiples. La configuración de tal fibra de componentes múltiples puede ser, por ejemplo, un arreglo de vaina/núcleo en donde un polímero está rodeado por otro o puede ser un arreglo de lado por lado u otros arreglos como se conoce en el arte. Por vía de ejemplo, las fibras de componentes múltiples son enseñadas en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,108,820 otorgada a aneko y otros; 5,336,552 otorgada a Strack y otros, y 5,382,400 otorgada a Pike y otros.

Como se usó aquí el término "tela no tejida" o "material no tejido" significa un tejido que tiene una 9 estructura de fibras o filamentos individuales los cuales están entre colocados, pero no en una manera identificable como en una tela tejida o de punto. Las telas no tejidas se han formado de muchos procesos tal como por ejemplo, los procesos de soplado con fusión, los procesos de unión con hilado, los procesos de colocación por aire y los procesos de tejido cardado.

El término material o tela no tej ida "unida con hilado" se refiere a un material de filamento o fibra no tejido de filamentos o fibras de diámetro pequeño que son formados mediante el extrudir un polímero termoplástico derretido como fibras desde una pluralidad de vasos capilares de un órgano de hilado. Las fibras extrudidas son enfriadas mientras que están siendo jaladas por un mecanismo de jalado eductivo u otro muy conocido. Las fibras jaladas son entonces depositadas o puestas sobre una superficie formadora en una manera generalmente al azar e isotrópica para formar una tela de fibras enredada en forma suelta, y después la tela de fibras colocadas es sometida a un proceso de unión para impartir integridad física y estabilidad dimensional. La producción de las telas unidas con hilado está descrita, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,340,5S3 otorgada a Appel y otros y 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros.

Como se usó aquí, la unión con patrón se refiere a la unión por uno o más medios conocidos en el arte por unos medios los cuales no se unen al área de superficie completa del 10 material. Como un ejemplo, la unión con patrón térmica involucra el pasar una tela o tejido de fibras u otro material de capa de hoja que va a ser unido entre un rodillo de calandrado y un rodillo de yunque, por lo menos uno de los cuales es calentado. El rodillo de calandrado es generalmente con patrón en una manera de forma que la tela completa no esté unida a través de su superficie completa. Alternativamente, ambos rodillos pueden tener un patrón. Varios patrones para los rodillos de calandrado se han desarrollado por razones f ncionales así como estéticas . Los ejemplos de la unión con patrón térmica, incluyen pero no se limitan a los patrones de unión de punto térmico tal como se enseña en la patente de los Estados Unidos de América número 3,855,046 otorgada a Hansen y Pennings, e incorporada aquí por referencia, la cual se conoce como patrón "H&P" y la cual tiene alrededor de 30% de área unida con alrededor de 200 unidas por pulgada cuadrada. Otro patrón de unión de punto térmico de ejemplo es el patrón de unión Hansen y Pennings expandido o "EHP" el cual produce alrededor de un área unida de 15 por ciento. Otro ejemplo útil de la unión de patrón térmico es el método de unión térmica de patrón no unido o de punto no unido como se describe en la patente de los Estados Unidos de América número 5,858,515 otorgada a Stokes y otros, e incorporada aquí por referencia, en la cual uno o ambos rodillos de calandrado están grabados de manera que su superficie comprende un patrón continuo de áreas de planicie definiendo una pluralidad de aberturas discretas, agujeros u orificios. Cada una de las aberturas en la superficie del rodillo o de los rodillos forma 11 un área no unida discreta en la superficie del material de tela no tejida en el cual las fibras del tejido están esencialmente o completamente no unidas .

Descripción Detallada de la invención Está descrito aquí un material no tejido adecuado como un material de rizos para un sistema de sujeción mecánico, tal como un sistema de sujeción mecánica de ganchos y rizos. También está descrito aquí un método para hacer el material de rizos no tejido de la invención. La invención se describirá con referencia a los dibujos que ilustran ciertas incorporaciones y con referencia a ciertas otras incorporaciones de ejemplo como se describe aquí abajo. Será evidente para aquellos expertos en el arte el que estas incorporaciones no representan el alcance completo de la invención el cual es completamente aplicable en la forma de variaciones y equivalentes como puedan abarcarse por las reivindicaciones anexas aquí . También se intenta que el alcance de las reivindicaciones se extienda a todas esas variaciones y equivalentes .

La figura 1 es una vista superior la cual ilustra un material de rizos no tejido de ejemplo de la invención. El uso del término "rizos" no se intenta que limite el material de rizos de la presente invención a solo materiales en los cuales son empleados los rizos de material formados separadamente y 12 discretos para recibir y enganchar los elementos de ganchos de un material de ganchos complementario. Más bien, el material de rizos de la presente invención incluye los tejidos o las telas no tejidas en las cuales las fibras individuales son fibras rizadas que forman una estructura de tejido abierta con partes sustancialmente huecas entre las fibras de manera que las fibras funcionan para enganchar los elementos de ganchos sin tales fibras necesariamente siendo formadas en rizos discretos. Varios tipos de materiales de ganchos y de elementos de ganchos, tal como las formas de "J" invertidas, las formas de "T" invertidas y los ganchos de forma generalmente de hongo son conocidos en el arte. Refiriéndonos de nuevo a la figura 1, el material de rizos no tejido 4, en su forma más simple, un material no tejido que tiene áreas unidas continuas 6 las cuales definen una pluralidad de áreas no unidas dimensionalmente estabilizadas y discretas 8. Dentro de las áreas unidas continuas 6, las fibras del material no tejido son unidas o fundidas juntas y deseablemente son esencialmente no fibrosas y puede, por ejemplo, comprender un área de tipo de película. En las áreas no unidas 8 las fibras del material no tejido están esencialmente o completamente de unión o fusión de manera que estas retienen su estructura fibrosa abierta. El material de rizo no tejido de la invención puede tener pesos base que varían de desde alrededor de 20 a alrededor de 100 gramos por metro cuadrado ("gsm"), y más particularmente a alrededor de 40 gramos por metro cuadrado alrededor de 80 gramos por metro cuadrado. El otro aspecto, el material de rizos no tejido puede tener un grosor o volumen de 13 tela de desde alrededor de 0.4 milímetros a alrededor de 1.2 milímetros o mayor.

La figura 2 ilustra esquemáticamente un proceso para formar el material de rizos no tejido de la presente invención. En la figura 2, la linea de proceso 10 incluye un extrusor 12 para derretir y extrudir el polímero suministrado dentro del extrusor 12 desde la tolva de polímero 1 . El polímero es alimentado desde el extrusor 12 a través del conducto de polímero 16 hasta un órgano de hilado 18. Dicho órgano de hilado 18 tiene las aberturas definidas que son comúnmente arregladas en una o más hileras . Las aberturas de órgano de hilado desde una cortina de fibras 20 que se extiende hacia abajo cuando el polímero derretido es extrudido a través del órgano de hilado.

Los polímeros adecuados para la presente invención incluyen los polímeros conocidos adecuados para la producción de telas no tejidas y materiales no tejidos tal como por ejemplo poliolefinas, poliésteres, poliamidas, policarbonatos y copolímeros y mezclas de los mismos. Las poliolefinas adecuadas incluyen, pero no se limitan a polietileno, por ejemplo, polietileno de alta densidad, polietileno de densidad media, polietileno de baja densidad y polietileno de densidad baja lineal; polipropileno, por ejemplo polipropileno isobático, polipropileno sindiotático, mezclas de polipropileno isotáctico y de polipropileno atáctico; polibutileno, por ejemplo poli(l- 14 buteno) y poli (2-buteno) ; polipenteno, por ejemplo, poli(l-penteno) y poli (2 -penteno) ; poli 83 -metilo-l-penteno) ; poli (4-metilo-l-penteno) ; y copolímeros y mezclas de los mismos. Los copolímeros adecuados incluyen pero no se limitan a copolímeros al azar y de bloque preparados de dos o más monomeros de olefina insaturados diferentes, tal como los copolímeros de etileno propileno, butileno/butileno y etileno/butileno . Los copolímeros de ejemplo de olefinas incluyen aquellos que contienen de desde alrededor de 99.5 a alrededor de 90 por ciento, por peso, de propileno y de desde alrededor de 0.5 a alrededor de 10 por ciento, por peso, de un s?-monómero alfa olefina de etileno u. otro teniendo por lo menos 4 átomos de carbono tal como 1-buteno, 4-metilo-l penteno, 1-hexeno, o 1-octeno.

Las poliamidas adecuadas incluyen, pero no se limitan a nylon 6, nylon 6/6, nylon 4/6, nylon 11, nylon 12, nylon 6/10, nylon 6/12, nylon 12/12, copolímeros de caprolactona y alquileno óxido diamida, y similares, así como mezclas y copolímeros de los mismos. Los poliésteres adecuados incluyen, pero no se limitan a tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutinelo, tereftalato de polietetrametileno, policiclohexileno-1, 4-dimetileno tereftalato y copolímeros de isoftalato de los mismos, así como mezclas de los mismos.

La línea de proceso de ejemplo 10 también incluye un soplador de enfriamiento 22 colocado a un lado de la cortina de fibras 20 que se extiende desde el órgano de hilado 18. El 15 aire desde el soplador de aire de enfriamiento 22 enfría las fibras 20 que se extienden desde el órgano de hilado 18. El aire de enfriamiento puede ser dirigido desde un lado de la cortina de fibras como se mostró en la figura 2 , o ambos lados de la cortina de fibras. Como se usó aquí, el término "enfriamiento" generalmente significa reducir la temperatura de las fibras usando un medio que está más frío que las fibras tal como mediante el uso por ejemplo de corrientes de aire enfriadas, corrientes de aire de temperatura ambiente, o corrientes de aire ligeramente a moderadamente calentadas.

A fin de producir las fibras rizadas, es aplicado un enfriamiento diferencial a las fibras 20 cuando éstas están esencialmente derretidas. Como se usó aquí, "enfriamiento diferencial" significa aplicar el medio de enfriamiento en tal forma como para impartir diferentes tensiones desde un lado de la sección transversal de una fibra al otro lado mientras que las fibras están siendo jaladas desde el órgano de hilado. La impartición de una tensión diferencial hace que las fibras se tuerzan o ricen, por ejemplo "rizado" en una forma helicoidal. La tensión diferencial puede ser creada por, por ejemplo, el uso de un soplador de aire de enfriamiento único como se mostró en la figura 2 el cual entrega el aire de enfriamiento a una velocidad de aire relativamente alta, tal como por ejemplo a alrededor de 600-700 pies por minuto (alrededor de 183-213 metros por minuto) . La velocidad de aire de enfriamiento requerirá en un proceso dado para impartir el rizado helicoidal 16 puede ser superior o más baja y dependerá de un número de factores de procesamiento tal como, por ejemplo, la selección del polímero, la temperatura de derretido del polímero, la temperatura del aire de enfriamiento, la velocidad de la fibra, la distancia del soplado de aire de enfriamiento a la cortina de fibras y el número de orificios de órgano de hilado (y por tanto de fibras) por área de unidad.

Alternativamente, en donde el medio de enfriamiento está dirigido a la cortina de fibras desde ambos lados, la tensión diferencial puede ser creada mediante el colocar el soplador de enfriamiento sobre un lado de la cortina de fibras a una velocidad de aire significativamente superior y/o a una temperatura de aire significativamente más fría, que la del soplador de enfriamiento sobre el otro lado de la cortina de fibras . El enfriamiento diferenciado de las fibras derretidas está descrito, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 5,427,845 otorgada a Sa yer y otros, e incorporada aquí por referencia. Aún cuando se conoce el arte el producir las fibras de bicomponente helicoidalmente rizadas o las fibras helicoidalmente rizadas teniendo las secciones transversal de lóbulo o conformadas, ninguno de estos expedientes se requiere para producir el rizado helicoidal cuando se utiliza un enfriamiento diferenciado, y los procesos de fibra conformada y de bicomponente requieren más aparatos de producción de fibra especializada que las fibras circulares de mono componente . 17 Como se declaró anteriormente, una variedad de polímeros y copolímeros puede ser utilizada para formar las fibras de mono componente rizadas mediante el enfriar en forma diferenciada las fibras derretidas . Dependiendo de las variables del proceso tal como la temperatura de derretido y la temperatura de aire de enfriamiento disponible y la taza de flujo de aire de enfriamiento, puede ser deseable el seleccionar polímeros los cuales forman fácilmente las fibras rizadas bajo condiciones de enfriamiento diferenciadas. En este aspecto, los copolímeros especialmente los copolímeros de olefinas, tal como por ejemplo los copolímeros al azar y de bloque preparados de dos o más monómeros de olefina insaturados diferentes, tal como por ejemplo los copolímeros al azar de propileno y etileno, y los copolímeros al azar de propileno y butileno, desarrollan fácilmente el rizado bajo condiciones de enfriamiento diferenciadas .

Refiriéndonos de nuevo a la figura 2 , un aspirador o unidad de jalado de fibra 24 para recibir las fibras enfriadas es colocado abajo del órgano de hilado 18 y el soplador de enfriamiento 22. Las unidades de jalado de fibra o aspiradores para usarse en los polímeros de hilado con derretido son muy conocidas en el arte. Las unidades de jalado y fibra adecuadas para usarse en el método de la presente invención incluyen, pero no se limitan a aspiradores de fibra lineal de los tipos mostrados en las patentes de los Estados Unidos de América 18 números 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros y 4,340,563 y 4,405,297 otorgadas a Appel y otros todas incorporadas aquí por referencia. Descrito generalmente, la unidad de jalado de fibras 70 incluye un conducto vertical alargado a través del cual son jaladas las fibras mediante aire de aspiración que entra desde los lados del conducto y que fluye hacia abajo a través del conducto. El aire de aspiración es suministrado por un soplador (no mostrado) . La unidad de jalado de fibra 24 atenúa las fibras, esto es, aplica una fuerza hacia abajo sobre las fibras reduciendo por tanto el diámetro desde el diámetro inicialmente extrudido a través del órgano de hilado 18. Generalmente hablando, las fibras pueden tener un denier por fibra ("denier" o "dpf") de alrededor de 1 a 10 denier, y deseablemente son de alrededor de 2 a alrededor de 6 denier. El denier es una medida de una masa de fibra a longitud de unidad en donde un denier iguala un gramo por 9000 metros de fibra.

Una superficie formadora perforada sin fin 26 está colocada debajo de la unidad de jalado de fibra 24 para recibir las fibras desde la abertura de salida de la unidad de jalado de fibra 24. Una fuente de vacío 28 colocada debajo de la superficie formadora perforada 26 puede benéficamente ser empleada para jalar las fibras atenuadas sobre la superficie formadora perforada 26. Las fibras recibidas sobre la superficie formadora perforada 26 comprenden una tela no tejida 30 de fibras continuas sueltas las cuales son consolidadas inicialmente usando medios de consolidación 32 para ayudar en la transferencia del tejido a unos medios de unión. Los medios de consolidación 32 pueden deseablemente ser, por ejemplo, un rodillo de compactación mecánico como se conoce en el arte.

La tubería de proceso 10 además incluye un conjunto de unión con patrón 40 tal como los rodillos de calandrado con patrón térmico mostrados en la figura 2 los cuales son usados para unir térmicamente la tela no tejida en una tela unida coherente 44. Como se describió anteriormente, la unión con patrón es un proceso por el cual las fibras son fundidas juntas tal como mediante la aplicación de calor y presión para formar uniones . El patrón seleccionado puede ser un patrón de unión de punto o un patrón no unido de punto, dependiendo de la aplicación de uso final particular y de la tolerancia para los jalados de fibra para la aplicación. Con el desenganche o remoción del material de ganchos durante el uso normal del sistema de sujeción de ganchos y rizos las fibras actúan como rizos con las cuales los ganchos son enganchados y pueden tener una tendencia, a una extensión mayor o menor a ser jalados fuera de la estructura de tela no tejida fibrosa. Un método de unión térmica no unida de punta o no unido con patrón de ejemplo está descrito en la Patente de los Estados Unidos de América número 5,858,515 otorgada a Stokes y otros, e incorporada aquí en su totalidad por referencia. El método no unido con patrón descrito en Stokes y otros reduce los jalados de fibra y por tanto es un método de unión particularmente útil para las aplicaciones en donde es deseable el minimizar la 20 ocurrencia de los jalados hacia fuera de las fibras.

En una unión de punto no unido, uno o ambos de los rodillos de calandrado son grabados de manera que su superficie comprende un patrón continuo de áreas de superficie o planicie que definen una pluralidad de aberturas discretas, orificios o agujeros. Cada una de las aberturas en las superficies del rodillo o rodillos definidas por las áreas de planicie continuas forman un área no unida discreta en la superficie de material de tela no tejida en el cual las fibras del tejido son esencial o completamente no unidas . En la figura 3 , está mostrado un rodillo de calandrado de ejemplo 60 que tiene un grabado de superficie no unido de punto que tiene áreas de planicie continuas 62 que definen una pluralidad de aberturas u orificios discretos 64. El tamaño, la forma, el número y la configuración de aberturas 64 puede variarse para satisfacer los requerimientos de uso final particulares del material de rizos no tejido. El grado de unión impartido al material de rizos no tejido por las áreas de planicie continua 62 puede expresarse como un por ciento de área unida, por ejemplo la parte del área de por lo menos una superficie del material de rizos no tejido ocupado por las áreas unidas continuas designadas en la figura 1 con el número de referencia 6. Alternativamente, esto puede ser expresado en términos del por ciento de área no unida, esto, la parte de por ciento del material de rizo no tejido que comprende fibras sueltas disponibles para actuar como rizos. Declarado en forma general, el límite inferior sobre el por ciento de área 21 unida adecuado para un material de rizos no tejido (o alternativamente el límite superior sobre el por ciento de área no unida) es el punto en el cual el jalado de fibra excesivamente reduce la integridad y duración de superficie del material no unido con patrón. Para las aplicaciones en donde una cantidad baja moderada de jalados de fibra hacia fuera es aceptable, este por ciento de área no unida puede ser adecuadamente tan alto como de alrededor de 85 por ciento. Para otras aplicaciones en donde los jalados son menos deseables los materiales de rizos no tejidos teniendo por ciento de áreas no unidas variando de desde alrededor de 80 por ciento a alrededor de 50 por ciento se han encontrado que son adecuados.

Aún cuando la figura 2 y la línea de proceso 10 hasta aquí descritas con respecto a un aparato de hilado de fibra única o "banco de hilado" , en ciertas incorporaciones puede ser empleado más de un banco de hilado. Por ejemplo, la línea de proceso puede emplear múltiples bancos de hilado en donde cada banco de hilado produce fibras rizadas por el uso de un enfriamiento diferenciado, en cada banco de hilado las fibras rizadas de cada banco subsiguiente (o "hacia abajo") son depositadas en la superficie formadora perforada arriba de las fibras del banco de hilado previo (o hacia arriba"), y después de que el último banco de hilado ha depositado sus fibras el tejido es entonces transportado adicionalmente hacia abajo a través de los medios de consolidación y a través de un conjunto de unión como se describió anteriormente. Sin embargo, en donde 22 son empleados múltiples bancos de hilado deberá notarse que no es necesario que todos los bancos de hilado formen fibras rizadas. Más bien, es solo necesario que la superficie de material de rizos no tejido el cual se intenta que sea usado para enganchar los ganchos del sistema de sujeción mecánico contenga fibras rizadas.

Además, son posibles otras variaciones. En donde son empleados los bancos de hilado múltiples los bancos de hilado individuales pueden todos hilar el mismo polímero, tal como polipropileno, o un copolímero al azar de propileno y etileno o un poliéster. Alternativamente, todos los bancos de hilado no requieren todos usar el mismo polímero, por ejemplo, cualquier bancos del hilado individuales adicionales no necesitan producir fibras del mismo tamaño. Como un ejemplo de una incorporación la cual combina lo anterior, una línea de proceso de dos bancos de hilado puede ser utilizada en donde el primero o el banco de hilado hacia arriba y las fibras de polipropileno no rizadas y el segundo o el banco de hilado hacia abajo hila fibras de copolímero al azar rizadas, el segundo 'banco de hilado deposita las fibras rizadas arriba de las fibras no rizadas del primer banco de hilado. Las fibras no rizadas pueden ser por ej emplo de desde alrededor de 2 a alrededor de 5 denier y las fibras rizadas de desde alrededor de 3 a alrededor de 6 denier. El tejido, conteniendo fibras de los bancos de hilado, es entonces transportado adicionalmente hacia abajo a través de los medios de consolidación y del conjunto de unión 23 para formar un material de rizos no tejido que tiene una mayoría de las fibras rizadas sobre una superficie del material, y teniendo una mayoría de las fibras no rizadas sobre la superficie opuesta del material . También deberá notarse que aún cuando los bancos de hilado individuales pueden producir fibras a alrededor de tazas de producción de masa igual, éstos pueden alternativamente producir las fibras a tazas de producción de masas significativamente desigual en donde un banco de hilado produce, por ejemplo, dos tercios del peso base del material de rizos no tejido final mientras que el otro banco de hilado produce un tercio.

Refiriéndonos de nuevo a la figura 2, la línea de proceso 10 además incluye un rodillo de enrollado 50 para tomar el tejido unido 44. Aún cuando no se muestran aquí, varios pasos de terminado y/o de procesamiento potenciales adicionales conocidos en el arte tal como por ejemplo el corte de tejido, el estiramiento, el tratamiento, la impresión sobre el material de rizos no tejido, y/u otras operaciones pueden llevarse a cabo sin departir del espíritu y alcance de la invención. Como un ejemplo, puede ser altamente deseable el imprimir el material de rizos no tejidos con gráficas de color para proporcionar un material más visualmente atractivo. Además, como una alternativa para tomar la tela no tejida en el rodillo de enrollado 50, la tela no tejida puede ser dirigida inmediatamente a varias operaciones de formación de producto de conversión o integradas. 24 Como otro ejemplo particular, puede ser benéfico el someter el material no tejido a una cantidad pequeña (alrededor de 5% a alrededor de 15 por ciento) de estiramiento para proporcionar además un volumen o esponjado adicional a las fibras en las áreas no unidas, permitiendo un enganche incrementado con los ganchos . Este estiramiento puede llevarse a cabo en ya sea la dirección longitudinal del material (esto es la dirección en la cual el material es producido, también conocida como la dirección de la máquina) o en la dirección transversal del material (la dirección perpendicular a la dirección de producción del material, también conocida como la dirección transversal a la máquina) y puede lograrse por medios como se conoce en el arte, tal como por ejemplo el uso de armazones de bastidor para el estiramiento transversal, o por diferencia de velocidad de jalado entre una serie de rodillos de punto de presión impulsados para el estiramiento longitudinal . Como un ejemplo específico, puede ser aplicada alrededor de un 10 por ciento de una fuerza de estiramiento longitudinal al material por el transporte del material a través de una serie de rodillos con punto de presión impulsados en donde el segundo par de rodillos de punto de presión impulsados es impulsado a una velocidad 10% más rápida que la del primer par de rodillos.

El material de rizos no tejido de la invención es útil en un sistema de sujeción mecánica en una amplia variedad de artículos absorbentes para el cuidado personal desechables y en los artículos protectores desechables . Los artículos 25 absorbentes para el cuidado personal desechables incluyen pero no se limitan a los artículos absorbentes para el cuidado del infante y del niño tal como pañales y calzoncillos de aprendizaje, ropa para nadar desechable, prendas para incontinente para el cuidado del adulto, artículos para el cuidado de la mujer tal como toallas sanitarias, vendajes y vendas para heridas y similares. Los artículos protectores desechables incluyen pero no se limitan a tales artículos tales como trajes quirúrgicos y cubiertas quirúrgicas, trajes de examen de paciente, ropa de trabajo industrial y vestuario de cuarto limpio. Tales artículos para el cuidado personal y protectores desechables generalmente tienen un lado de cara al cuerpo el cual es usado o colocado en contra o hacia el cuerpo del usuario y un lado de cara no al cuerpo de cara hacia fuera del cuerpo del usuario. El material de rizos no tejido de la invención, cuando se usó como parte de un sistema de sujeción mecánica para tales artículos para el cuidado personal y protectores desechables, generalmente será colocado sobre o sujetado a el lado no de cara al cuerpo o exterior del artículo, o alternativamente el lado exterior o no de cara al cuerpo del artículo puede estar compuesto completamente del material de rizos no tejido de la invención. El material de ganchos generalmente será colocado sobre un apéndice o comprenderá un apéndice sobre el artículo el cual está convenientemente localizado sobre el artículo de manera que el usuario o el que porta el artículo es capaz de sobreponer el apéndice de ganchos con el material de rizos no tejido, esto es, que es fácilmente 26 capaz de colocar el apéndice de ganchos en una relación de cara a cara con el material de rizos no tejido, de manera que los componentes de ganchos puedan enganchar las fibras del material de rizos.

Volviendo a la figura 4 ahí se muestra un artículo para el cuidado personal de ejemplo tal como el pañal 70. El pañal 70, como es típico para la mayoría de los artículos absorbentes para el cuidado personal, incluye un forro de lado al cuerpo permeable al líquido 74, por ejemplo un lado interior o de cara al cuerpo, y una cubierta exterior impermeable al líquido 72, por ejemplo un lado exterior o de no cara al cuerpo. Varias telas tejidas o no tejidas pueden ser usadas para el forro del lado al cuerpo 74 tal como una tela no tej ida unida con hilado de fibras de poliolefina o un tejido cardado y unido de fibras naturales y/o sintéticas. La cubierta exterior 72 está formada de un material de barrera al líquido delgado tal como por ejemplo una capa unida con hilado-soplado con fusión, una capa unida con hilado-soplada con fusión-unida con hilado, una capa de película de polímero termoplástico . Una cubierta exterior de película de polímero puede ser grabada y/o de terminado mate para proporcionar una apariencia más estéticamente placentera, o puede ser un laminado formado de una tela tejida o no tejida y de una película termoplástica . La cubierta exterior 72 puede opcionalmente estar compuesta de un material con capacidad para respirar que es permeable a los vapores o al gas pero que esencialmente es impermeable al 27 líquido, tal como se conoce en el arte. Los ejemplos de los materiales de cubierta exterior incluyen pero no se limitan a aquellos descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 6,309,736 otorgada a McCormarck y otros, cuya descripción se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

Colocado entre el forro 74 y la cubierta exterior 72 está un núcleo absorbente (no mostrado) formado, por ejemplo, de una mezcla de fibras de borra de pulpa de madera celulósica hidrofílicas y partículas de gelación altamente absorbentes (por ejemplo material súperabsorbente) . El pañal 70 puede además incluir las aletas de contención opcionales 76 hechas de o sujetadas al forro del lado al cuerpo 74. Las construcciones y arreglos adecuados para tales aletas de contención están descritos, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 4,704,116 otorgada a Enloe, cuya descripción se incorpora aquí por referencia en su totalidad. Aún más, el pañal puede opcionalmente incluir elementos adicionales conocidos a aquellos expertos en el arte, incluyendo pero no limitándose a puños de pierna elastizados, a una banda de cintura elástica y otros .

Para asegurar el pañal 70 alrededor del usuario, el pañal tendrá algún tipo de medios de sujeción unidos al mismo. Como se mostró en la figura 4, los medios de sujeción son un sistema de sujeción de ganchos y rizos que incluye los elementos de gancho 78 sujetados a la superficie interior y/o 28 exterior de la cubierta exterior 72 en la región de pretina posterior del pañal 70 y uno o más elementos o parches de rizos 80 hechos del material de rizos no tejido de la presente invención sujetados a la superficie exterior de la cubierta exterior 72 en la región de pretina frontal del pañal 70. El material de rizos no tejido puede ser asegurado a la cubierta exterior 72 del pañal 70 por los medios de sujeción conocidos, incluyendo pero no limitándose a adhesivos, unión térmica, unión ultrasónica o una combinación de tales medios . Como una incorporación alterna, el material de rizos no tejido puede cubrir esencialmente toda o toda la superficie exterior de la cubierta exterior 72. Un ejemplo de esto será un material de cubierta exterior construido de un laminado de material de rizos no tejido/película termoplástico.

Aún cuando varias patentes han sido incorporadas aquí por referencia, en la extensión en que haya cualquier inconsistencia entre el material incorporado y aquel de la descripción escrita, la descripción escrita será la que prevalezca. Además, aún cuando la invención se ha descrito en detalle con respecto a las incorporaciones específicas de la misma, será evidente para aquellos expertos en el arte el que varias alteraciones, modificaciones y otros cambios pueden hacerse a la invención sin departir del espíritu y alcance de la presente invención. Se intenta por tanto que las reivindicaciones cubran todas esas modificaciones, alteraciones y otros cambios abarcados por las reivindicaciones anexas .

Claims (31)

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

1. Un material de rizos no tejido para un artículo para el cuidado personal, dicho material de rizos comprende fibras de mono componente continuas helicoidalmente rizadas que tienen unas secciones transversal esencialmente circular, dicho material de rizos no tejido tiene una primera superficie plana y una segunda superficie plana, dicho material de rizos no tejido además tiene una pluralidad de áreas no unidas discretas definidas por las áreas unidas esencialmente continuas, en donde dichas áreas no unidas comprenden alrededor de 85 a alrededor de 50 por ciento de dicha segunda superficie plana de dicho material de rizos no tejido.

2. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 1, caracterizado porque dichas fibras de mono componente continuas helicoidalmente rizadas comprenden un polímero termoplástico seleccionado del grupo que consiste de poliolefinas y copolímeros del mismo.

3. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 2, caracterizado porque el polímero termoplástico es un copolímero al azar de olefxnas.

4. El material de rizos no tejido tal y como se 30 reivindica en cláusula 2, caracterizado porque el material de rizos no tejido además comprende fibras continuas no rizadas.

5. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 4, caracterizado porque las fibras de mono componente rizadas comprenden un copolimero al azar de propileno y etileno y en donde dichas fibras no rizadas comprenden polipropileno.

6. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 5, caracterizado porque dicha primera superficie plana comprende una mayoría de dichas fibras no rizadas y además en donde dicha segunda superficie plana comprende una mayoría de dichas fibras rizadas.

7. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 6, caracterizado porque tiene un peso base de alrededor de 20 a alrededor de 100 gramos por metro cuadrado .

8. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 7, caracterizado porque tiene un peso base de alrededor de 40 a alrededor de 80 gramos por metro cuadrado .

9. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 7 , caracterizado porque tiene un volumen 31 de alrededor de 0.4 milímetros a alrededor de 1.2 milímetros.

10. El material de rizos no tejido tal y como se reivindica en cláusula 9, caracterizado porque dichas fibras rizadas son de alrededor de 3 a alrededor de 6 denier y en donde dichas fibras no rizadas son de alrededor de 2 a alrededor de 5 denier .

11. Un artículo desechable que comprende el material de rizos no tejido tal y como se reivindica en la cláusula 1.

12. Un artículo desechable que comprende el material de rizos no tejido tal y como se reivindica en la cláusula 6.

13. Un proceso para hacer un material no tejido que comprende los pasos de: a) proporcionar una composición de polímero termoplastico formadora de fibra; b) formar una pluralidad de fibras de mono componente derretidas de dicha composición de polímero termoplastico, dichas fibras de mono componente derretidas tienen una sección transversal . esencialmente circular; c) enfriar en forma diferenciada dichas fibras derretidas para formar fibras de mono componente rizadas que tienen una sección transversal esencialmente circular; d) depositar dichas fibras de mono componente rizadas sobre una superficie formadora para formar un material de tela no tejida; y después e) unir dicho material de tela no tejida con calor y presión para formar un patrón de áreas unidas esencialmente continuas que definen una pluralidad de áreas no unidas discretas, y en donde dicho material no tejido tiene un área no unida de desde alrededor de 85% a alrededor de 50 por ciento.

14. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque comprende además el paso de proporcionar con la formación de la superficie una pluralidad de fibras no rizadas antes del paso de depositar dichas fibras rizadas .

15. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 14, caracterizado porque composición de polímero termoplástico formadora de fibra es un copolímero al azar de olefinas y además en donde las fibras no rizadas comprenden polipropileno.

16. El proceso tal y como se reivindica en la 33 cláusula 15, caracterizado porque dicha composición de polímero termoplástico formadora de fibra es un copolímero al azar de propileno y etileno.

17. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque comprende además el paso de someter el material no tej ido a una fuerza de estiramiento después del paso de unión.

18. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 17, caracterizado porque dicha fuerza de estiramiento es una fuerza de estiramiento longitudinal de 5 por ciento a 15 por ciento.

19. Un artículo desechable que comprende: un lado de contacto al cuerpo interior y un lado de contacto exterior no al cuerpo, un material de ganchos, y un material de rizos no tejido, en donde dicho material de rizos comprende por lo menos una parte de dicho lado de contacto no al cuerpo exterior, y además en donde dicho material de rizos no tejido comprende una pluralidad de fibras de mono componente continuas rizadas helicoidal ente que tienen una sección transversal esencialmente circular. 34

20. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 19, caracterizado porque dicho material de rizos no tejido comprende las superficies planas primera y segunda, en donde dicha primera superficie plana comprende una mayoría de dichas fibras no rizas y dicha segunda superficie plana comprende una mayoría de fibras rizadas y además en donde dicha segunda superficie plana está expuesta sobre dicho lado de contacto no al cuerpo exterior de dicho artículo.

21. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizado porque dichas fibras rizadas comprenden un copolímero al azar de propileno y etileno y en donde dichas fibras no rizadas comprenden polipropileno.

22. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizado porque además comprende un apéndice y en donde dicho material de ganchos está localizado sobre dicho apéndice, y además en donde dicho apéndice y el material de ganchos están adaptado para ser sobrepuestos y enganchados con dicho material de rizos.

23. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 21, caracterizado porque además comprende un apéndice en donde dicho material de ganchos está localizado sobre dicho apéndice y además en donde dicho apéndice 35 y dicho material de ganchos están adaptados para ser sobrepuestos y enganchados con dicho material de rizos.

24. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 22, caracterizado porque dicho material de rizos comprende sobre su superficie un patrón de unión de punto no unido, dicho patrón de unión de punto no unido comprende una pluralidad de áreas no unidas discretas definidas por áreas unidas esencialmente continuas.

25. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 22, caracterizado porque dicho material de rizos comprende sobre su superficie un patrón de unión de punto unido, dicho patrón de unión de punto unido comprende una pluralidad de áreas unidas discretas separadas por áreas esencialmente no unidas .

26. El artículo desechable tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho material de rizos comprende sobre su superficie un patrón de unión de punto no unido, dicho patrón de unión de punto no unido comprende una pluralidad de áreas no unidas discretas definidas por áreas unidas esencialmente continuas, en donde dichas áreas no unidas comprenden alrededor de 85 a alrededor de 50 por ciento de dicha segunda superficie plana de dicho material de rizos no tejido. 36

27. Un pañal desechable que comprende: un forro de contacto con el cuerpo, una cubierta exterior, un núcleo absorbente colocado entre dicho forro y dicha cubierta exterior, y un sistema de sujeción mecánica, dicho sistema de sujeción mecánica comprende un material de rizos no tejido y un apéndice que comprende un material de ganchos, dicho material de rizos no tejido comprende por lo menos una parte de dicha cubierta exterior y que tiene una primera superficie plana que comprende una mayoría de fibras no rizadas y una segunda superficie plana que comprende una mayoría de fibras de mono componente continuas helicoidalmente rizadas que tienen una sección transversal esencialmente circular, y en donde dicha segunda superficie plana de dicho material de rizos no tejido está expuesta.

28. El pañal desechable tal y como se reivindica en la cláusula 27, caracterizado porque dichas fibras de mono componente rizadas comprenden un copolímero al azar de polipropileno y etileno y dichas fibras no rizadas comprenden polipropileno .

29. El pañal desechable tal y como se reivindica en la cláusula 28, caracterizado porque dicho material de rizos comprende sobre una superficie un patrón de unión unido de punto, dicho patrón de unión unido de punto comprende una pluralidad de áreas unidas discretas separadas por áreas esencialmente no unidas . 37

30. El pañal desechable tal y como se reivindica en la cláusula 28, caracterizado porque el material de rizos comprende sobre una superficie un patrón de unión de punto no unido, dicho patrón de unión de punto no unido comprende una pluralidad de áreas no unidas discretas definidas por áreas unidas esencialmente continuas .

31. El pañal desechable tal y como se reivindica en la cláusula 30, caracterizado porque dichas áreas no unidas comprenden alrededor de 85 a alrededor de 50 por ciento de dicha segunda superficie plana de dicho material de rizos no tejido. 38 E S UM E N La presente invención proporciona materiales de fibras no tejidos, y métodos para hacer los mismos, útiles para materiales de rizos en sistemas de sujeción mecánicos de ganchos y rizos, los materiales no tejidos teniendo fibras de mono componente rizadas que tienen secciones transversales esencialmente circulares, y los tejidos pueden además contener fibras no rizadas. La invención también proporciona artículos desechables que comprenden materiales de rizos no tejidos incluyendo artículos absorbentes para el cuidado personal desechables tales como pañales, toallas sanitarias para el cuidado de la mujer, y artículos para la incontinencia del adulto, y artículos protectores desechables tales como cubiertas y trajes quirúrgicos y otros vestuarios protectores.