MXPA05006874A - Fibras de bicomponente biodegradables con estabilidad termica-dimensional mejorada. - Google Patents

Abstract

Una fibra aglutinante hidrofilica biodegradable. Estas fibras pueden ser producidas mediante el hilar en conjunto un material de poliester alifatico en una configuracion de lado por lado con un polimero de polilactido para obtener una fibra con atributos de material mejorados. Un acido multicarboxilico puede ser incorporado en cualquiera o ambos de los componentes de la fibra. El polimero de poliester alifatico puede ser seleccionado de polimero de succinato de polibutileno, un polimero de succinato-co-adipato de polibutileno, o una mezcla de estos polimeros. La fibra de bicomponente biodegradable exhibe propiedades biodegradables substanciales, pero aun tiene una estabilidad termica mejorada y tiene un encogimiento significativamente reducido. La fibra de bicomponente puede ser usada en un producto absorbente desechable que se intenta para la absorcion de los fluidos tales como los fluidos del cuerpo.

Description

FIBRAS DE BICOMPONENTE BIODEGRADABLES CON ESTABILIDAD TERMICA- DIMENSIONAL MEJORADA Campo de la invención La presente invención se refiere a fibras aglutinantes de bicomponente biodegradables . Estas fibras pueden ser producidas mediante el hilado conjunto de un material de poliéster alifático en una configuración de lado por lado con un polímero de poliláctido para obtener una fibra con atributos de material mejorado. Un ácido multicarboxílico puede ser incorporado en cualquiera o ambos componentes de la fibra. El polímero de poliéster alifático puede ser seleccionado de polímero de succinato de polibutileno, un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno y una mezcla de estos polímeros. La fibra de bicomponente biodegradable exhibe propiedades biodegradables substanciales, pero tiene una estabilidad térmica mejorada y tiene un encogimiento significativamente reducido. La fibra de bicomponente puede ser usada en un producto absorbente desechable que se intenta para la absorción de los fluidos tales como los fluidos del cuerpo.

Antecedentes de la invención Los productos absorbentes desechables actualmente encuentran un uso extendido en muchas aplicaciones. Por ejemplo, en las áreas para el cuidado del infante y de los niños, los pañales y calzoncillos de aprendizaje han generalmente reemplazado los artículos absorbentes de tela que pueden volverse a usar. Otros productos absorbentes desechables típicos incluyen los productos para el cuidado de la mujer tal como las toallas sanitarias o los tapones, los productos para la incontinencia del adulto, y los productos para el cuidado de la salud tales como las cubiertas quirúrgicas o los vendajes para heridas . Un producto absorbente desechable típico generalmente comprende una estructura compuesta que incluye una hoja superior, una hoja inferior y una estructura absorbente entre la hoja superior y la hoja inferior. Estos productos usualmente incluyen algún tipo de sistema de sujeción para ajustar el producto sobre el usuario.

Los productos absorbentes desechables son típicamente sometidos a una o más descargas de líquido, tal como de agua, orina, fluidos menstruales o sangre durante el uso. Como tales, los materiales de los productos absorbentes desechables se hacen típicamente de materiales insolubles en el líquido, tal como las películas de polipropileno. Las películas exhiben una resistencia y capacidad de manejo suficientes de manera que el producto absorbente desechable retiene su integridad durante el uso por un usuario.

Aún cuando los pañales para bebé desechables y otros productos absorbentes desechables se han aceptado generalmente por el público, estos productos aún requieren de mejoras en áreas específicas. Por ejemplo, muchos productos absorbentes desechables pueden ser difíciles de desechar a través de un retrete o de las tuberías que conectan un retrete al sistema de drenaje.

El bienestar ambiental de los productos absorbentes desechables se ha convertido en una preocupación siempre en aumento a través del mundo. Al continuar llenándose los terrenos de relleno, ha habido una demanda incrementada de una reducción de fuente de material en productos desechables, la incorporación de más componentes que pueden volverse a reciclar y/o que son degradables en los productos desechables, y el diseño de productos que puedan ser desechados por medios distintos a la incorporación en las instalaciones de desecho de desperdicio sólido tal como los terrenos de relleno.

Como tal, existe una necesidad de nuevos materiales que puedan ser usados en productos absorbentes desechables que retengan generalmente su integridad y resistencia durante el uso, pero que después de tal uso, los materiales sean más eficientemente desechados. Por ejemplo, el producto absorbente desechable puede ser fácil y eficientemente desechado a través de un proceso de descomposición natural.

Alternativamente, el producto absorbente desechable puede ser fácil y eficientemente desechado en un sistema de drenaje de líquido en donde el producto absorbente desechable es capaz de ser degradado por los microorganismos.

Muchos de los polímeros biodegradables comercialmente disponibles son materiales de poliéster alifático. Aún cuando las fibras preparadas de poliéster alif tico son conocidas, se han encontrado problemas con su uso. En particular, los polímeros de poliéster alif tico se conocen que tienen una tasa de cristalización relativamente lenta en comparación a por ejemplo, los polímeros de poliolefina, por tanto frecuentemente resultan en un procesamiento pobre de los polímeros de poliéster alifático. Muchos polímeros de poliéster alifático también tienen temperaturas de derretido mucho más bajas que las poliolefinas y son difíciles de enfriar suficientemente después del procesamiento térmico. Los polímeros de poliéster alifático son, en general, materiales no humedecibles inherentemente y pueden requerir modificaciones para usarse en una aplicación para el cuidado personal. Además, el uso de los aditivos de procesamiento puede retardar la tasa de biodegradación del material original o el procesamiento de los aditivos mismos puede no ser biodegradable .

También, aún cuando las fibras de mono componente degradables son conocidas, se han encontrado problemas con su uso. En particular, las fibras degradables conocidas típicamente no tienen una buena estabilidad dimensional térmica si no es empleado un proceso de asentamiento por calor en el proceso de manera que las fibras usualmente sufran un encogimiento por calor severo debido al relajamiento de cadena de polímero durante los procesos de tratamiento por calor hacia abajo tal como la unión térmica o laminación. El proceso de calentamiento con calor actual hace al proceso no tejido un método impráctico para hilar fibras hechas de este polímero.

Por ejemplo, aún cuando las fibras preparadas de polímero poli (ácido láctico) son conocidas, se han encontrado problemas con su uso. En particular, los polímeros poli (ácido láctico) son conocidos porque tienen una tasa de cristalización relativamente lenta en comparación a por ejemplo los polímeros de poliolefina, frecuentemente resultando por tanto en un procesamiento pobre de los polímeros de poliéster alifático. Además, los polímeros de poli (ácido láctico) generalmente no tienen una buena estabilidad dimensional térmica. Los polímeros de poli (ácido láctico) usualmente sufren un encogimiento por calor severo debido al relajamiento de la cadena de polímero durante los procesos de tratamiento con calor hacia abajo, tal como la unión térmica y la laminación, a menos que se tome un paso extra de asentamiento por calor. Sin embargo, tal paso de asentamiento por calor generalmente limita el uso de la fibra en los procesos de formación del no tejido en el lugar, tal como la unión con hilado y el soplado con fusión en donde el asentamiento por calor es muy difícil de ser logrado.

Adicionalmente, cuando se producen no tejidos para aplicaciones para el cuidado personal hay un número de propiedades físicas que mejorarán la funcionalidad del tejido final. Para producir un tejido compuesto de fibras cortadas, tal como un tejido cardado y unido o colocado por aire, uno de los componentes fibrosos debe ser una fibra aglutinante. Para actuar efectivamente como una fibra aglutinante, las fibras son usualmente seleccionadas para hacer fibras de componentes múltiples homogéneos con una diferencia significante, por ejemplo, por lo menos de 20 ° C, en la temperatura de derretido entre los componentes de derretido superior y derretido inferior. Estas fibras pueden ser conformadas en muchas configuraciones diferentes, tal como de lado por lado o de núcleo y vaina .

La mayoría de los materiales usados en las aplicaciones para el cuidado personal son poliolefinas las cuales son materiales inherentemente hidrofóbicos . Para hacer estos materiales funcionales, son requeridos pasos de tratamiento adicionales posteriores al hilado, tal como el tratamiento con surfactante . Estos pasos extra aumentan el costo y forman una solución la cual no es frecuentemente suficiente para lograr las propiedades de manejo de fluido óptimas .

Para las aplicaciones para el cuidado personal, una de las propiedades más esenciales de las telas no tejidas y de sus fibras componentes, son las características de humedecimiento . Es benéfico el producir un material que sea hidrofílico y permanentemente humedecible . Una de las dificultades asociadas con las fibras cortas actuales es la falta de humectabilidad permanente. Las poliolefinas son materiales hidrofóbicos los cuales deben sufrir tratamientos de surfactante para proporcionar humectabilidad. Además de ser solo débilmente hidrofilicas después de este tratamiento, esta humectabilidad no es permanente, ya que el surfactante tiende a deslavarse durante las descargas consecutivas .

Por tanto, hay una necesidad de una fibra aglutinante la cual proporcione propiedades de humectabilidad inherente y de aglutinamiento . En forma adicional hay una necesidad de una fibra aglutinante que se ha habido agradable mientras que también proporcione estas propiedades de aglutinamiento y de humectabilidad mejoradas y aún pueda hilarse sin un encogimiento por calor significante .

Síntesis de la invención La presente invención proporciona una fibra aglutinante que es biodegradable la cual también proporciona propiedades de humectabilidad y de aglutinamiento mejoradas y que no obstante la cual es fácilmente preparada y es procesable en estructuras no tejidas finales seleccionadas sin sufrir un encogimiento por calor significante típicamente encontrado con el poliéster alifático o el poliláctido tradicional en los procesos para el tratamiento postérmico.

Un aspecto de la presente invención se refiere a una fibra aglutinante de bicomponente que comprende un material de poliéster alifático en una configuración de lado por lado con un polímero poliláctido.

Una incorporación de tal material de poliéster alifático comprende una mezcla de un polímero de poliéster alifático seleccionado de polímero de succinato de polibutileno, un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno, un polímero de policaprolactona, una mezcla de tales polímeros, y un copolímero de tales polímeros; y un ácido multicarboxílico, en donde el ácido multicarboxílico tiene un total de átomos de carbono que es de menos de alrededor de 30.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a una estructura no tejida que incluye la fibra aglutinante de bicomponente descrita aquí.

Una incorporación de tal estructura no tejida es una capa útil en un producto absorbente desechable .

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un proceso para preparar la fibra aglutinante de bicomponente descrita aquí.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un producto absorbente desechable que incluye la fibra aglutinante de bicomponente descrita aquí.

Descripción detallada de la invención La presente invención está dirigida a una fibra aglutinante biodegradable la cual comprende un material de poliéster alifático en una configuración de lado por lado con un polímero poliláctido. El material de poliéster alifático es una composición termoplástica . Como se usó aquí, el término "termoplastico" se quiere que se refiera a un material que se suaviza cuando se expone al calor y regresa esencialmente a su condición original cuando se enfría a la temperatura ambiente.

El poliláctido no modificado puede sufrir encogimiento por calor de más de 30 por ciento debido a su tasa de cristalización más lenta durante el procesamiento de fibra. Para reducir el encogimiento por calor se requiere una fase de asentamiento por calor posterior. Sin embargo, una fase de asentamiento por calor no es práctica en un proceso de formación o tejido. Esto hace al uso del poliláctido en el proceso de no tej idos una opción no atractiva ya que cualquiera de los pasos de terminado térmico hará a las fibras piezas pequeñas, duras y no reconocibles. Un poliláctido es de otra manera una elección factible para un polímero biodegradable, se deseo encontrar una técnica para superar este problema sin sacrificar la biodegradabilidad de la fibra de bicomponente .

Los polímeros de poliéster alifático son polímeros biodegradables que tienen otros desafíos de procesamiento asociados con su uso. Debido a su muy alta viscosidad y a sus temperaturas de derretido bajas de estos polímeros, puede ser difícil el lograr un enfriamiento suficiente durante el hilado. Esto lleva a dificultades tales como el agregado de fibra durante el jalado por aire. Las características de estas fibras resultan en ventanas de operación muy estrechas para los procesos de jalado a alta velocidad.

Mediante el hilar conjuntamente este polímero con poliláctido, este agregado de fibra puede ser reducido. Además, debido a que los polímeros de poliéster alifáticos tienen una estabilidad dimensional térmica excelente, estos pueden actuar como un soporte para el poliláctido, reduciendo por tanto esencialmente el encogimiento por calor. Esta combinación única de materiales en una configuración de bicomponente de lado por lado elimina las dificultades de procesamiento y funcionales asociadas con cada uno de los polímeros individuales. Finalmente, el polímero de poliéster alif tico puede ser usado para ayudar a provocar una nucleación del poliláctido, por lo que se facilita la cristalización del poliláctido.

Para lograr un procesamiento óptimo en un sistema de bicomponente, es benéfico el que los polímeros tengan características de reología compatibles. Para confeccionar las propiedades del flujo de derretido de polímero, puede ser agregado un ácido multicarboxílico al polímero de poliéster alifático, al polímero de poliláctido o ambos. Esta adición puede ser usada para lograr no solo el procesamiento, sino también para impartir atributos funcionales, tal como las propiedades de auto rizado a las fibras .

Se ha descubierto que, mediante el uso de una mezcla no reaccionada de los componentes descritos aquí, puede ser preparada una fibra aglutinante en donde tal fibra aglutinante es esencialmente biodegradable pero cuya fibra aglutinante es fácilmente procesada en estructuras no tejidas que exhiben propiedades mecánicas fibrosas benéficas .

La fibra aglutinante, en una incorporación, comprende una fibra de bicomponente que incluye un material de poliéster alifático en una configuración de lado por lado con un polímero poliláctido. Un ácido multicarboxílico puede ser agregado al polímero de poliéster alifático, al polímero de poliláctido o ambos.

El primer componente en la fibra de bicomponente es un polímero de poliéster alifático seleccionado de un polímero de succinato de polibutileno, un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno, un polímero de policaprolactona, una mezcla de tales polímeros y un copolímero de tales polímeros .

Un polímero de succinato de polibutileno es preparado generalmente por la polimerización por condensación de un glicol y de un ácido dicarboxílico o de un ácido anhídrido del mismo. Un polímero de succinato de polibutileno puede ser ya sea un polímero lineal o un polímero ramificado de cadena larga. Un polímero de succinato de polibutileno ramificado de cadena larga es preparado generalmente mediante el usar un componente polif ncional adicional seleccionado del grupo que consiste de polioles trifuncional o tetrafuncional, de ácidos oxicarboxílicos y de ácidos carboxílicos polibásicos. Los polímeros de succinato de polibutileno son conocidos en el arte y están descritos, por ejemplo, en la Solicitud de Patente Europea 0 569 153 A2 otorgada a Showa Highpolymer Co., Ltd., de Tokyo, Japón.

Un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno es preparado generalmente por la polimerización de por lo menos un alquil glicol y más de un ácido multifuncional alifático. Los polímeros de succinato-co-adipato de polibutileno también son conocidos en el arte .

Los ejemplos de los polímeros de succinato de polibutileno y los polímeros de succinato-co-adipato de polibutileno que son adecuados para usarse en la presente invención incluyen una variedad de polímeros de succinato de polibutileno y de polímeros de succinato-co-adipato de polibutileno que están disponibles de Showa Highpolymer Co., Ltd., de Tokyo, Japón, bajo la designación polímero de succinato de polibutileno BIONOLLE™ 1020 o polímero de succinato-co-adipato de polibutileno BIONOLLE™ 3020, los cuales son esencialmente polímeros lineales . Estos materiales son conocidos porque son esencialmente biodegradables .

Un polímero de policaprolactona es generalmente preparado por la polimerización de e-caprolactona . Los ejemplos de los polímeros de policaprolactona que son adecuados para usarse en la presente invención incluyen una variedad de polímeros de policaprolactona que están disponibles de Union Carbide Corporation, Somerset, New Jersey bajo la designación polímero TONE™ P767E y polímeros de policaprolactona TONE™ polímero P787. Estos materiales son conocidos porque son esencialmente biodegradables .

En una incorporación, el polímero de poliéster alifático es seleccionado de un polímero de succinato de polibutileno, un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno, un polímero de policaprolactona, una mezcla de tales polímeros y un copolímero de tales polímeros . El polímero de poliéster alifático está presente en el material de poliéster alifático en una cantidad efectiva para resultar en que las fibras aglutinantes exhiban propiedades seleccionadas . Las propiedades benéficas pueden incluir pero no se limitan a un encogimiento por calor reducido y a la facilitación de la cristalización del polímero poliláctido.

El polímero de poliéster alifático estará presente en una cantidad de peso que es mayor de 0 pero menor de 100 por ciento por peso. Benéficamente, la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero poliláctido variará de desde alrededor de 1 a 1 a alrededor de 10 a 1. En otra incorporación, la proporción de peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variará de desde alrededor de 1.5 a 1 a alrededor de 9 a 1. En aún otra incorporación, la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variará de desde alrededor de 2 a 1 a alrededor de 8 a 1. En aún otra incorporación, la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variará de desde alrededor de 3 a 1 a alrededor de 7 a 1. En aún otra incorporación, la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero poliláctido variará de desde alrededor de 4 a 1 a alrededor de 6 a 1.

En una incorporación, el polímero de poliéster alifático exhibe un peso molecular promedio de peso que es efectivo para que el material de poliéster alifático exhiba una resistencia de fusión benéfica, una resistencia mecánica de fibra y propiedades de hilado de fibra. En general, si el peso molecular promedio de peso de un polímero de poliéster alifático es muy alto, esto representa que las cadenas de polímero son enredadas pesadamente lo cual puede resultar en una composición termoplástica que comprende que el polímero de poliéster alifático sea difícil de procesar. En forma inversa, si el peso molecular promedio de peso de un polímero de poliéster alifático es muy bajo, esto representa que las cadenas de polímero no están enredadas en forma suficiente lo cual puede resultar en un material de poliéster alifático que comprende que el polímero de poliéster alifático exhibe una resistencia de derretido relativamente débil, haciendo al procesamiento de alta velocidad muy difícil. Por tanto, los polímeros de poliéster alif ticos adecuados para usarse en la presente invención exhiben pesos moleculares promedio de peso que son benéficamente de entre alrededor de 10.000 a alrededor de 2.000.000, más benéficamente de entre alrededor de 50.000 a alrededor de 400.000, y adecuadamente de entre alrededor de 100.000, alrededor de 300.000. El peso molecular promedio de peso para los polímeros de mezcla de polímero puede determinarse por los métodos conocidos por aquellos expertos en el arte.

En aún otra incorporación, el polímero de poliéster alifático exhibe un valor de índice de polidispersidad que es efectivo para que el poliéster alifático exhiba una resistencia de derretido benéfica, una resistencia mecánica de fibra y propiedades de hilado de fibra. Como se usó aquí, el "índice de polidispersidad" se quiere que represente el valor que puede ser obtenido mediante el dividir el peso molecular promedio de peso de un polímero por el peso molecular promedio de número del polímero. El peso molecular promedio de número para los polímeros o las mezclas de polímero puede ser determinado por los métodos conocidos por aquellos expertos en el arte. En general, si el valor de índice de polidispersidad de un polímero de poliéster alifático es muy alto, un material de poliéster alifático que comprende que el polímero de poliéster alifático pueda ser difícil de procesar debido a propiedades de procesamiento inconsistentes causadas por los segmentos de polímero que comprenden los polímeros de peso molecular bajo que tienen propiedades de resistencia de derretido más bajas durante el hilado. Por tanto, en una incorporación, el polímero de poliéster alifático exhibe un valor de índice de polidispersidad que es benéficamente de entre alrededor de 1 a alrededor de 15, más benéficamente de entre alrededor de 1 a alrededor de 4, y adecuadamente de entre alrededor de 1 a alrededor de 3.

En otra incorporación, es procesable con derretido el polímero de poliéster alifático. En esta incorporación, el polímero de poliéster alifático exhibe una tasa de flujo de derretido que es benéficamente de entre alrededor de 1 gramo por 10 minutos a alrededor de 200 gramos por 10 minutos, adecuadamente de entre alrededor de 10 gramos por 10 minutos a alrededor de 100 gramos por 10 minutos, y más adecuadamente de entre alrededor de 20 gramos por 10 minutos a alrededor de 40 gramos por 10 minutos. La tasa de flujo de derretido de un material puede ser determinada, por ejemplo, de acuerdo al método de prueba ASTM DI.238-E, incorporada en su totalidad aquí por referencia.

En la presente invención, el polímero de poliéster alifático es esencialmente biodegradable . Como un resultado de esto, el material no tejido que comprende la fibra aglutinante será esencialmente degradable cuando se deseche en el ambiente y se exponga al aire y/o al agua. Como se usó aquí "biodegradable" se quiere que represente que un material se degrada por la acción de los microorganismos que ocurre naturalmente tales como las bacterias, los hongos y las algas. La biodegradabilidad del material puede ser determinada usando el método de prueba ASTM 5338, 92 o del método de prueba ISO CD 14.855, cada uno incorporado en su totalidad aquí por referencia. En una incorporación particular, la biodegradabilidad de un material puede ser determinada usando un método de prueba ASTM modificado 5338, 92, en donde las cámaras de prueba son mantenidas a una temperatura constante de alrededor de 58°C a través de la prueba más bien que usando un perfil de temperatura incrementado.

En la presente invención, el polímero de poliéster alifático puede ser descompuesto esencialmente por un proceso de descomposición natural. Como resultado, el material no tejido que comprende la fibra aglutinante que tiene el polímero de poliéster alifático será esencialmente degradado en forma natural cuando se deseche en el ambiente y se exponga al aire y/o al agua. Como se usó aquí, "degradable en forma natural o compostable" se quiere que represente que un material es capaz de sufrir una descomposición biológica en un sitio para la descomposición natural de manera que el material no es visiblemente distinguible y se rompe en dióxido de carbono, agua, compuestos inorgánicos, y biomasa, a una tasa consistente con los materiales que pueden ser descompuestos naturalmente conocidos .

La segunda parte de las fibras de aglutinantes de bicomponente de la presente invención comprende un material de polímero poliláctido. Este material de polímero poliláctido debe ser un material biodegradable . Los materiales útiles en la presente invención incluyen pero no se limitan al poliláctido o poli (ácido láctico) ("PLA") que tiene diferentes proporciones L:D. El poli (ácido láctico) existe en dos formas activas ópticamente diferentes, los isómeros L y D. Un poliláctido que consiste de 100 por ciento de L-PLA tiene una temperatura de fusión de alrededor de 175°C. Mediante el ajustar la proporción L:D, la temperatura de derretido puede ser disminuida. Por tanto, el poli (ácido láctico) puede tener una mezcla de desde 0 a 100 por ciento de L isómero y de desde 100 a 0 por ciento D isómero .

El uso del polímero de políéster alifático en una conjunción de lado por lado con el polímero poliláctido ayuda a producir fibras de bicomponente que son degradables mientras que también mejoran la estabilidad dimensional térmica. En general, muchos polímeros poliláctidos sufren severo encogimiento por calor con los pasos de terminado térmico, lo cual evita que estos materiales sean usados en no tejidos que incluyen pasos de procesamiento térmico, tal como los pasos de unión térmica. Sin embargo, el polímero de poliéster alifático facilita la cristalización del polímero de poliláctido al ser esta enfriado. En la presente invención, dado que el polímero de poliéster alifático está en una configuración de lado por lado con el polímero poliláctido, el polímero de poliéster alifático que hace contacto con el poliláctido es capaz de provocar la nucleación del poliláctido, facilitando por tanto la cristalización del poliláctido. Al ocurrir la nucleación y la cristalización en la entrecara durante la fase de derretido y el poliláctido se cristaliza, los sitios de nucleación se propagan adicionalmente adentro del poliláctido restante hacia fuera de la entrecara. Como tal, la cristalización del poliláctido ocurre más rápidamente durante el enfriamiento de la fibra, lo que resulta en un encogimiento por calor más bajo en la fibra terminada. En una incorporación, las fibras de bicomponente de la presente invención tienen un encogimiento por calor de menos de alrededor de 15 por ciento. En otra incorporación, las fibras de bicomponente de la presente invención tienen un encogimiento por calor de menos de alrededor de 10 por ciento. En aún otra incorporación, las fibras de bicomponente de la presente invención tienen un encogimiento por calor de menos de alrededor de 5 por ciento.

El polímero de poliéster alifático también proporciona el beneficio de proporcionar una buena estabilidad térmica y unas temperaturas de derretido bajas y, como tales, estos polímeros de poliéster alifático evitan el encogimiento por calor mediante el retener el polímero poliláctido en su lugar durante el estado sólido de la fibra. Debido a la naturaleza de derretido más baja del polímero de poliéster alifático, las fibras de bicomponente pueden ser usadas para cualesquier pasos de aglutinamiento térmico.

El componente opcional en las fibras de bicomponente de la presente invención es un ácido multicarboxílico. El ácido multicarboxílico puede ser usado con el polímero de poliéster alifático, el polímero de poliláctido o de ambos. El ácido multicarboxílico permite que la viscosidad del polímero de poliéster alifático, del polímero de poliláctido o de ambos sea confeccionada para lograr las características de procesamiento benéficas de las fibras . ün ácido multicarboxílico es un ácido que comprende dos o más grupos de ácido carboxílico. En una incorporación de la presente invención, se prefiere que el ácido multicarboxílico sea lineal. Son adecuados para usarse en la presente invención los ácidos y carboxílicos los cuales comprenden dos grupos de ácido carboxílico. En otra incorporación, el ácido multicarboxílico puede tener un número total de carbonos que no es muy grande debido a que entonces las cinéticas de cristalización, la velocidad a la cual ocurre la cristalización de una fibra o de una estructura no tejida preparada para el material de poliéster alif tico, puede ser más lenta de lo que es benéfico. Es por tanto de un beneficio el que el ácido multicarboxílico tenga un total de átomos de carbono que es benéficamente de menos de alrededor de 30, más benéficamente de entre alrededor de 4 a alrededor de 30, adecuadamente de entre alrededor de 5 a alrededor de 20, y más adecuadamente de entre alrededor de 6 a alrededor de 10. Los ácidos multicarboxílicos adecuados incluyen, pero no se limitan al ácido succínico, al ácido glutárico, al ácido adípico, al ácido pimélico, ácido subérico, ácido aceláico, ácido cebásico y a mezclas de tales ácidos. En una incorporación, el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliéster alifático y/o el polímero de poliláctido en una cantidad efectiva para resultar en que la composición termoplástica exhiba propiedades seleccionadas . El ácido multicarboxílico puede estar presente en el polímero de poliéster alifático y/o el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es mayor de 0 por ciento por peso, benéficamente de entre alrededor de 1 por ciento por peso a alrededor de 15 por ciento por peso, más benéficamente de entre alrededor de 1 por ciento por peso a alrededor de 10 por ciento por peso, y más adecuadamente de entre alrededor de 2 por ciento por peso a alrededor de 5 por ciento por peso, en donde todos los por cientos por peso, en donde todos los por cientos por peso están basados sobre la cantidad de peso total de polímero del poliéster alifático, del polímero de poliláctido y del ácido multicarboxílico presente en la fibra de bicomponente. Esto es esencialmente reducido de la cantidad de ácido multicarboxílico que puede usarse en las aplicaciones del arte anterior.

El proceso de enfriamiento de un polímero extrudido a la temperatura ambiente se logra esencialmente mediante el soplar aire a la temperatura ambiente o debajo del ambiente sobre el polímero extrudido. Tal proceso puede ser mencionado como de templado o de superenfriamiento debido a que el cambio en la temperatura es usualmente mayor de 100°C y más frecuentemente mayor de 150°C sobre un cuadro de tiempo relativamente corto (segundo) . Mediante el reducir la viscosidad de derretido de un polímero, tal polímero puede generalmente ser extrudido exitosamente a temperaturas más bajas. Esto generalmente reducirá el cambio de temperatura necesario con el enfriamiento, a preferiblemente menos de 150°C y, en algunos casos a menos de 100°C. Es muy difícil el confeccionar este proceso común adicionalmente en el perfil de temperatura de enfriamiento ideal necesario para ser el único método de maximización de las cinéticas de cristalización de los poliésteres alifáticos en el proceso de fabricación real debido al enfriamiento extremo necesario dentro de un período de tiempo muy corto. Los métodos de enfriamiento estándar pueden ser usados en combinación con un segundo método de modificación. El segundo método tradicional es el de tener una agente nucleante, tal como las partículas sólidas, mezcladas con una composición termoplástica para proporcionar sitios para iniciar la cristalización durante el templado. Sin embargo, tales agentes nucleantes sólidos generalmente se aglomeran muy fácilmente en la composición termoplástica lo cual puede resultar en el bloqueo de las fibras y de los órganos de hilado durante el hilado. Además, el efecto nucleante de tales agentes nucleantes sólidos usualmente llega al máximo a niveles agregados de alrededor de 1 por ciento de tales agentes nucleantes sólidos . Ambos de estos factores generalmente reducen la capacidad o el deseo de agregar porcentajes de peso altos de tales agentes nucleantes sólidos en la composición termoplástica. En el procesamiento del polímero de poliéster alif tico y/o del polímero de poliláctido, sin embargo, se ha encontrado que el polímero de poliéster alifático funciona como un agente nucleante para el polímero poliláctido.

Otra dificultad principal encontrada en el procesamiento térmico de los polímeros de poliéster alifáticos en fibras aglutinantes es la naturaleza pegajosa de estos polímeros. Los intentos para jalar las fibras, ya sea mecánicamente o a través de un proceso de jalado por aire, frecuentemente resultarán en el agregado de las fibras en una masa sólida. Se conoce generalmente que la adición de un relleno sólido en- la mayoría de los casos actuará para reducir la pegajosidad de un derretido de polímero. Sin embargo, el uso de un rellenador sólido puede ser problemático en una aplicación no tejida en donde un polímero es extrudido a través de un orificio con un diámetro muy pequeño. Esto se debe a que las partículas de relleno tienden a atascar los orificios del órgano de hilado y las rejillas de filtro, interrumpiendo por tanto el proceso de hilado de fibra. En la presente invención, en contraste, el ácido multicarboxílico generalmente permanece siendo un líquido durante el proceso de extrusión, pero después se solidifica casi inmediatamente durante el proceso de templado. Por tanto, el ácido multicarboxílico actúa efectivamente como un relleno sólido, mejorando la cristalinidad global del sistema y actúa como un modificador de viscosidad para reducir la pegajosidad de las fibras y eliminar los problemas tales como el agregado de fibra durante el jalado.

Una de las ventajas de la presente invención es que las fibras de bicomponente pueden ser hiladas sin la necesidad de un agente humedecedor como parte del material de poliéster alifático. El agente humedecedor no es necesario ya que las fibras de bicomponente de la presente invención están sobre el límite entre hidrofóbico e hidrofílico. Adicionalmente, las fibras de bicomponente a la presente invención tienen ángulos de contacto de avances cerca de alrededor de 90 grados, lo cual es una mejora sobre las fibras de bicomponente del arte previo que utilizan agentes humedecedores . Otros atributos adicionales pueden ser logrados a través de la presente invención. Bajo ciertos parámetros de proceso y con ciertas composiciones, las fibras con propiedades de auto rizado pueden ser producidas. Esto es, las fibras que se rizan espontáneamente con el jalado mecánico o por aire para producir el nivel de rizado, en una incorporación, de desde 1 a alrededor de 20 rizados por pulgada. En otra incorporación, el nivel de rizado es de desde alrededor de 10 a alrededor de 20 rizados por pulgada .

Aún cuando los componentes principales del material de poliéster alif tico usado en la presente invención se han descrito en lo anterior, tal material de poliéster alifático no está limitado a los mismos y puede incluir otros componentes que no afecten adversamente las propiedades seleccionadas del material de poliéster alifático. Los materiales de ejemplo los cuales pueden ser usados como componentes adicionales incluirán, sin limitación, pigmentos, antioxidantes, estabilizadores, surfactantes , ceras, promovedores de flujo, solventes sólidos, plastificantes, agentes nucleantes, partículas y otros materiales agregados para mejorar el procesamiento de la composición termoplástica . Si tales componentes adicionales están incluidos en un material de poliéster alifático, entonces los componentes adicionales pueden ser usados en una cantidad que es benéficamente menor de alrededor de 10 por ciento por peso, más benéficamente de menos de alrededor de 5 por ciento por peso, y adecuadamente de menos de alrededor de 1 por ciento por peso, en donde todos los por cientos por peso están basados sobre la cantidad de peso total del polímero de poliéster alifático, del polímero de poliláctido y del ácido multicarboxílico presente en la fibra de bicomponente .

Las condiciones típicas para el procesamiento térmico de los varios componentes incluyen el usar una tasa de corte que es benéficamente de entre alrededor de 100 segundos"1 a alrededor de 50.000 segundos"1, más benéficamente de entre alrededor de 500 segundos"1 a alrededor de 5.000 segundos"1, adecuadamente de entre alrededor de 1.000 segundos"1 a alrededor de 3.000 segundos"1, y más adecuadamente de alrededor de 1.000 segundos"1. Las condiciones típicas para procesar térmicamente los componentes también incluyen el usar una temperatura que es benéficamente de entre alrededor de 50°C a alrededor de 500°C, más benéficamente de entre alrededor de 75°C a alrededor de 300°C, y adecuadamente de entre alrededor de 100°C a alrededor de 250°C.

Una vez que el polímero de poliéster alifático y el polímero del poliláctido se han seleccionado y formado, estos materiales pueden ser formados en fibras aglutinantes mediante el hilado en conjunto de los dos materiales. Después del hilado de las fibras, estas pueden ser jaladas, cortadas y/o rizadas para producir las fibras cortas hidrofílicas . Estas fibras pueden entonces ser usadas en un tejido cardado y unido o en un proceso de colocado por aire para formar materiales no tejidos, que son entonces usados en prendas desechables . Las fibras cortas básicas también permitirán que las fibras se degraden por los microorganismos después del desecho. La producción de las fibras de bicomponente se lleva a cabo sobre un sistema de hilado de extrusor dual. Cada componente es alimentado a un extrusor de tornillo único o de tornillo gemelo, se calienta al derretido y se alimenta a un órgano de hilado. El diseño del órgano de hilado determina la forma final de las fibras. El polímero derretido que es extrudido a través del órgano de hilado es enfriado por el aire ambiente o debajo del ambiente hasta que alcanza un estado sólido. Las fibras sólidas son entonces jaladas por cualesquier medios disponibles tales como un rodillo. Desde aquí, cualquier método estándar de cortado, rizado, jalado o de tratamiento de fibras puede ser usado.

Como se empleó aquí, el término "hidrofóbico" se refiere a un material que tiene un ángulo de contacto de agua en aire de por lo menos de 90 grados. En contraste, como se usó aquí, el término "hidrofílico" se refiere a un material que tiene un ángulo de contacto de agua en aire de menos de 90 grados. Sin embargo, los productos para el cuidado personal comerciales generalmente requieren ángulos de contacto que están significativamente debajo de 90 grados para proporcionar propiedades de transporte de líquido seleccionadas. Para lograr propiedades de toma rápida y de humedecimiento rápido benéficas para los productos para el cuidado personal, el ángulo de contacto de agua en aire puede ser seleccionado para caer debajo de alrededor de 70 grados. En general, entre más bajo el ángulo de contacto, mejor es el umedecimiento . Para los propósitos de esta solicitud, las mediciones de ángulo de contacto son determinadas como se establece en la sección de métodos de prueba dada aqui . La material general de los ángulos de contacto y de la medición de los mismos es muy conocida en el arte, por ejemplo como se indica por Robert J. Good y Robert J. Stromberg, Editores en la obra "Superficie y Ciencia de Coloide - Métodos Experimentales", Vol. II, (Plenum Press, 1979). Como se indicó, los ángulos de contacto que avanzan son de alrededor de 90 grados .

' Es generalmente benéfico que la temperatura de derretido o de suavizamiento del material de poliéster alifático esté dentro de un rango que es típicamente encontrado en la mayoría de las aplicaciones de proceso. Como tales, es generalmente seleccionado que la temperatura de derretido o de suavizamiento del material de poliéster alifático benéficamente sea de entre alrededor de 25°C a alrededor de 350°C, más benéficamente sea de entre alrededor de 35°C a alrededor de 300°C, y adecuadamente sea de entre alrededor de 45°C a alrededor de 250 °C. ün poliéster alifático mezclado con un ácido multicarboxílico usado en la presente invención se ha encontrado que generalmente exhibe propiedades de procesamiento mejoradas en comparación a una composición termoplástica que comprende el polímero de poliéster alifático pero nada del ácido multicarboxílico. Esto se debe generalmente a la reducción significante en viscosidad que ocurre debido al ácido multicarboxílico. Sin el ácido multicarboxílico, la viscosidad del polímero de poliéster alifático puede ser muy alta para el proceso.

Como usó aquí, el procesamiento mejorado de un polímero de poliéster alifático es medido como una declinación en la viscosidad aparente de la composición termoplástica a una temperatura de alrededor de 170°C y a una tasa de corte de alrededor de 1.Q00 segundos"1, típicamente las condiciones de procesamiento de extrusión industrial. Si el material de poliéster alifático exhibe una viscosidad aparente que es muy alta, el material de poliéster alifático generalmente sea muy difícil de procesar. En contraste, si el material de poliéster alifático exhibe una viscosidad aparente que es muy baja, el material de poliéster alifático generalmente resultará en una fibra extrudida que tiene una resistencia a la tensión muy pobre .

Por tanto, es generalmente benéfico el que el material de poliéster alifático exhiba un valor de viscosidad aparente a una temperatura de alrededor de 170 °C y una tasa de corte de alrededor de 1.000 segundos"1 que es benéficamente de entre alrededor de 5 pascal segundos (Pa.S) a alrededor de 200 pascal segundos, más benéficamente de entre alrededor de 10 pascal segundos a alrededor de 150 pascal segundos y adecuadamente de entre alrededor de 20 pascal segundos a alrededor de 100 pascal segundos. El método por el cual el valor de viscosidad aparentes determinados se establece abajo en conexión con los ej emplos .

Como se usó aquí, el término "fibras" o "fibroso" se quiere que se refiera a un material en el que la proporción de longitud de diámetro de tal material es mayor de alrededor de 10. En forma inversa, un material "sin fibra" o "no fibroso" se quiere que se refiera a un material en el que la proporción de longitud de diámetro de tal material es de alrededor de 10 o menos .

Los métodos para hacer fibra son muy conocidos y no requieren ser descritos en detalle aquí . El hilado con fusión de los polímeros incluye la producción de un filamento continuo, tal como el soplado con fusión o unión con hilado, y un filamento no continuo, tal como fibras básicas y cortas, estructuras. Para formar una fibra unida con hilado o soplada con fusión, generalmente, una composición termoplástica es extrudida y suministrada a un sistema de distribución en donde la composición termoplástica es introducida en una placa de un dispositivo de hilado. La fibra hilada entonces es enfriada, solidificada, jalada por un sistema aerodinámico y después formada en un no tejido convencional. Mientras tanto, para producir una fibra corta o básica la fibra hilada es enfriada, solidificada y jalada generalmente por un sistema de rodillos mecánicos, a un diámetro de filamento intermedio y la fibra recolectada, más bien que el ser directamente formada en una estructura no tejida. En forma subsecuente, la fibra recolectada puede ser "jalada en frío" a una temperatura debajo de su temperatura de suavizamiento, al diámetro de fibra terminado seleccionado y puede ser seguido por el rizado/texturización y corte a una longitud de fibra seleccionada. Las fibras de componentes múltiples pueden ser cortadas en tramos relativamente cortos, tal como las fibras básicas las cuales generalmente tienen longitudes en el rango de alrededor de 25 a alrededor de 50 mm y las fibras cortas las cuales son aún más cortas y generalmente tienen longitudes de menos de alrededor de 18 mm. Véase, por ejemplo, la Patente a los Estados Unidos de América No. 4,789,592 otorgada a Taniguchi y otros y la Patente a los Estados Unidos de América No. 5,336,552 otorgada a Strack y otros, ambas de las cuales son incorporadas aquí por referencia en su totalidad.

Los materiales no tejidos biodegradables que usan las fibras aglutinantes de la presente invención son adecuados para usarse en productos desechables que incluyen productos absorbentes desechables tales como pañales, productos para el adulto incontinente, y almohadillas para la cama; en los dispositivos catameniales tales como las toallas sanitarias, y los tapones; y otros productos absorbentes tales como paños limpiadores, baberos, vendajes para heridas y capas o cubiertas quirúrgicas. Por tanto, en otro aspecto, la presente invención se refiere a un producto absorbente desechable que comprende las fibras de muíticomponentes .

En una incorporación de la presente invención, las fibras aglutinantes son formadas en una matriz fibrosa para la incorporación en un producto absorbente desechable. Una matriz fibrosa puede tomar la forma de, por ejemplo, una tela no tejida fibrosa. La longitud de las fibras usadas puede depender del uso final particular contemplado. Donde las fibras van a ser degradas en agua como, por ejemplo, en un retrete, es ventajoso el que las longitudes se mantengan en o debajo de alrededor de 15 mm.

En una incorporación de la presente invención, se proporciona un producto absorbente desechable, el cual es un producto absorbente desechable que comprende generalmente una estructura compuesta incluyendo una hoja superior permeable al líquido, una capa de adquisición de fluido, una estructura absorbente, y una hoja inferior impermeable al líquido, en donde por lo menos una de la hoja superior permeable al líquido, de la capa de adquisición de fluido o de la hoja inferior permeable al líquido comprende el material no tejido de la presente invención. En algunos casos, puede ser benéfico para todas las tres de la hoja superior, de la capa de adquisición de fluido y de la hoja inferior el comprender los materiales no tejidos descritos .

En otra incorporación, el producto absorbente desechable puede comprender una estructura compuesta que incluye una hoja superior permeable al líquido, una estructura absorbente, y una hoja inferior impermeable al líquido, en donde por lo menos una de la hoja superior permeable al líquido o de la hoja inferior impermeable al líquido comprende los materiales no tejidos descritos.

En otra incorporación de la presente invención, el material no tejido puede ser preparado sobre una línea unida con hilado. Las pelotillas de resina que comprenden los materiales termoplásticos previamente descritos son formadas y secadas previamente. Entonces, estas son suministradas a un extrusor único. Las fibras pueden ser jaladas a través de la unidad de jalado de fibra (FDÜ) o de una unidad de jalado por aire sobre un alambre formador y unirse térmicamente. Sin embargo, otros métodos y técnicas de preparación también pueden ser usados .

Los productos absorbentes desechables de ejemplo están generalmente descritos en las Patentes de los Estados Unidos de América Nos. US-A-4, 710,187; US-A-4, 762, 521; US-A-4,770,656; y US-A-4 , 798 , 603 ; cuyas referencias se incorporan aquí por esta mención.

Los productos absorbentes y las estructuras de acuerdo a los aspectos de la presente invención son generalmente sometidos, durante el uso, a descargas múltiples de un líquido del cuerpo. Por tanto, los productos absorbentes y las estructuras son capaces de absorber las descargas múltiples de los líquidos del cuerpo en cantidades a las cuales los productos absorbentes y las estructuras se expondrán durante el uso. Las descargas son generalmente separadas unas de otras por un periodo de tiempo .

Métodos de prueba Temperatura de derretido La temperatura de derretido de un material fue determinada usando calorimetría de exploración diferencial. Un calorímetro de exploración diferencial, bajo la designación de calorímetro de exploración diferencial T ermal Analyst 2910, el cual fue provisto con un accesorio de enfriamiento de nitrógeno líquido y se usó en combinación con un software de análisis Thermo Analyst 2200 (versión 8.10), ambos disponibles de T. A. Instruments Inc. de New Castle, Delaware, fue usado para la determinación de las temperaturas de derretido.

Las muestras de material probadas estuvieron en la forma de fibras o pelotillas de resina. Se prefirió el no manejar las muestras de material directamente, si no más bien el usar pinzas u otras herramientas, como para no introducir nada que pudiera producir resultados erróneos . Las muestras de material fueron cortadas, en el caso de las fibras, o colocadas, en el caso de las pelotillas de resina, en una charola de aluminio y se pesaron a una exactitud de 0.01 miligramos sobre una balanza analítica. Si se necesita, una tapa fue rizada sobre la muestra de material sobre la charola.

El calorímetro de exploración diferencial fue calibrado usando un estándar de metal de indio y una corrección de línea de base se llevó a cabo, como se describió en el manual para el calorímetro de exploración diferencial . Una muestra de material fue colocada en la cámara de prueba del calorímetro de exploración diferencial para la prueba y una cacerola vacía se usó como una referencia. Toda la prueba fue corrida con una purga de nitrógeno (clase industrial) de 55 centímetros cúbicos por minuto sobre la cámara de prueba . El programa de calentamiento y enfriamiento fue una prueba de dos ciclos que comenzó con el equilibrio de la cámara a -75°C seguido por un ciclo de calentamiento de 20°C por minuto a 220°C, seguido por un ciclo de enfriamiento a 20°C por minuto a -75°C, y después a otro ciclo de calentamiento de 20°C por minuto a 220°C.

Los resultados fueron evaluados usando el programa de software de análisis en donde la temperatura de transición del vidrio (Tg) de los picos de inflexión, endotérmico y exotérmico fueron identificados y cuantificados . La temperatura de transición del vidrio fue identificada como el área sobre la línea en donde ocurre un cambio distintivo en inclinación y después la temperatura de derretido es determinada usando un cálculo de inflexión automática.

Viscosidad aparente Un reómetro capilar, bajo la designación de reómetro capilar Gottfert Rheograph 2003, el cual fue usado en combinación con un software de análisis WinRHEO (versión 2.31) , ambos disponibles de Gottfert Company de Rock Hill, Carolina del Sur, fue usado para evaluar las propiedades reológicas de viscosidad aparente de las muestras de material . La colocación del reómetro capilar incluyó un transductor de presión de barra 2000 y una matriz capilar de orificio redondo de 30 mm de longitud/30 rara de longitud activa/1 mm de diámetro/O rara de altura/180 grados de corrida en ángulo redondo.

Si la muestra de material que está siendo probada demostró o se supo que tiene una sensibilidad al agua, la muestra de material fue secada en un horno con vacío arriba de su temperatura de transición del vidrio, por ejemplo arriba de 55 o de 60°C (para los materiales de poli (ácido láctico) para los materiales de poli (ácido láctico), bajo un vacío de por lo menos de 15 pulgadas de mercurio con una purga de gas de nitrógeno de por lo menos de 30 pies cúbicos estándar por hora por lo menos por 16 horas .

Una vez que el instrumento fue calentado y se calibró el transductor de presión, la muestra de material fue cargada en forma incrementada en la columna, la resina de empaque en la columna con una varilla cada vez para asegurar un derretido consistente durante la prueba. Después de cargar la muestra de material, un tiempo de derretido de 2 minutos precedió cada prueba para permitir a la muestra de material el derretir completamente la temperatura de prueba. El reómetro capilar tomó puntos de datos automáticamente y determinó la viscosidad aparente (en pascal ' segundo) a tasa de corte aparente (en segundos"1): de 50, 100, 200, 500, 1.000, 2.000, y 5.000. Cuando se examinó la curva resultante fue importante el que la curva era relativamente suave. Si hubo desviaciones significantes de una curva general desde un punto a otro, posiblemente debido al aire en la columna, la prueba corrida fue repetida para confirmar los resultados.

La curva de reología resultante de la tasa de corte aparente en contra de la viscosidad aparente dará una indicación de cómo la muestra de material correrá a esta temperatura en un proceso de extrusión. Los valores de viscosidad aparente a una tasa de corte de por lo menos de 1.000 segundos"1 son de interés específico debido a que estas son las condiciones típicas encontradas en los extrusores de hilado de fibra comerciales.

Angulo de contacto El equipo incluye un analizador de ángulo de contacto dinámico DCA-322 y un software WinDCA (versión 1.02), ambos disponibles de ATI-CAHN Instrumentos, Inc., de adison, Wisconsin. La prueba se hizo sobre el circuito "A" con una agitación de balanza unida. Las calibraciones deben hacerse mensualmente sobre el motor y diariamente sobre la balanza (100 mg de masa usada) como se indicó en el manual.

Las composiciones termoplásticas fueron hiladas en fibras y la muestra de caída libre (estiramiento de chorro de cero) fue usada para la determinación del ángulo de contacto.

Debe tenerse cuidado a través de la preparación de la fibra para minimizar la exposición de fibra al manejo para asegurar que la contaminación se mantiene a un mínimo. La muestra de fibra fue unida al colgador de alambre con una cinta scotch de manera que 2-3 cm de fibra se extendieron más allá del extremo del colgador. Entonces la muestra de fibra fue cortada con una navaj a de manera que aproximadamente 1.5 cm f eron extendidos más allá del extremo del colgador. Un microscopio óptico fue usado para determinar el diámetro promedio (3 a 4 mediciones) a lo largo de la fibra.

La muestra sobre el colgador de alambre fue suspendida del estribo de la balanza sobre lazo "A" . El líquido de inmersión fue agua destilada y este fue cambiado para cada espécimen. Los parámetros de espécimen fueron metidos (por ejemplo diámetro de fibra) y se empezó la prueba. La fase avanzó a 151.75 mieras por segundo hasta que se detectó la profundidad cero de inmersión cuando la fibra hizo contacto con la superficie del agua destilada. Desde la profundidad cero de inmersión, la fibra avanzó hasta adentro del agua por 1 cm, permaneció por cero segundos y después retrocedió inmediatamente 1 cm. el auto análisis del ángulo de contacto hecho por el software determinó los ángulos de contacto de avance y retroceso de la muestra de fibra con base en los cálculos estándar identificados en el manual. Los ángulos de contacto de cero o menos de cero indican que la muestra se había mojado totalmente.

Cinco duplicados para cada muestra fueron probados y se calculó un análisis estadístico para la desviación estándar media y el coeficiente del por ciento de variación. Como se reportó en los ejemplos dados aquí, se usó a través de las reivindicaciones, el valor de ángulo de contacto de avance representa el ángulo de contacto de avance del agua destilada sobre una muestra de 'fibra determinada de acuerdo al método de prueba precedente. En forma similar, como se reportó en los ejemplos dados aquí, se usó a través de las reivindicaciones, el valor de ángulo de contacto en retroceso representa el ángulo de contacto en retroceso del agua destilada sobre una muestra de fibra determinada de acuerdo al método de prueba precedente .

Prueba de encogimiento por calor Una muestra de aproximadamente 20 filamentos producida a una velocidad de jalado de 400 metros por minuto o superior es recogida en un manojo y se sujeta con cinta en un extremo. Los manojos de fibras son entonces sujetados en una orilla de una pieza de un papel de gráfica que está sostenido por un tablero para carteles. El otro extremo del manojo se enseña jalado y alineado paralelo a las líneas verticales sobre el papel de gráfica. Después, 7 pulgadas abajo desde en donde el sujetador está uniendo la fibra, pellizcar una plomada de 0.5 g a alrededor del manojo de fibra. Usualmente, pueden sujetarse a la vez tres duplicados . Las marcas pueden hacerse sobre el papel de gráfica para indicar las posiciones iniciales de las plomadas. Las muestras son colocadas en un horno a 105°C de manera que estas cuelguen verticalmente y no toquen el tablero de carteles. Cada 5 minutos hasta que han transcurrido 30 minutos, la posición de las plomadas es rápidamente medida sin remover las muestras del horno. El cambio en la longitud del manojo de fibras es entonces usado para calcular un porcentaje de disminución en la longitud, mencionado en la presente Solicitud como un por ciento de encogimiento por calor.

EJEMPLOS Fueron usados varios materiales como componentes para formar las composiciones termoplásticas y las fibras de multicomponentes en los siguientes ejemplos. La designación y las varias propiedades de sus materiales están listadas en la tabla 1.

Un polímero poli (ácido láctico) (PLA) fue obtenido de Chronopol Inc., de Golden, Colorado bajo la designación de polímero poli (ácido láctico) HEPLON™ E1001.

Fue obtenido un polímero de succinato de polibutileno, disponible de Showa Highpolymer Co., Ltd., de Tokyo Japón bajo la designación de comercio succinato de polibutileno BIONOLLE™ 1020.

Fue obtenido un succinato-co-adipato de polibutileno disponible de Showa Highpolymer Co., Ltd., de Tokyo Japón bajo la designación succinato-co-adipato de polibutileno BIONOLLE™ 3020.

El ácido adípico fue usado como un ácido multicarboxílico .

Ejemplos 1-10 Los materiales fueron secados previamente durante la noche en un ahorro con vacío arriba de la temperatura de transición del vidrio de los polímeros . Debido al hecho de que el poliláctido es higroscópico y de que sus características de procesamiento se deterioran rápidamente con el contenido de humedad aumentado, la intensidad de este secado fue variada como fue necesario, dependiendo de la historia del material y el nivel anticipado de exposición a la humedad atmosférica. Se tomó cuidado ya que la humedad ambiental puede tener un impacto significante sobre el procesamiento de estos materiales .

El material de poliéster alifático fue preparado mediante el tomar los varios componentes, mezclándonos en seco, seguido por el mezclado con fusión de estos en un extrusor de tornillo gemelo contragiratorio para proporcionar un mezclado vigoroso de los componentes. El mezclado de derretido involucra un derretido parcial o completo de los componentes combinado con el efecto de corte de los tornillos de mezclado giratorios. Tales condiciones conducen a un mezclado "óptimo y a una dispersión pareja de los componentes ' de la composición termoplástica . Los extrusores de tornillo gemelo tal como el extrusor de tornillo gemelo Haake Rheocord 90, disponible de Haake GmbH de Karlasautte, Alemania una mezcladora de tornillo gemelo Brabender (cat. No. 05-96-000) disponible de Bradender Instruments de South Hackensack, New Jersey, u otros extrusores de tornillo gemelo comparables, son muy adecuados para esta tarea. Esta también incluye los extrusores de tornillo gemelo contragiratorios tal como el extrusor ZS -30 disponible de Werner and Pfleiderer Corporation de Ramsey, New Jersey. A menos que se indique de otra manera, todas las muestras fueron preparadas sobre un extrusor de tornillo gemelo Haake Rheocord 90. La composición fundida es enfriada después de la extrusión desde la mezcladora de fundido sobre ya sea un rodillo enfriado con líquido o una superficie y/o mediante aire forzado pasado sobre el extrudido. La composición enfriada fue entonces convertida en pelotilla subsecuentemente para la conversión a fibras .

La conversión de estas resinas en las fibras aglutinantes fue llevada a cabo sobre una línea de hilado en casa con dos extrusores de 1.905 cm de diámetro. Cada extrusor tuvo un tornillo de proporción de 24:1 L:D (longitud : diámetro) y cinco zonas de calentamiento las cuales alimentaron en una tubería de transferencia desde el extrusor al paquete de hilado. La tubería de transferencia constituye la cuarta y quinta zonas de calentamiento y contiene una unidad mezcladora estática de tipo KOCH™ SMX de 0.75 pulgadas de diámetro, disponible de Koch Engineering Company Inc. de Nueva York, Nueva York. La tubería de transferencia se extiende adentro de la cabeza de hilado (zonas de calentamiento sexta y séptima) y a través de una placa de hilado con numerosos pequeños orificios a través de los cuales es extrudido el polímero fundido. La placa de hilado usada aquí tuvo tres placas de metal que distribuyeron los dos polímeros y tuvo una cuarta placa que alineó los flujos para producir las fibras de bicomponente de lado por lado. La cuarta placa de hilado tuvo 15-30 orificios, en donde cada orificio tuvo un diámetro de 0.305 mm. Las fibras son templadas con aire empleando un aire a una temperatura de 13°C a 22°C y con jalado sobre un rodillo. Si es deseado el estiramiento posterior al hilado, un segundo rodillo puede ser agregado a una tasa de rotación ligeramente superior y las fibras son estiradas entre los dos rodillos .

Las fibras aglutinantes de la presente invención fueron producidas sobre una escala de laboratorio, en una tubería de hilado doméstica. La tubería de hilado consistió de los dos extrusores de tornillo único 24:1 L:D, las unidades de mezclado estático y un paquete de hilado. El paquete de hilado contuvo tres placas en capas las cuales distribuyeron el polímero, seguido por una cuarta placa cuya construcción determinó la configuración de las fibras finales . Para estos ejemplos fue usada una configuración de lado por lado.

El procesamiento de estas fibras de bicomponente fue muy bueno. Esto se debió al hecho de que el uso del ácido adípico permitió la confección de la viscosidad del polímero de poliláctido y de los polímeros de succinato de polibutileno/succinato-co-adipato de polibutileno para lograr las características de procesamiento deseadas .

Tabla 1 Datos de encogimiento por calor Proporción de % de Muestra Componente Componente 2 Componente 1 a Procesamiento encogimiento 1 Componente 2 por calor 1 Bionelle Heplon E10001 1:1 Bueno 4% 2 Bionelle Heplon E10001 1:2 Bueno 16% 3 Bionelle Heplon E10001 2:1 Bueno 2% 4 Bionelle Heplon ElOOOl/Acído 1:1 Excelente 1% adípico (90:10) S Bionelle Heplon ElOOOl/Acído 1:2 Estupendo 3% adípico (90:10) 6 Bionelle Heplon ElOOOl/Acído 2:1 Excelente 1% adípico (90:10) 7 Bionelle 1 0 Excelente 0% 8 Heplon Eiooi 0 1 Bueno 32% 9 Heplon ElOOOl/Acído 0 1 Bueno 10% adípico (90:10) 10 Heplon ElOOOl/Acído 0:1 Bueno 0% adípico (70:30) Tabla 2 Perfil de temperatura de hilado de fibra Ejemplos 11-12 Estos ejemplos muestran la comparación de una fibra de Haplon/Bionelle con un ácido multicarboxílico y una con un ácido multicarboxílico para mostrar como la última fibra se está auto-rizando.

Tabla 3 Datos de Nivel de Rizado Composición Proporción Nivel de rizado Bionelle Heplon E10001 1:1 0 Bionelle Heplon ElOOOl/Acido 1:1 16 rizados/pulgada adípico (90:10) Aquellos expertos en el arte reconocerán que la presente invención es capaz de muchas modificaciones y variaciones sin departir del alcance de la misma. Por tanto, la descripción detallada y los ejemplos establecidos arriba se quiere que sean ilustrativos solamente y que no intenta que limiten en ninguna manera el alcance de la invención como se establece en las reivindicaciones anexas.

Claims (27)

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

1. Una fibra aglutinante de bicomponente que comprende un material de poliéster alifático en una configuración de lado por lado con un polímero de poliláctido; en donde la fibra de aglutinante de bicomponente exhibe un valor de encogimiento por calor que es de menos de alrededor de 15%; además en donde la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variará de desde alrededor de 1 a alrededor de 10 o 1.

2. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque la fibra aglutinante de bicomponente exhibe un valor de encogimiento por calor que es de menos de alrededor de 10%.

3. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque la fibra aglutinante de bicomponente exhibe un valor de encogimiento por calor que es de menos de alrededor de 5%.

. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque el polímero de poliéster alifático es seleccionado de un polímero de succinato de polibutileno, un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno, un polímero de policaprolactona, una mezcla de tales polímeros y un copolímero de tales polímeros.

5. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizada porque el polímero de poliéster alifático es un polímero de succinato de polibutileno .

6. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizada porque el polímero de poliéster alifático es polímero de succinato-co-adipato de polibutileno.

7. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizada porque el polímero de poliéster alifático es un polímero de policaprolactona .

8. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque el polímero de políláctido es seleccionado de poliláctido o de poli (ácido láctico) que tienen diferentes proporciones L:D.

9. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porgue comprende un ácido multicarboxílico mezclado con un polímero de poliéster alif tico.

10. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizada porque el ácido multicarboxílico es seleccionado de ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido aceláico, ácido cebásico y una mezcla de tales ácidos.

11. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizada porque el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliéster alifático en una proporción por peso que es de entre alrededor de 0.1 por ciento por peso a alrededor de 10 por ciento por peso .

12. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliéster alifático en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 0.1 por ciento por peso a alrededor de 5 por ciento por peso.

13. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 12 caracterizada porque el ácido multicarboxilico está presente en el polímero de poliéster alifático en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 0.1 por ciento por peso a alrededor de 3 por ciento por peso .

14. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque comprende un ácido multicarboxilico mezclado con el polímero poliláctido.

15. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizada porque el ácido multicarboxilico es seleccionado del ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pímélico, ácido subérico, ácido aceláico, ácido cebásico y mezclas de tales ácidos.

16. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizada porque el ácido multicarboxilico está presente en el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 1 por ciento por peso a alrededor de 15 por ciento por peso.

17. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 16 caracterizada porque el ácido multicarboxilico está presente en el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 1 por ciento por peso a alrededor de 10 por ciento por peso.

18. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizada porque el ácido multicarboxxlico está presente en el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 2 por ciento por peso a alrededor de 5 por ciento por peso.

19. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque comprende además un ácido multicarboxílico mezclado con el polímero de poliéster alifático y con el polímero de poliláctido.

20. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 19 caracterizada porque el ácido multicarboxílico es seleccionado de ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido aceláico, ácido cebásico y una mezcla de tales ácidos.

21. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 19 caracterizada porque el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliéster alifático en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 0.1 por ciento por peso a alrededor de 10 por ciento por peso y en donde el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 1 por ciento por peso a alrededor de 15 por ciento por peso.

22. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 21 caracterizada porque el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliéster alifático en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 0.1 por ciento por peso a alrededor de 5 por ciento por peso y en donde el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 1 por ciento por peso a alrededor de 10 por ciento por peso.

23. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 22 caracterizada porque el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliéster alifático en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 0.1 por ciento por peso a alrededor de 3 por ciento por peso y en donde el ácido multicarboxílico está presente en el polímero de poliláctido en una cantidad por peso que es de entre alrededor de 2 por ciento por peso a alrededor de 5 por ciento por peso.

24. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variedades de alrededor de 1.5 a alrededor de 1 a alrededor de 9 a 1.

25. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 24 caracterizada porque la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variedades de alrededor de 2 a alrededor de 1 a alrededor de 8 a 1.

26. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 25 caracterizada porque la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variedades de alrededor de 3 a alrededor de 1 a alrededor de 7 a 1.

27. La fibra aglutinante de bicomponente tal y como se reivindica en la cláusula 26 caracterizada porque la proporción por peso del polímero de poliéster alifático al polímero de poliláctido variedades de alrededor de 4 a alrededor de 1 a alrededor de 6 a 1. R E S U M E Una fibra aglutinante hidrofílica biodegradable . Estas fibras pueden ser producidas mediante el hilar en conjunto un material de poliéster alifático en una configuración de lado por lado con un polímero de poliláctido para obtener una fibra con atributos de material mejorados. Un ácido multicarboxílico puede ser incorporado en cualquiera o ambos de los componentes de la fibra. El polímero de poliéster alifático puede ser seleccionado de polímero de succinato de polibutileno, un polímero de succinato-co-adipato de polibutileno, o una mezcla de estos polímeros . La fibra de bicomponente biodegradable exhibe propiedades biodegradables substanciales, pero aún tiene una estabilidad térmica mejorada y tiene un encogimiento significativamente reducido. La fibra de bicomponente puede ser usada en un producto absorbente desechable que se intenta para la absorción de los fluidos tales como los fluidos del cuerpo.