MXPA97005278A - Metodo para proporcionar una tela no tejida conuna ventana de union amplia - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para producir una tela no tejida con una ventana de unión amplia mediante el formar tejido no tramado de una mezcla de polímero termoplástico incluyendo de desde alrededor de 0.5 por ciento por peso a alrededor de 25 por ciento por peso de un polipropileno sindiotáctico y entonces unir térmicamente el tejido no tramado a través de un método tal como la unión de punto térmico, la unión a través de aire y la unión ultrasónica. Tal tejido tiene una ventana de unión de por lo menos de 10 grados F más amplia que aquella de un tejido similar sin el polipropileno sindiotáctico. Idealmente, la ventana de unión se extenderápor lo menos 10 grados F abajo de la de un tejido similar sin un polipropileno sindiotáctico.

Description

MÉTODO PARA PROPORCIONAR UNA TELA NO TEJIDA CON DNA VENTANA DE UNION AMPLIA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los tejidos no tramados son usados en un número creciente de aplicaciones debido a las muchas diferentes propiedades que pueden obtenerse de éstos a través del uso de diferentes polímeros, espesores, procesos de unidn y una miriada de otras variables disponibles al productor para satisfacer la necesidad específica del cliente. Estas aplicaciones diversas ampliamente incluyen el filtrado, tal como filtros de aire para cabina de automóvil, productos para el cuidado personal tal COBO paños, pañales, productos hiqiénicos de la mujer, calzones de entrenamiento, productos de incontinencia y similares, aplicaciones médicas tal como vendajes de heridas, batas quirúrgicas, vendas y drapeados quirúrgicos, cubiertas protectoras tal como cubiertas de equipo (por ejemplo para el automóvil) , prendas, telas para la intemperie y geotextiles.

Los polímeros usados para producir los tejidos no tramados son usualmente polímeros termoplásticos como las poliolefinas, las poliamidas, los poliesteres y similares. Los termoplásticos elastoméricos también se usan y éstos incluyen los polieteresteres y los poliuretanos.

Los materiales no tejidos específicos para éstas aplicaciones incluyen telas formadas por soplado de derretido y unidas por hilado teniendo grados variables de barrera, suavidad y respirabilidad.

Las fibras formadas por soplado de derretido son generalmente pegajosas cuando se producen y como un resultado se unen naturalmente juntas de manera que normalmente no requieren el ser unidas adicionalmente, aún cuando éstas lo pueden ser. Las fibra unidas por hilado, por contraste, son normalmente enfriadas suficientemente antes de hacer contacto con otras fibras de manera que tales fibras no se unen naturalmente y por tanto no requieren ser unidas adicionalmente.

Son conocidos varios métodos de unión en el arte.

Los ejemplos incluyen la unión de punto térmico, la unión ultrasónica, el hidroenredado y la unión a través de aire.

La unión de punto térmico es muy común e involucra el pasar una tela o tejido de fibras que se van a unir entre un rodillo de calandrado calentado y un rodillo de yunque. El rodillo de calandrado es usualmente dotado con un patrón en alguna manera de manera que la tela completa no está unida a través de su superficie completa. Como un resultado de esto, se han desarrollado varios patrones para rodillos de calandrado por razones funcionales así como estéticas. Un ejemplo es el patrón Hansen and Pennings expandido con alrededor de un área unida de 15 por ciento con alrededor de 100 uniones / pulgada cuadrada como se enseña en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,855,046 otorgada a Hansen and Pennings. Otro patrón común es un patrón de diamante con diamantes repetitivos y ligeramente descentrados.

Muchos tipos de unión son operaciones relativamente intensivas de energía requiriendo un control bastante preciso sobre las condiciones del proceso a fin de mantener una temperatura de objetivo. La razón por la que se requiere tal control de temperatura preciso es la de que muchos polímeros tienen una "ventana de unión" bastante estrecha, por ejemplo el rango de temperatura sobre el cual éstos se unirán efectivamente. En algunos casos ésta ventana de unión es de sólo unos cuantos grados de ancho. El polietileno por ejemplo tiene una ventana de unión de alrededor de 3 grados centígrados. Tal ventana de unión estrecha hace a la producción industrial de tales materiales una tarea bastante difícil. Una ventana de unión más amplia haría más fácil el control del proceso y, si la unión fuera a tener lugar a una temperatura más baja, también resultaría en ahorros considerables de energía.

Por tanto, es un objetivo de ésta invención el ampliar la ventana de unión de los polímeros usados para producir los tejidos no tramados. Es un objetivo secundario el bajar la temperatura de unión de los tejidos no tramados.

SÍNTESIS DE A INVENCIÓN Los objetos de la invención se logran mediante un método para proporcionar una tela no tejida con una ventana de unión amplia mediante el formar un tejido no tramado de una mezcla de polímero termoplástico con alrededor de 0.5 por ciento por peso a alrededor de 25 por ciento por peso de un polipropileno sindiotáctico (sPP) y unir térmicamente el tejido. La unión térmica puede ser mediante un método tal como la unión de punto térmico, a través de la unión de aire y la unión ultrasónica. Tal tejido tiene una ventana de unión de por lo menos de 10 grados F más ancha que aquella de un tejido similar sin el polipropileno sindiotáctico. Idealmente, la ventana de unión se extenderá por lo menos 10 grados F abajo de un tejido similar sin el polipropileno sindiotáctico.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica de la carga pico en la dirección transversal a la máquina en libras sobre el eje vertical, contra de la temperatura de unión en grados F sobre el eje horizontal. Los datos están presentados en forma de tabla en la Tabla 1.

La Figura 2 es una gráfica de rasgado de trampa en la dirección transversal a la máquina en libras sobre el eje vertical en contra de la temperatura de unión en grados F sobre el eje horizontal. Los datos están presentados en forma de tabla en la Tabla 2.

La Figura 3 es una gráfica de la carga pico en la dirección de la máquina en libras sobre el eje vertical, en contra de la temperatura de unión en grados F sobre el eje horizontal. Estos datos están presentados en forma de tabla en la Tabla 1.

La Figura 4 es una gráfica de el rasgado de trampa en la dirección de la máquina en libras sobre el eje vertical en contra de la temperatura de unión en grados F sobre un eje horizontal. Estos datos se presentan en forma tabular en la Tabla 2.

En todas las Figuras, el símbolo x representa datos a 0 por ciento por peso sPP (los datos del control 1) , el símbolo plus representa datos al 2 por ciento por peso sPP (los datos del Ejemplo 1) , el cuadrado pequeño representa los datos a el 5 por ciento por peso sPP (los datos del Ejemplo 2) y el pequeño diamante representa los datos a 10 por ciento por peso sPP (los datos del Ejemplo 3) .

D E F I N I C I O N E S Como se usa aquí el término "tela o tejido no tramado" significa un tejido que tiene una estructura de fibras individuales o hilos las cuales están entrecolocados, pero en una manera identificable como en una tela tejida. Las telas o tejidos no tramados se han formado de muchos procesos tal como por ejemplo, los procesos de soplado de derretido, los procesos de unión con hilado y los procesos de tejido cardado y unido. El peso base de las telas no tejidas es usualmente expresado en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrado (gs ) y los diámetros de fibra son usualmente expresados en mieras. (Nótese que para convertir de onzas por yarda cuadrada a gramos por metro cuadrado, debemos multiplicar onzas por yarda cuadrada por 33.91).

Como se usa aquí, el término "microfibras" significa fibras de diámetro pequeño que tienen un diámetro promedio no mayor de alrededor de 75 mieras, por ejemplo, teniendo un diámetro promedio de desde alrededor de 0.5 mieras a alrededor de 50 mieras, o más particularmente, las microfibras pueden tener un diámetro promedio de desde alrededor de 2 mieras a alrededor de 40 mieras. Otra expresión frecuentemente usada del diámetro de fibra es el denier, el cual se define como gramos por 9,000 metros de una fibra. Por ejemplo, el diámetro de una fibra de polipropileno dado en mieras puede ser convertido a denier mediante el cuadrar, y multiplicar el resultado por 0.00629, por tanto una fibra de polipropileno de 15 mieras tiene un denier de alrededor de 1.42 (152 X 0.00629 = 1.415).

Como se usa aquí el término "fibras unidas por hilado" se refiere a fibras de diámetro pequeño las cuales son formadas mediante el extruir el material termoplástico derretido como filamentos de una pluralidad de vasos capilares usualmente circulares y finos de un órgano hilandero con el diámetro de los filamentos extruidos entonces siendo rápidamente reducido como mediante, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 4,340,563 otorgada a Appel y otros y en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,802,817 otorgada a Mats ki y otros, las patentes de los Estados Unidos de Norteamérica números 3,338,992 y 3,341,394 otorgadas a Kinney, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,502,763 otorgada a Hartman, la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,502,538 otorgada a Levy y la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,542,615 otorgada a Dobo y otros. Las fibras unidas por hilado no son generalmente pegajosas cuando éstas se depositan sobre una superficie recolectora. Las fibras unidas por hilado son generalmente continuas y tienen diámetros más grandes de 7 mieras, particularmente de entre alrededor de 10 y 20 mieras.

Como se usa aquí el término "fibras formadas por soplado de derretido" significa fibras formadas mediante el extruir un material termoplástico derretido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz, usualmente circulares y finos como hilos o filamentos derretidos adentro de corrientes de gas a alta velocidad (por ejemplo aire) las cuales atenúan los filamentos de material termoplástico derretido para reducir su diámetro, el cual puede ser a un diámetro de microfibra. Después, las fibras de soplado de derretido son llevadas por la corriente de gas a alta velocidad y se depositan sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras de soplado de derretido desembolsadas en forma aleatoria. Tal proceso está descrito, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 3,849,241 otorgada a Butin. Las fibras sopladas de derretido son microfibras las cuales pueden ser continuas o discontinuas y son generalmente más pequeñas de 10 mieras de diámetro, y son generalmente pegajosas y autoadherentes cuando se depositan sobre una superficie recolectora.

Como se usa aquí el término "polímero" generalmente incluye pero no se limita a homopolimeros, copolimeros, tal como por ejemplo, copolimeros de bloque, injertados, aleatorios y alternantes, terpolimeros, etc. y mezclas y modificaciones de los mismos.

Co o se usa aquí el término "dirección de la máquina" o MD significa la longitud de una tela en la dirección de la cual ésta es producida. El término "dirección transversal a la máquina" o CD significa el ancho de la tela, por ejemplo una dirección generalmente perpendicular a la dirección de la máquina.

Como se usa aqui el término fibra de "ho opolimero" se refiere a una fibra o parte de una fibra formada de un extrusor usando sólo un polímero. Esto no quiere decir que se excluyan fibras formadas de un polímero al cual se han agregado pequeñas cantidades de aditivos para coloración, propiedades antiestáticas, lubricación, hidrofilicidad, etc. Estos aditivos, por ejemplo dioxido de titanio para coloración, están generalmente presentes en una cantidad de menos de 5 por ciento por peso y más típicamente de alrededor de 2 por ciento por peso. El término "homopolimeros" tampoco se quiere que excluya una fibra formada de dos o más extrusores en donde ambos de los extrusores contienen el mismo polímero.

Co o se usa aquí el termino "fibras de bicomponente" se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos polímeros extruidos de extrusores separados pero hilados juntos para formar una fibra. Las fibras de bicomponente también algunas veces se mencionan como fibras de multicomponentes. Los polímeros son usualmente diferentes unos de otros aún cuando las fibras de bicomponente pueden ser fibras de homopolimero. Los polímeros están arreglados en zonas esencialmente colocadas en forma constante a través de la sección transversal de las fibras de bicomponente y se extienden continuamente a lo largo de la longitud de las fibras de bicomponente. La configuración de tal fibra de bicomponente 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 o un arreglo de "islas en el mar". Las fibras de bicomponente se enseñan en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 5,108,820 otorgada a Kaneko y otros, patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 5,336,552 otorgada a Strack y otros y la patente Europea 0586924. Para dos fibras de componente, los polímeros pueden estar presentes en proporciones de 75/25, 50/50, 25/75 ó cualesquier otras proporciones deseadas.

Como se usa aquí el término "fibras de biconstituyente" se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos polímeros extruidos del mismo extrusor como una mezcla. El término "mezcla" está definido abajo. Las fibras de biconstituyente no tienen los varios componentes de polímero arreglados en zonas distintas colocadas en forma relativamente constante a través del área en sección transversal de la fibra y los varios polímeros no son usualmente continuos a lo largo de la longitud completa de la fibra, usualmente en vez de esto formando fibrillas o protofibrillas las cuales inician y terminan en forma aleatoria. Las fibras de biconstituyente son también algunas veces mencionadas como fibras de multiconstituyente. Las fibras de éste tipo general se discuten en, por ejemplo la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 5,108,827 otorgada a Gessner. Las fibras de bicomponente y de biconstituyente también están discutidas en el libro de texto Mezclas de Polímero y Composiciones de John A. Manson y Leslie H. Sperling, derechos de autor 1976 de Plenum Press, una división de Plenum Publishing Corporation de Nueva York, IBSN 0-306-30831-2, a páginas 273 a 277.

Como se usa aquí el término "mezcla" significa una combinación de dos o más polímeros mientras que el término "aleación" significa una subclase de mezclas en donde los componentes son inmisibles pero se han compatibilizado. La "misibilidad" y la "inmisibilidad" se definen como mezclas teniendo valores negativo y positivo, respectivamente para la energía libre de mezclado. Además, la "compatibilización" se define como el proceso de modificar las propiedades interfaciales de una mezcla de polímero inmisible a fin de hacerlo una aleación.

Como se usa aquí, a través de la unión de aire o "TAB" significa un proceso de unión de un tejido de fibra de bicomponente no tramado el cual está enrollado por lo menos parcialmente alrededor de un rodillo perforado el cual está encerrado en una cubierta u horno. El aire el cual es suficientemente caliente para derretir uno de los polímeros de los cuales están hechas las fibras del tejido se forza a través de la cubierta, a través del tejido y está el rodillo perforado. La velocidad de aire es de entre 100 y 500 pies por minuto y el tiempo de residencia puede ser tan prolongado como de 6 segundos. El derretido y resolidificación del polímero proporciona la unión. La unión a través de aire tiene una variabilidad restringida y se ve generalmente como un proceso de unión de segundo paso. Dado que la unión a través de aire requiere el derretido de por lo menos un componente para lograr la unión, éste se restringe a los tejidos de fibra de bicomponente no de homopo1ímero.

Como se usa aquí, el término "ventana de unión" significa el rango de temperatura usado para unir la tela no tejida junta, sobre el cual tal unión es "exitosa". La unión "exitosa" significa la unión en donde el tejido no tramado satisface los requerimientos de resistencia al rasgado y de tensión para una aplicación de uso final particular deseada. Para el unido con hilado de polipropileno isotáctico, ésta ventana de unión es típicamente de desde alrededor de 275 grados F a alrededor de 310 grados F (135 grados centígrados a 154 grados centígrados) . Abajo de alrededor de 275 grados F el polipropileno no está típicamente suficientemente caliente para derretirse y unirse y arriba de alrededor de 310 grados F el polipropileno se derretirá excesivamente y podrá pegarse a los rodillos de calandrado. El polietileno tiene una ventana de unión aún más estrecha.

Como se usa aquí, el término "tela de barrera" significa una tela la cual es relativamente impermeable a la transmisión de los líquidos, por ejemplo, una tela la cual tiene una tasa de traspaso de sangre de 1.0 o menos de acuerdo al método de prueba ASTM 22.

Como se usa aquí, el término "prenda" significa cualesquier tipo de prenda orientada no médicamente la cual puede ser usada. Esto incluye ropa de trabajo industrial y cubretodos, prendas interiores, pantalones, camisas, sacos, guantes, calcetines y similares.

Como se usa aquí, el término "producto de control de la infección" significa artículos orientados a la medicina tal como batas quirúrgicas y drapeados, máscaras para la cara, cubiertas para la cabeza como gorras abombadas, capas quirúrgicas y cubiertas, artículos para los zapatos tal como cubiertas para los zapatos, cubiertas de bota y pantuflas, vendajes de heridas, vendas, envolturas de esterilización, paños, prendas tal como batas de laboratorio, cubretodos y delantales, y sacos, ropa de cama para pacientes, sábanas para camilla y cuna, y similares.

Como se usa aquí, el término "producto para el cuidado personal" significa pañales, calzones de entrenamiento, ropa interior absorbente, productos de incontinencia para adultos, y productos para la higiene de la mujer.

Como se usa aquí, el término "cubierta protectora" significa una cubierta para vehículos tales como carros, camiones, barcos, aeroplanos, motocicletas, bicicletas, carros de golf, etc., cubiertas para equipo frecuentemente dejado a la intemperie, tal como parrillas, equipo de jardín y de patio, (motosegadoras o rotocultivadoras, etc.) y muebles de prado, así como cubiertas para el piso, manteles y cubiertas para el área de almuerzo.

Como se usa aquí, el término "tela para la intemperie" significa una tela la cual se usa primariamente, aún cuando no exclusivamente, a la intemperie. Las telas para la intemperie incluyen una tela usada en cubiertas protectoras, tela para acampar/remolque, mantas, toldos, doceles, tiendas, telas para la agricultura y vestuario para la intemperie tales como cubiertas para la cabeza, ropa industrial de trabajo y cubretodos, pantalones, camisas, sacos, guantes, calcetines, cubiertas para zapato y similares.

MÉTODOS DE PRUEBA Tasa de Flujo de Derretido: La Tasa de flujo de derretido (MFR) es una medida de la viscosidad de los polímeros. La tasa de flujo de derretido está expresada como el peso del material el cual fluye desde un vaso capilar de dimensiones conocidas bajo una carga específica o tasa de corte específica por un período de tiempo medido y se mide en gramos/10 minutos a 230 grados centígrados de acuerdo a, por ejemplo, la prueba ASTM 1238, condición E.

Hidrocabeza: Una medida de las propiedades de barrera al líquido de una tela es la prueba de hidrocabeza. La prueba de hidrocabeza determina la altura de agua (en centímetros) la cual la tela soportará antes de que una cantidad predeterminada de un líquido la traspase. Una tela con una lectura de hidrocabeza superior indica que ésta tiene una barrera superior a la penetración de líquido que una tela con una hidrocabeza inferior. La prueba de hidrocabeza se lleva a cabo de acuerdo a la prueba estándar federal número 191A, método 5514.

Tensión: La resistencia a la tensión de una tela puede medirse de acuerdo a la prueba ASTM D-1682-64. Esta prueba mide la resistencia en libras y alargamiento en por ciento de una tela.

Prueba de Tensión de Agarre: La prueba de tensión de agarre es una medida de la resistencia al rompimiento y alargamiento o tensión de una tela cuando se somete a una tensión indeseada. Esta prueba se conoce en el arte y se conforma a las especificaciones del método 5,100 de los métodos de prueba federales estándar número 191A. Los resultados están expresados en libras al rompimiento y por ciento de estiramiento antes del rompimiento. Los número superiores indican una tela más fuerte y más estirable. El término "carga" significa la carga máxima o fuerza, expresada en unidades de peso, requerida para romper el espécimen en una prueba de tensión. El término "tensión" o "energía total" significa la energía total bajo una carga en contra de una curva de alargamiento como se expresa en unidades de peso-longitud. El término "alargamiento" significa el aumento en longitud de un espécimen durante una prueba de tensión. Los valores para la resistencia a la tensión de agarre y al alargamiento de agarre se obtienen usando un ancho de tela especificado, un ancho de abrazadera y una tasa constante de extensión. La muestra es más ancha que la abrazadera para dar resultados representativos de una resistencia efectiva de las fibras en el ancho abrazado combinado con una resistencia adicional contribuida por las fibras adyacentes cm la tela. Esto simula estrechamente las condiciones de tensión de tela en el uso real.

Prueba de Rasgado Trap: La prueba de rasgado trapezoidal o "trap" es una prueba de tensión aplicable a ambas telas tejida y no tejida. El ancho completo del espécimen es agarrado entre las abrazaderas, por tanto la prueba primariamente mide la unión o entrecierre o resistencia de las fibras individuales directamente en la carga de tensión, más bien que la resistencia de la estructura compuesta de la tela como un todo.

El procedimiento es usado para estimar la facilidad relativa del rasgado de una tela. Este es particularmente útil en la determinación de cualesquier diferencia apreciable en resistencia entre la dirección de la máquina y transversal a la máquina de la tela.

En la conducción de la prueba de rasgado trapezoidal, se corta un trapezoide de 75 por 150 milímetros de un espécimen con la dimensión más larga en la dirección que está siendo probada. El trapezoide tiene un lado de 6 pulgadas y un lado de 3 pulgadas los cuales están paralelos y los cuales están separados por 3 pulgadas. Un corte o mviesca preliminar pequeño de 15 milímetros se hace en la mitad de el más corto de los lados paralelos. El espécimen es agarrado en un dinamómetro, tal como por ejemplo un aparato Instron modelo TM disponible de Instron Corporation, de 2500 Washington Street, Cantón, Massachusetts 02021, o un aparato Thwing-Albert INTELLECT II disponible de Thwing-Albert Instrument Company, de 10960 Dutton Road, Philadelphia, Pensilvania 19154, o un aparato Sintech 2/S usando un software de Testworks disponible de Sintech, una división de MTS Systems Corporation, de 1001 Sheldon Drive Cary, Carolina del Norte 27513. Las abrazaderas están paralelas y separadas por 25 milímetros y son de 3 pulgadas de largo por 1 de altura. El espécimen está agarrado a lo largo de los lados no paralelos del trapezoide de manera que la tela sobre el lado más largo está suelta y la tela a lo largo del lado más corto está tensa, y con el corte a la mitad entre las abrazaderas. Las abrazaderas cubren un área de tela de 1 por 3 pulgadas para dejar una tela trapezoidal con un borde de una pulgada y un borde de 4 pulgadas paralelo entre las abrazaderas. El punto delantero del corte o muesca en la tela debe estar entre las abrazaderas. Una carga continua se aplica sobre el espécimen de manera que el rasgado se propaga a través del ancho del espécimen. Deberá notarse que la dirección más larga es la dirección que está siendo probada aún cuando el rasgado es perpendicular a la longitud del espécimen. La fuerza requerida para completar el rasgado del espécimen se registra en libras con los números superiores indicando una resistencia mayor al rasgado. El método de prueba usado se conforma a la prueba de norma ASTM D-1117-14 excepto porque la carga de rasgado es calculada como el promedio de los picos primero y más alto registrados más bien que de los picos más bajo y más alto. Deben probarse cinco especímenes para cada muestra.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las telas no tejidas pueden producirse mediante un número de procesos conocidos en el arte incluyendo el soplado de derretido, la unión con hilado y el rociado de derretido. Dado que ésta invención se refiere a la unión de telas no tejidas, el enfoque principal es sobre tejidos unidos por hilado. La descripción y procesos que siguen se aplican, sin embargo, a cualesquier tejido no tramado el cual es unido.

La tela no tejida unida por hilado se produce mediante un método conocido en el arte y descrito en el número de referencia citadas arriba. Brevemente, el proceso de unión con hilado generalmente usa una tolva la cual suministra polímero a un extrusor calentado. El extrusor suministra polímero derretido a un órgano hilandero en donde el polímero es fibrizado al pasar éste a través de sus aberturas finas usualmente arregladas en una o más hileras en el órgano hilandero, formando una cortina de filamentos. Los filamentos son usualmente enfriados con aire a una presión baja, se jalan usualmente en forma neumática, y se depositan sobre una estera, banda o "alambre formador" foraminoso móvil para formar la tela no tejida.

Las fibras producidas en el proceso de unión con hilado están usualmente en el rango de desde alrededor de 10 a alrededor de 20 mieras de diámetro, dependiendo de las condiciones de proceso y del uso final deseado para las telas que se van a producir de tales fibras. Por ejemplo, aumentando el peso molecular del polímero o disminuyendo la temperatura de procesamiento resulta en fibras de diámetro más grande. Los cambios en la temperatura de fluido enfriado y en la presión de jalado neumático también pueden afectar el diámetro de la fibra.

El polímero útil en el proceso de unión con hilado generalmente tiene una temperatura de proceso de derretido de entre alrededor de 175 grados centígrados a 320 grados centígrados y una tasa de flujo de derretido, como se definió arriba, en el rango de alrededor de 10 a alrededor de 150, más particularmente de entre alrededor de 10 y 50. Los Ejemplos de los polímeros adecuados incluyen los polipropilenos, el polietileno y las poliamidas.

El polipropileno sindiotáctico (sPP) puede ser producido de acuerdo al método enseñado en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 5,225,500 otorgada a Eider y otros y cedida a Fina Petroleum, y que se incorpora aquí por referencia. Un sistema Catalizador novedoso teniendo alta selectividad para el polipropileno sindiotáctico es usado para producir preferencialmente polipropileno teniendo una configuración predominantemente sindiotáctica. Este catalizador se conoce como un catalizador de metaloceno.

La patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 5,272,003 otorgada a Peacock y cedida a Exxon Chemical Patents, Inc., e incorporada aquí por referencia, muestra la producción de un tejido no tramado de un polipropileno sindiotáctico puro de una solución diseñada para excluir el polipropileno isotáctico.

El ampliamiento de la ventana de unión la cual es el objeto de ésta invención se logra mediante el unir térmicamente un tejido no tramado en donde las fibras están compuestas de una mezcla de polímeros termoplásticos incluyendo alrededor de 0.5 a alrededor de 25 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico, resultando en una fibra de biconstituyente. El polipropileno sindiotáctico puede ser mezclado con los otros componentes de la mezcla como una mezcla seca de pelotillas, hojuelas etc., como una mezcla líquida derretida, o por cualesquier otro método conocido efectivo en el arte.

Otros tipos de las fibras de biconstituyente también pueden producirse usando la práctica de ésta invención. Las mezclas de un copolimero de propileno y de butileno u otras fibras en una mezcla con el polipropileno sindiotáctico serán efectivas. Son preferidas las mezclas de polipropileno isotáctico y de propileno sindiotáctico.

Las fibras de bicomponente también pueden ser producidas usando la práctica de ésta invención en donde por lo menos uno de los componentes consiste de una mezcla de biconstituyente incluyendo polipropileno sindiotáctico. Las fibras de bicomponente son comúnmente de polipropileno y de polietileno arreglados en una configuración de vaina/núcleo de "islas en el mar" o de lado por lado. Los materiales comercialmente disponibles incluyen el polipropileno designado PP-3445 de Exxon Chemical Company de Baytown, Texas, ASPUN® 6811A a la cual puede ser agregado el polipropileno sindiotáctico, y el 2553 polietileno de baja densidad lineal de Dow Chemical Company de Midland, Michigan, 25355 y 12350 polietileno de alta densidad de Dow Chemical Company, el polibutileno DURAFLEX® DP 8510 disponible de Shell Chemical Company de Houston, Texas y etileno-n-butil acrilato ENATHENE® 720-009 de Quantum Chemical Corporation de Cincinnati, Ohio.

La tela de ésta invención puede usarse en una modalidad de capa única o como un componente de un laminado de capas múltiples que pueden formarse de un número de diferentes técnicas de laminación incluyendo pero no limitándose a usar adhesivo, perforación con aguja, calandrado térmico y cualesquier otro método conocido en el arte. Tal laminado de capas múltiples puede ser una modalidad en donde algunas de las capas son unidas por hilado y algunas son formadas por soplado de derretido tal como un laminado de unido por hilado/soplado de derretido/unido por hilado (SMS) como se describe en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 4,041,203 otorgada a Brock y otros y en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 5,169,706 otorgada a Collier y otros o una construcción SFS (unido por hilado, película, unido por hilado) . Un laminado SMS puede hacerse mediante el depositar en secuencia sobre una banda formadora móvil primero una capa de tela unida por hilado, después una capa de tela de soplado de derretido y por último otra capa unida por hilado y entonces unir el laminado en una forma descrita arriba. Alternativamente, las tres capas de tela pueden hacerse individualmente, recolectarse en rodillos y combinarse en un paso de unión separado. Algunas de tales capas SMS o SFS pueden hacerse de la tela de ésta invención. La tela de ésta invención también puede ser laminada con fibras de vidrio, fibras cortas, papel y otros materiales de tejido.

Las fibras de soplado de derretido no tejidas, o la película usada en la capa intermedia puede ser hecha de polímeros no elastoméricos tal como de polipropileno y polietileno o puede hacerse de un polímero termoplástico elastomérico.

El polímero elastomérico termoplástico puede ser de aquellos hechos de copolimeros de bloque estirénicos, poliurentanos, poliamidas, copoliesteres, acetatos de etileno vinilo (EVA) y similares. Generalmente cualesquier fibra elastomérica adecuada o resinas formadoras de película o mezclas conteniendo las mismas pueden utilizarse para formar los tejidos no tramados de las fibras elastoméricas o de la película elastomérica.

Los ejemplos comerciales de tales copolimeros elastoméricos son, por ejemplo, aquellos conocidos como los materiales KRATON® los cuales están disponibles de Shell Chemical Company de Houston, Texas. Los copolimeros de bloque KRATONß están disponibles en varias fórmulas diferentes, un número de los cuales se identifica en la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 4,663,220, incorporada aquí por referencia.

Otros materiales elastoméricos de ejemplo los cuales pueden usarse para formar una capa elastomérica incluyen los materiales elastoméricos de poliuretano tal como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca ESTAÑE® de B. F. Goodrich & Company, materiales elastoméricos de poliamida tal como, por ejemplo, aquellos disponibles bajo la marca PEBAX® de Rilsan Company, y los materiales elastoméricos de poliester tal como aquellos por ejemplo, aquellos disponibles bajo la designación de marca HYTREL® de E. I. DuPont De Nemours & Company.

Se produjeron varias mezclas de polipropileno sindiotáctico con polipropileno isotáctico a fin de medir la ventana de unión del tejido resultante. También se produjeron telas de control no teniendo el polímero sindiotáctico. Dos juegos de pruebas se corrieron produciendo telas con un estabilizador y un pigmento y telas con estabilizador y sin pigmento, a fin de determinar si el polipropileno sindiotáctico era responsable del cambio en la ventana de unión o si otro mecanismo era responsable .

Los resultados de éstas pruebas se establecen en las Tablas que siguen.

C ONT R O L 1 Las fibras de polipropileno unidas por hilado teniendo un estabilizador y un pigmento se produjeron de acuerdo al método de la patente de los Estados Unidos de Norteamérica número 4,340,563 otorgada a Appel y otros.

El polímero de la fibra unida por hilado fue polipropileno Exxon PD-3445 extruido a través de orificios de 0.6 milímetros a una tasa de 0.7 gramos/orificio/minuto (ghm) a una temperatura de 210 grados centígrados para producir un tejido de fibras teniendo un peso base de 34 gramos por metro cuadrado. El polímero también tuvo 1.25 por ciento por peso de Chimasorb 944 estabilizador ultravioleta disponible comercialmente de Ciba-Geigy Corporation, y 1.0 por ciento por peso de un paquete de pigmento SCC-5367 disponible comercialmente de Standridge Color Corporation de Social Circle, Georgia.

Se produjeron tres muestras del tejido de fibras y se unieron a temperaturas de 127, 135 y 143 grados centígrados usando la unión de calandrado de punto térmico con un patrón Hansen Penning expandido.

E J E M P L O 1 Las fibras de polipropileno unidas por hilado teniendo estabilizador y pigmento se produjeron y se unieron en las mismas condiciones que el Control 1.

El polímero de la fibra unida por hilado fue una mezcla de 2 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico de Fina Oil and Chemical Company de Dallas, Texas y polipropileno Exxon PD-3445. El polímero también tiene un estabilizador ultravioleta Chimasorb 944 y el pigmento en las mismas cantidades que el Control 1.

E J EM P L O 2 Se produjeron fibras de polipropileno unidas por hilado teniendo estabilizador y pigmento y se mezclaron en las mismas condiciones que el Control 1.

El polímero de la fibra unida por hilado fue una muestra de 5 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico de Fina Oil and Chemical Company de Dallas, Texas y polipropileno Exxon PD-3445. El polímero también tuvo un estabilizador ultravioleta Chimasorb 944 y un pigmento en las mismas cantidades que el Control 1.

E J E M P L O 3 Se produjeron fibras de polipropileno unidas por hilado teniendo estabilizador y pigmento y se unieron en las mismas condiciones que en el Control 1.

El polímero de la fibra unida por hilado fue una mezcla de 10 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico de Fina Oil and Chemical Company de Dallas, Texas y polipropileno Exxon PD-3445. El polímero también tuvo un estabilizador ultravioleta Chimasorb 944 y un pigmento en las mismas cantidades que el Control 1.

C O NT R O L Las fibras de polipropileno unidas por hilado teniendo un estabilizador pero sin pigmento se produjeron y se unieron en las mismas condiciones que en el Control 1.

El polímero de la fibra unida por hilado fue polipropileno Exxon PD-3445. El polímero también tuvo 1.25 por ciento por peso de estabilizador ultravioleta Chimasorb 944 pero sin pigmento.

E J EM P L O 4 fibras de polipropileno unidas por hilado teniendo estabilizador pero sin pigmento y se unieron en las mismas condiciones que en el Control 1.

El polímero de la fibra unida por hilado fue una mezcla de 5 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico de Fina Oil and Chemical Company de Dallas, Texas, y polipropileno Exxon PD-3445. El polímero también tuvo 1.25 por ciento por peso de estabilizador ultravioleta Chimasorb 944 pero sin pigmento.

T A B A T A B A T A B L A Como se ha visto de la Tabla anterior, el polipropileno sindiotáctico exitosamente amplía la ventana de temperatura sobre la cual puede ocurrir la unión, bajando la temperatura de unión aceptable por alrededor de 15 grados F (8 grados centígrados) . Por ejemplo, una comparación del Ejemplo 3 a 260 grados F muestra que las propiedades del tejido son alrededor de las mismas del Control 1 a una temperatura más alta de 290 grados F. A 10 ó a un 5 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico en la mezcla, tiene lugar una unión exitosa a temperaturas mucho más bajas que un tejido similar sin sPP. Tales mejoras en la unión permiten control de proceso más fácil, menos desperdicio y costos de energía más bajos, resultando en productos más accesibles al consumidor.

Claims (17)

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

1. Un método para proporcionar una tela no tejida con una ventana de unión amplia que comprende los pasos de : formar un tejido no tramado de una mezcla de polímero termoplástico incluyendo de desde alrededor de 0.5 por ciento por peso a alrededor de 25 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico; unir térmicamente dicho tejido no tramado mediante un método seleccionado del grupo que consiste de unión de punto térmico, unión a través de aire y unión ultrasónica; en donde dicho tejido tiene una ventana de unión de por lo menos de 10 grados F más amplia que aquella de un tejido similar sin el polipropileno sindiotáctico.

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicha ventana de unión se extiende por lo menos 10 grados F abajo de un tejido similar sin dicho polipropileno sindiotáctico.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque dicha mezcla comprende alrededor de 2 a alrededor de 15 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico y es de alrededor de 85 a alrededor de 98 por ciento por peso de polipropileno isotáctico.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 3 caracterizado porque dicho tejido no tramado el cual está presente en un producto seleccionado del grupo que consiste de prendas, productos para el control de la infección, productos para el cuidado personal y telas para la intemperie.

5. El método tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque dicho producto es un producto para el cuidado personal y dicho producto para el cuidado personal es un pañal .

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque dicho producto es un producto para el cuidado personal y dicho producto para el cuidado personal es un producto para la incontinencia para adultos.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque dicho producto es un producto para el control de la infección y dicho producto para el control de la infección es una bata quirúrgica.

8. Un método para proporcionar una tela no tejida con una ventana de unión amplia que comprende los pasos de: formar una tela no tejida de fibras de bicomponente en donde por lo menos uno de los componentes es una mezcla de polímero termoplástico incluyendo de desde alrededor de 5 por ciento por peso a alrededor de 15 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico y alrededor de 85 a alrededor de 95 por ciento por peso de polipropileno isotáctico, y unir térmicamente dicho tejido no tramado mediante una unión de punto térmico usando un calandrado a una temperatura de por lo menos de 10 grados F abajo de la de un tejido similar sin dicho polipropileno sindiotáctico.

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 8 caracterizado porque dicho tejido no tramado el cual está presente en un producto seleccionado del grupo que consiste de prendas, productos para el control de la infección, productos para el cuidado personal y telas para la intemperie.

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque dicho producto es un producto para el cuidado personal y dicho producto para el cuidado personal es un pañal .

11. Una fibra de polímero termoplástica que tiene una ventana de unión amplia que comprende: una mezcla de polímero termoplástico que incluye de desde alrededor de 0.5 por ciento por peso a alrededor de 25 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico; en donde dicha fibra puede ser unida a una temperatura en el rango el cual es de por lo menos de 10 grados F abajo que aquella de una fibra similar sin dicho polipropileno sindiotáctico.

12. La fibra termoplástica tal y como se reivindica en la cláusula 11 caracterizada porque dicha mezcla consiste esencialmente de alrededor de 0.5 a alrededor de 25 por ciento por peso de polipropileno sindiotáctico y alrededor de 99.5 a alrededor de 75 por ciento por peso de polipropileno isotáctico.

13. Una fibra de bicomponente que comprende por lo menos dos polímeros extruidos de extrusores separados en los cuales por lo menos uno de dichos polímeros es la mezcla de polímero termoplástico de la cláusula 11.

14. Un tejido de fibras termoplásticas compuesto de fibras tal y como se reivindica en la cláusula 11.

15. El tejido de fibras termoplásticas tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque comprende por lo menos una capa adicional seleccionada del grupo que consiste de telas unidas por hilado, telas rociadas de derretido, telas formadas por soplado de derretido, tejidos de fibra corta y películas, y unidas a dicho tejido para formar un laminado.

16. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque por lo menos una capa adicional es una tela formada por soplado de derretido la cual se hace de un polímero termoplástico elastomérico.

17. El laminado tal y como se reivindica en la cláusula 15 caracterizado porque dicha por lo menos una capa adicional es una película la cual está hecha de un polímero termoplástico elastomérico. R E S U M E N Se proporciona un método para producir una tela no tejida con una ventana de unión amplia mediante el formar un tejido no tramado de una mezcla de polímero termoplástico incluyendo de desde alrededor de 0.5 por ciento por peso a alrededor de 25 por ciento por peso de un polipropileno sindiotáctico y entonces unir térmicamente el tejido no tramado a través de un método tal como la unión de punto térmico, la unión a través de aire y la unión ultrasónica. Tal tejido tiene una ventana de unión de por lo menos de 10 grados F más amplia que aquella de un tejido similar sin el polipropileno sindiotáctico. Idealmente, la ventana de unión se extenderá por lo menos 10 grados F abajo de la de un tejido similar sin un polipropileno sindiotáctico.