MXPA98001521A - Metodo de tratamiento con corona de un material de hoja hidrofobico - Google Patents

Abstract

Un método para evitar la formación de arco localizada a tierra durante el tratamiento de un material de hoja en campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo por lo menos dos electrodos, cuyo método involucra al pasar el material de hoja que se va a tratar a través del campo de descarga corona en el cual el material de hoja se va a tratar estáaislado eléctricamente de los electrodos. Cuando el aparato de descarga corona tiene un electrodo de metal desnudo y el electrodo cubierto dieléctrico, el material de hoja que se va a tratar se pasa a través del campo de descarga corona como una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en el cual la por lo menos una de las capas es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo. El método puede ser empleado para tratar un material de hoja hidrofóbico teniendo una porosidad, en cuyo caso el material de hoja hidrofóbico se pasa a través de un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo un electrodo de metal desnudo y un electrodo cubierto dieléctrico bajo condiciones adaptadas para hacer a la hoja porosa humedecible. El material de hoja hidrofóbico es una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en el cual por lo menos una capa es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo y una de por lo menos tres capas es un material de hoja no poroso no conductivo.

Description

MÉTODO DE TRATAMIENTO CON CORONA DE UN MATERIAL DE HOJA HIDROFÓBICO Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere a un material de hoja, tal como un material de hoja poroso.

Los polímeros son usados extensivamente para hacer una variedad de productos los cuales incluyen películas sopladas y fraguadas, hojas extruidas, artículos moldeados por inyección, espumas, artículos moldeados y soplados, tubería extruida, monofilamentos, y materiales fibrosos tal como telas no tejidas. Algunos de estos polímeros, tal como las poliolefinas no tienen funcionalidad (por ejemplo grupos reactivos) y son naturalmente hidrofóbicos, y para muchos usos estas propiedades son ya sea un atributo positivo o por lo menos no una desventaja.

Hay un número de usos para los polímeros, sin embargo, de donde su naturaleza no funcional/hidrofóbica limita su utilidad o requiere algún esfuerzo para modificar las características de superficie de los artículos conformados hechos de los mismos. Por vía de ejemplo, las poliolefinas, tal como el polietileno y el polipropileno, son usados para fabricar telas poliméricas las cuales son empleadas en la construcción de tales artículos absorbentes desechables tal como pañales, productos para el cuidado femenino, productos para la incontinencia, calzoncillos de entrenamiento, paños limpiadores, y similares. Tales telas poliméricas frecuentemente son telas no tejidas preparadas mediante, por ejemplo tales procesos como el de soplado con fusión, de coformación y de unión con hilado. Frecuentemente, tales telas poliméricas requieren el ser humedecibles con agua. La humectabilidad puede obtenerse mediante el rociado o el recubrimiento de otra manera (por ejemplo el tratamiento de superficie o el tratamiento tópico) de la tela con una solución surfactante durante o después de su formación, y entonces secando la tela.

Algunos de los surfactantes aplicados tópicamente más comunes son surfactantes no iónicos, tal como los octilfenoles polietoxilatados y los productos de condensación de óxido de propileno con propilen glicol, por vía de ilustración solamente. Estos surfactantes son efectivos para hacer humedecibles a las telas poliméricas normalmente hidrofóbicas. Sin embargo, el surfactante es fácilmente removido de la tela, frecuentemente sólo después de una exposición única a un líquido acuoso.

Los polímeros hidrofóbicos también se ha hecho humedecibles mediante el pasar el material de hoja hidrofóbico poroso a través de un campo de descarga corona. Un campo de descarga corona también se ha usado para mejorar la adhesión de la tinta sobre una superficie de una película; para mejorar la adhesión de una película a otra; o para introducir grupos funcionales o iónicos sobre las superficies de las fibras o de los medios de filtros, películas y similares. En algunos casos, una película se ha hecho porosa o más porosa mediante el exponer la película a un campo de descarga corona. Debido a que la formación de arco es un fenómeno intrínsico asociado con un campo de descarga corona, la formación de arco localizada es una ocurrencia frecuente y común. Sin embargo, la formación de arco localizada resulta en la formación de orificios diminutos en el material que está siendo tratado. Este resultado frecuentemente es ya sea o no una desventaja. Pero la formación de arco localizada es un problema cuando se utilizan materiales porosos y se desea el que la porosidad del material no se altere por el tratamiento de descarga corona.

A pesar de las mejoras anteriores para hacer a un material fibroso polimérico humedecible o introducir grupos funcionales o iónicos sobre las superficies de las fibras de los medios de filtro y películas, aún hay oportunidades para mejoras en estas áreas. Esto es particularmente verdadero en donde se desea el tratar un material de hoja poroso en un campo de descarga corona sin alterar la porosidad del material de hoja.

Síntesis de la Invención La presente invención se dirige a algunas de las dificultades y problemas discutidos arriba mediante el proporcionar un método para evitar la formación de arco localizada a tierra durante el tratamiento de un material de hoja en un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo por lo menos dos electrodos, cuyo método involucra el pasar el material de hoja que va a ser tratado a través del campo de descarga corona, en el cual el material de hoja que va a ser tratado es aislado eléctricamente de los electrodos .

Cuando el aparato de descarga corona tiene un electrodo de metal desnudo y un electrodo cubierto dieléctrico, el material de hoja que va a ser tratado se pasa a través del campo de descarga corona como una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en las cuales por lo menos una de las capas es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo.

El método que se va a emplear para tratar un material de hoja hidrofóbico teniendo una porosidad en cuyo caso el material de hoja hidrofóbico se pasa a través de un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo un electrodo de metal desnudo o un electrodo cubierto dielétrico bajo condiciones adaptadas para hacer a la hoja porosa humedecible. El material de hoja hidrofóbico es una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en el cual por lo menos una capa es un material de hoja no conductivo colocado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo y una de por lo menos tres capas es un material de hoja no poroso no conductivo. Por ejemplo, por lo menos una capa la cual es un material de hoja no conductivo colocado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo también puede ser no poroso.

En general, el material de hoja puede ser cualesquier material de hoja capaz de ser tratado en un campo de descarga corona. El material de hoja puede ser poroso o no poroso. Por ejemplo, el material de hoja puede ser una película. Como otro ejemplo, el material de hoja puede ser una tela fibrosa. La tela fibrosa puede ser tejida o no tejida. Los ejemplos de las telas fibrosas no tejidas incluyen las telas no tejidas de soplado con fusión, conformadas y unidas con hilado.

El material de hoja puede hacerse de cualesquier material deseado el cual sea capaz de ser tratado en un campo de descarga corona. Por ejemplo, el material de hoja puede ser hecho de un polímero sintético, tal como una poliolefina. Las poliolefinas particularmente deseadas incluyen polipropileno y polietileno.

Descripción Detallada de la Invención Como se usa aquí, el término "campo de descarga corona" es empleado con su significado usual. Tal campo puede ser generado por cualesquier medios conocidos por aquellos teniendo una habilidad ordinaria en el arte.

El término "no conductivo" con referencia a un material de hoja se usa aquí para significar que el material de hoja no conducirá electricidad.

Como se usa aquí, el término "humedecible" significa humedecible por el agua, por ejemplo, la absorción espontánea de agua con un material poroso tal como una tela no tejida.

Como se indicó anteriormente, la presente invención proporciona un método para evitar la formación de arco localizada a tierra durante el tratamiento de un material de hoja en un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo por lo menos dos electrodos. El método involucra el pasar el material de hoja que se va a tratar a través del campo de descarga corona, en el cual el material de hoja que se va a tratar es aislado eléctricamente de los electrodos.

El material de hoja puede ser cualesquier material de hoja capaz de ser tratado en un campo de descarga corona. El material de hoja puede ser poroso o no poroso. Por ejemplo, el material de hoja puede ser una película. Como otro ejemplo, el material de hoja puede ser una tela fibrosa. La tela fibrosa puede ser tejida o no tejida. Los ejemplos de las telas fibrosas no tejidas incluyen, por vía de ilustración solamente, las telas no tejidas formadas de soplado con fusión, coformadas, unidas con hilado, colocadas por aire, colocadas en húmedo, y unidas y cardadas .

Una tela no tejida deseablemente se formará por tales procesos muy conocidos como la formación de soplado con fusión, coformación, unión con hilado, y similares. Por vía de ilustración solamente, tales procesos son ejemplificados por las siguientes referencias, cada una de las cuales se incorpora aquí por esa referencia: a) Las referencias de soplado con fusión incluyen, por vía de ejemplo, las patentes de los Estados Unidos de Norteamérica números 3,016,599 otorgada a R. W. Perry, Jr., 3,704,198 otorgada a J. S. Prentice, 3,755,527 otorgada a J. P. Keller y otros, 3,849,241 otorgada a R. R. Butin y otros, 3,978,185 otorgada a R.R. Butin y otros y 4,663,220 otorgada a T.

J. Wisneski y otros. Véase también V. A. Wente "Fibras Termoplásticas Super Finas", Química Industrial y de Ingeniería, volumen 48, número 8, páginas 1342-1346 (1956); V. A. Wente y otros "Fabricación de Fibras Orgánicas Super Finas", laboratorio de investigación naval, Washington, D.C., reporte de laboratorio de investigación naval 4364 (111437) , fechado el 25 de Mayo de 1954, departamento de comercio de Estados Unidos de Norteamérica, oficina de servicios técnicos; y Robert R. Butin y D ight T. Lohkamp, "Soplado con Fusión-un Proceso de Tejido de un Paso para Nuevos Productos no Tejidos", Diario de la Asociación Técnica de la Industria de la Pulpa v el Papel, volumen 56, número 4, páginas 74-77 (1973); b) Referencias de coformación (por ejemplo referencias describiendo un proceso de soplado con fusión en el cual las fibras o partículas son mezcladas con las fibras de soplado con fusión al ser estas formadas) incluyen las patentes números 4,100,324 otorgada a R. A. Anderson y otros y 4,118,531 otorgada a E. R. Hauser; y c) Las referencias a la unión con hilado incluyen entre otras las patentes de los Estados Unidos de Norteamérica números 3,341,394 otorgada a Kinney, 3,655,862 otorgada a Dorschner y otros, 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros, 3,705,068 otorgada a Dobo y otros, 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros, 3,853,651 otorgada a Porte, 4,064,605 otorgada a Akiyama y otros, 4,091,140 otorgada a Harmon, 4,100,319 otorgada a Schwartz, 4,340,563 otorgada a Appel y Morman, 4,405,297 otorgada a Appel y Morman, 4,434,204 otorgada a Hartman y otros, 4,627,811 otorgada a Greiser y Wagner, y 4,644,045 otorgada a Fowells.

El material de hoja puede hacerse de cualesquier material deseado el cual es capaz de ser tratado en un campo de descarga corona. Por ejemplo, el material de hoja típicamente puede hacerse de un polímero sintético el cual puede ser un polímero termoasentable o termoplástico.

Los ejemplos de los polímeros termoasentables incluyen, por vía de ilustración solamente, las resinas alquid, tal como las resinas de gliserol-anhídrido ftálico, las resinas de gliserol-ácido maleico, las resinas de gliserol-ácido adípico, y las resinas de pentaritritol-anhídrido ftálico; las resinas alílicas, en las cuales tales monómeros como el dialil ftalato, el dialil isoftalato dialil maleato, y el dialil cloroendato sirven como agentes degradantes no volátiles en los compuestos de poliéster; resinas amino, tal como resinas de anilina-formaldehido, resinas de etileno urea-formaldehido, resinas de diciandiamida-formaldehido, resinas de melamina-formaldehido, resinas de sulfonamida-for aldehido, y resinas de urea-formaldehido; resinas epóxicas tal como las resinas de epiclorohidrina-bisfenol A degradadas; resinas fenólicas tal como las resinas de fenol-formaldehido, incluyendo Novolacs y resols; y los poliésteres termoasentables, siliconas y uretanos.

Los ejemplos de los polímeros termoplásticos incluyen, por vía de ilustración solamente, los poliacetales de extremo tapado tal como poli (oximetileno) o poliformaldehido, poli ( tricloroacetaldehido) , poli (n-valaraldehido) , poli(acetaldehido) , poli (propionaldehido) , y similares; polímeros acrílicos, tal como poliacrilamida, poli (ácido acrílico), poli (ácido metacrílico), poli (etil acrilato), poli (metil metacrilato) , poliacrilonitrilo y similares; polímeros fluorocarbón, tal como poli (tetrafluoroetileno) , copolímeros de etileno-propileno perfluorinatados, copolímeros de etileno-tetrafluoroetileno, poli (clorotrifluoroetileno) , copolímeros de etileno-clorofluoroetileno, poli (floruro de . vinilideno), poli (fluoruro de vinilo), y similares; poliamidas, tal como poli(6-ácido aminocaproico) o poli (e-caprolactama) , poli (hexametileño adipamida) , poli (hexametileño sebacamida) , poli (11-amino-ácido undecanoico) y similares; poliaramidas, tal como poli (imino-l,3-fenilenoiminoisoftaloilo) o poli (m-fenileno isoftalamida) , y similares; parilenos, tal como poli-p_-xilileno, poli (cloro-p_-xilileno) , y similares; poliaril éteres tal como poli(oxi-2, 6-dimetilo-l,4-fenileno) o poli (p-óxido de fenileno), y similares; poliaril sulfonas, tal como poli (oxi-1,4-fenilenosulfonilo-1, 4-fenilenoxi-1,4-fenileno-isopropilideno-1, 4-fenileno) , poli (sulfonilo-1, 4-fenilenoxi-l, 4-fenilenosulfonilo-4,4' -bifenileno) , y similares; policarbonatos, tal como poli (bisfenolA) opoli (carbonildioxi-l,4-fenilenoisopropilideno-1,4-fenileno) , y similares; poliésters, tal como poli (tereftalato de etileno), poli (tereftalato de tetrametileno) poli (ciclohexileno-1, 4-tereftalato de dimetileno) o poli (oximetileno-1,4-ciclohexilenometilenooxitetraftaloilo) , y similares; sulfuros poliarilo, tal como poli (p-sulfuro de fenileno) o poli (tio-l,4-fenileno) , y similares; polii idas, tal como poli (piromelitimido-l,4-fenileno) , y similares; poliolefinas, tal como polietileno, polipropileno, poli(l-buteno) , poli (2-buteno) , poli (1-penteno) , poli (2-penteno) , poli(3-metilo-l-penteno) , poli (4-metilo-l-penteno) , y similares; polímeros de vinilo, tal como poli (vinil acetato), poli (cloruro de vinilideno), poli (cloruro de vinilo), y similares; polímeros dieno, tal como 1, 2-poli-l, 3-butadieno, 1,4-poli-l, 3-butadieno, poliisopreno, policloropreno, y similares; poliestirenos; copolímeros de los anteriores, tal como copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno(ABS) , y similares; y otros.

En algunas modalidades, el material de hoja puede hacerse de un polímero hidrofóbico sintético. Los polímeros hidrofóbicos en general dan ángulos de contacto con agua de por lo menos de alrededor de 60 grados y típicamente tienen energías libres de superficie de menos de alrededor de 45 diñes centímetro'1 (Mjoule m'2) . Los ejemplos de tales polímeros incluyen, por vía de ilustración solamente, poliésteres aromáticos, poliolefinas, plitetrafluoroetileno, poli (metilo- etacrilato) , poli (fluoruro de vinilideno), poliamidas, y poliestirenos .

Los poliésteres aromáticos incluyen, por vía de ejemplo solamente, poli (tereftalato de etileno) , poli (tereftalato de tetrametileno), poli (ciclohexano-1, 4-tereftalato de dimetileno) , y cristalino líquido termotrópico tal como los copolímeros de ácido hidroxibenzoico y de ácido hidroxinaftoico.

Los ejemplos de las poliolefinas incluyen, de nuevo por vía de ilustración solamente, polietileno, polipropileno, poli (1-buteno) , poli (2-buteno) , poli (1-penteno) , poli (2-penteno) , poli (3-metilo-l-penteno) , poli(4-metilo-l-penteno) , y similares. Además tal término se quiere que incluya mezclas de dos o más poliolefinas y copolímeros de bloque y al azar preparados de dos o más monómeros insaturados diferentes. Debido a su importancia comercial, las poliolefinas más preferidas son polietileno y polipropileno.

Las poliamidas incluyen, por vía de ejemplo solamente, poli(6-ácido aminocaproico) (nilón 6), poli(hexametileno sebacamida) (nilón 6,10), y poli(octametileno suberamida) (nilón 8,8) .

Como se indicó ya, el material de hoja que se va a tratar debe ser aislado eléctricamente de los electrodos del aparato de descarga corona. Esto puede lograrse por cualesquier medios. Por ejemplo, ambos electrodos pueden estar cubiertos con un manguito dieléctrico. Como otro ejemplo, un electrodo puede estar cubierto con un manguito dieléctrico y un electrodo puede estar cubierto con una película no conductiva la cual puede ser renovable. Otros medios serán fácilmente evidentes a aquellos teniendo una habilidad ordinaria en el arte.

Cuando el aparato de descarga corona tiene un electrodo de metal desnudo y un electrodo dieléctrico-cubierto, el material de hoja que se va a tratar puede pasarse a través del campo de descarga corona como una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en los cuales por lo menos una de las capas es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que va a ser tratado y el electrodo de metal desnudo. Si se desea, el material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo también puede ser no poroso.

El método puede ser empleado para tratar un material de hoja hidrofóbico teniendo una porosidad, en cuyo caso el material de hoja hidrofóbico se pasa a través de un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo un electrodo de metal desnudo y un electrodo cubierto dieléctrico bajo condiciones adaptadas para hacer a la hoja porosa humedecible. El material de hoja hidrofóbico es una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en el cual por lo menos una capa es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo y una de por lo menos tres capas es un material de hoja no poroso y no conductivo. Por ejemplo, por lo menos una capa la cual es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo también puede ser no porosa.

La presente invención está además descrita por los ejemplos que siguen. Tales ejemplos, sin embargo, no deben considerarse como limitantes en ninguna manera del espíritu o del alcance de la presente invención.

Materiales En los ejemplos, los siguientes materiales fueron usados : Película de Polipropileno: 2-mil (alrededor de 0.05 milímetros) espesor (tipo XP715S/P, Lote # 46805, Edison Plastics Company, de Nev ort News, Virginia) .

Película de Polietileno: 1-mil (alrededor de 0.025-mm) espesor (película de polietileno de densidad baja lineal estándar) .

Película de politetrafuoroetileno: 2-mil (alrededor de 0.05-mm) espesor (Fisher Scientific, de Atlanta, Georgia) .

Celgard® pelicula de polipropileno microporosa 2500: Hoechst Celanese, Charlotte, North Carolina.

Cartón Manila: Espesor de 11-mil (alrededor de 0.3 mm) (No. 2-152C, Smead Inc., de Hastings, Minnesota). El cartón se cree que es poroso, aún cuando no se corrieron pruebas para verificar o definir tal porosidad.

Hoja de Aluminio: Espesor 1-mil (alrededor jie 0.025-mm) (Reynolds Metals Company, de Richmond, Virginia.

Tratador de Descarga Corona Se generó un campo de descarga corona por medio de una estación de tratamiento corona de Corotec Laboratorio (de Corotec Corporation, de Collinsville, Connecticut) equipada con un suministro de energía CXC-5. La estación de tratamiento corona del laboratorio Corotec generó una descarga corona de corriente alternante de alto voltaje. El voltaje de descarga (pico a pico) varió de desde 7 kV a 10 kV y la frecuencia varió de desde 19 kilohertz a 20 kilohertz. El tratador utilizó dos rodillos de aluminio contragiratorios colocados horizontalmente como los electrodos. El rodillo de fondo se puso a tierra y su superficie se cubrió con un manguito dieléctrico de 2 milímetros de grueso. El rodillo superior fue un metal de aluminio desnudo. El punto de presión formado por los dos rodillos proporcionó una separación mínima de 2 milímetros. La separación real entre los electrodos durante el tratamiento del material fue la suma del espesor de los materiales que estaban siendo pasados a través de la separación y la cubierta dieléctrica de 2 milímetros de grueso sobre el electrodo inferior. La velocidad de línea se fijó a 12 pies/minuto (alrededor de 6 centímetros/segundos) . La fuerza disipada en la separación durante la descarga corona se indicó por un medidor de fuerza integral. 1 '. " -"" ' — La densidad de energía corona fue una medida cuantitativa de fuerza disipada a través del ancho de los electrodos por área de unidad de material siendo tratado. Esto es simplemente expresado mediante el dividir la fuerza de salida del suministro de fuerza por el ancho del ánodo (pies) y la velocidad de línea (pies/s) . La densidad de energía se asumió que era una función acumulativa del número de pasadas a través de la descarga. Típicamente, los materiales se pasaron a través de la descarga de desde 1 a 10 veces. La Tabla 1 lista la densidad de energía por pasada para una fuerza de salida típica usada en los ejemplos.

T A B L A 1 Densidades de Energía Corona Fuerza dß Salida a Densidad de Energía b 100 500 (5.38) 200 1000 (10.8) 300 1500 (16.2) 400 2000 (21.5) 500 2500 (26.9) a en watts o joules segundo"1. b en watts segundos pie"2 (Kjoule m"2) .

Tensión de Superficie Criti<?ft **« wyn-» « <miento Una tensión de superficie crítica de humedecimiento se determinó para cuidar cada muestra tratada usando un estuche de prueba de tensión de humedecimiento moldeo STT 11-1 (de Pillar Technologies, Inc. de Hartland, Wisconsin Michigan) . La tensión de superficie crítica de humdecimiento se tomó como la tensión de superficie del estuche de prueba Pillar el cual se absorbió espontáneamente en substratos porosos . El estuche de tensión de humedecimiento se conforma a la norma ASTM estándar D2578-67.

Análisis de Superficie Las superficies de las muestras tratadas se analizaron mediante espectroscopia de electrónica respecto del análisis químico (ESCA) . Todos los análisis se llevaron a cabo con espectrómetro ESCA M-sonda de Surface Science Instruments. Las recolecciones espectrales se llevaron a cabo con una excitación de rayos X de aluminio monocromática de un área de 800 micrómetros cuadrados de cada muestra. La carga diferencial de las muestras se compensó mediante el uso de un flujo de energía baja (1 eV) de electrones de una pistola de inundación de electrón.

E J E M P L O 1 Tratamiento de Descarga Corona de Telas No Tejidas de Soplado con Fusión de Polipropileno Las telas no tejidas de soplado con fusión de polipropileno de 0.5 onzas por yarda cuadrada o osy (alrededor de 17 granos por metro cuadrado o gsm) se trataron con descarga corona a densidades de energía corona propasada variando de 500 a 2500 watts segundo pie*2 (alrededor de 5.38 a 26.9 kjoule metro cuadrado) . Cada muestra de soplado con fusión se montó como una estructura de capas múltiples en la cual 1 a 5 capas de material fueron sobre puestas o apiladas para formar una muestra compuesta para el tratamiento corona. No se aplicó adhesivo entre las capas de los laminados; por tanto, después del tratamiento de descarga corona, las capas fueron fácilmente separables.

Los compuestos de capas múltiples son mencionados respecto de o descritos capa por capa, comenzando con la capa más cercana a la parte superior o electrodo de metal desnudo de la estación de tratamiento y terminando con la capa más cercana al electrodo de fondo o del tratamiento, por ejemplo, el electrodo cubierto con el manguito dieléctrico. Aún cuando los ejemplos se usaron un máximo de cinco capas, este número de capas no debe considerarse como un limitante en ninguna manera ya sea del espíritu o del alcance de la invención.

El compuesto de capas múltiples fue tratado con descarga corona mediante el alimentar los materiales a través del punto de presión formado entre los electrodos superior e inferior de la estación de tratamiento. La severidad del tratamiento se varió mediante el aumentar la fuerza de salida corona y mediante el aumentar el número de pasadas a través del campo de descarga a una densidad de energía corona fija.

Las configuraciones compuestas numerosas examinadas se resumen en la Tabla 2. En la Tabla 2 están incluidos los datos indicando las observaciones de orificios pequeños en el material tratado corona y la tensión de superficie crítica respecto del humedecimiento (CSTW) de la tela no tejida formada con soplado con fusión tratada para cada configuración examinada. El CSTW se evaluó sobre ambos lados superior y el inferior de cada tela. En ningún caso se encontró que el CSTW del lado superior (el lado más cercano al electrodo de metal desnudo de la estación de tratamiento) que fuera diferente de aquel observado sobre el lado de fondo (el lado más cercano al electrodo cubierto/dieléctrico de la estación de tratamiento) . Todas las muestras se pasaron a través del campo de descarga corona un total de diez veces a una densidad de energía corona fija de 1,500 watts pie-cuadrado (alrededor de 16.2 kjoule metro cuadrado) . Las siguientes abreviaciones son empleadas en todas las Tablas: PPF = Película de Polipropileno MB = Tela no Tejida de Soplado con Fusión de Polipropileno MPB = Cartón de Manila T A B L A 2 Resumen de Resultados Para Tratamiento Corona de Telas No Tejidas en Compuestos de Capas Múltiples Descripción de Compuesto Orificios Pequeños CSTW* Humedafi-ihl» MB Si 58 No MB/PPF Si 72 Si PPF/MB Si 72 Si MB/PPF/PPF Si 72 Si PPF/MB/PPF No 72 Si PPF/PPF/MB Sib 72 Si MB/MPB Sic 58 No MPB/MB Si- 72 Si MB/MPB/MPB Si 60 No MPB/MB/MPB No 58 No MPB/MPB/MB No 62 No MB/PPF/MPB Sib 72 Si MPB/PPF/MB No 72 Si PPF/MPB/MB No 72 Si PPF/MB/MPB No 72 Si MPB/MB/PPF No 72 Si PPF/MB/PPF/MPB No 60 No MPB/PPF/MB/PPF No 60 No 1 Tensión de superficie crítica de humedecimiento en diñes centímetro"1 (mjoule en metro cuadrado) Muy pocos c Muy grandes De la serie de experimentos resumidos en la Tabla 2, pueden sacarse varias conclusiones: a) el aislamiento de la tela no tejida soplada con fusión del electrodo desnudo superior fue esencial para evitar que los orificios pequeños se formaran en la tela: b) los tamaños de orificios parecieron controlarse por el material que actúa como una hoja portadora para la tela no tejida: c) el espesor compuesto total tuvo un efecto pronunciado de la humectabilidad de la tela no tejida tratada; y d) la configuración de muestra óptima la cual dió un material humdecible con agua y libre de orificios pequeños fue MPB/MB/PPF, por ejemplo cartón de manila/tela no tejida de soplado con fusión/película de polipropileno.

Lado de Trata^^nr» Los resultados de las determinaciones ESCA sobre las superficies de las muestras de tela no tejida de soplado con fusión tratadas en las configuraciones PPF/MB/MPB y MPB/MB/PPF se resumen en la Tabla 3. A cada muestra fue tratada con corona a una densidad de energía corona de 1,500 watts segundo pie cuadrado (alrededor de 16.2 kjoule metro cuadrado) por pasada por 10 pasadas .

T A B L A 3 Análisis ESCA de Telas No Tejidas de Soplado con Fusión Tratadas con Corona Porciento de Elemento Atómico Muestra Carbón Oxigeno Control* 100 PPF/MB/MPB (Superior) 88, .5 11.5 PPF/MB/MPB (Inferior) 89 .5 10.5 MPB/MB/PPF (Superior) 88 .7 11.3 MPB/MB/PPF (Inferior) 90. .3 9.7 MB tratada sin corona.

Los datos de análisis de superficie resumidos en la Tabla 3 ilustran cuantitativamente la falta de lado a la tela no tejida después del tratamiento corona en la configuración compuesta de capas múltiples.

Efecto de Fuerza Corona El efecto de la fuerza de salida del tratador de corona sobre el CSTW y la composición de superficie de la tela no tejida soplada con fusión se evaluó usando la configuración MPB/MB/PPF descrita arriba. La composición de superficie se determinó mediante el análisis ESCA de la tela no tejida después del tratamiento y se expresa aquí como la proporción del porciento atómico de oxígeno a aquel de carbón (proporción 0/C) . En todos los casos las muestras se pasaron a través del campo de descarga corona un total de cinco veces. Los resultados se resumen en la Tabla 4.

T A B L A 4 Resumen del Efecto de Fuerza de Salida Fuerza Corona* Proporción 0/Cb CSTW1 Humedecible 100 9.0 56 No 200 11.5 56 No 300 12.6 60 No 400 17.6 62 NO 500 14.5 62 No a en watts o joules segundos'1 b la proporción 0/C calculada veces 100 c tensión de superficie crítica de humedecimiento en di es cm"1 ( joule m"2) .

Como puede verse de la Tabla, ambas la proporción 0/C de superficie y el CSTW aumentó con la fuerza de corona en aumentó excepto por la proporción 0/C a 400 watts o joule segundo'1, los aumentos en ambas la proporción 0/C y CSTW parece que son casi lineales a los aumentos de calificación de fuerza de salida arriba de 100 watts o joules segundo'1.

Efecto de la Severidad del Tt-«t-*tn-?.ento Corona El efecto de la severidad del tratamiento corona (tiempo) se evaluó mediante aumentar el número de pasadas a través de un campo de descarga corona a una fuerza fija. En este caeo la fuerza corona se puso a 300 watts o joule segundo'1, correspondiendo a una densidad de energía corona de 1,500 watts segundo pie cuadrado (alrededor de 16.2 kjoule metro cuadrado) por pasada . Los resultados se resumen en la Tabla 5.

T A B L A S Resumen del Efecto de Número de Pasadas Pasada Número Proporción 0/C* CSTW" Humedecible 1 6.5 56 No 3 12.8 56 No 5 16.8 60 No 8 17.1 64 No 15.9 72 Si la proporción 0/C calculada veces 100 b tensión de superficie crítica de humedecimiento en diñes cm'1 (mjoule m"2) .

De acuerdo a los datos en la Tabla, el CSTW aumentó con el número de pasadas a través del campo corona aún cuando menos de alrededor de cinco pasadas tuvieron poco efecto aparente sobre el valor CSTW. La proporción 0/C de superficie, sin embargo, apareció que alcanzó un máximo después de alrededor de 5 pasadas.

E J E M P L O 2 Capas de Película Dielétrcica en Contra de Conductivo en el Compuesto de Capas Múltiples El tratamiento corona de la tela no tejida de soplado con fusión de polipropileno se examinó como una función de la conductividad eléctrica de la capa de película usada en la preparación de un compuesto de capas múltiples. Se usó una hoja de aluminio de 1-mil de grueso (alrededor de 0.025 milímetros como una película conductiva y varias películas de polímero se evaluaron como capas de película dieléctrica. Las condiciones de tratamiento corona fueron de 1,500 watts segundo pie"2 (alrededor de 16.2 (kjoule metro cuadrado) por pasada y 10 pasadas.

Película Conductiva Tres muestras de la tela no tejida de soplado con fusión se trataron en compuestos de capas múltiples que incluyeron una capa de película conductiva de hoja de aluminio. En la primera, una sección de la tela de soplado con fusión se montó sobre cartón de manila con una película de polipropileno cubriendo una mitad y hoja de aluminio a la otra. La muestra fue construida de manera que, al pasarse la muestra a través del campo corona, la mitad del par de electrodo "vería" la película de polipropileno y la otra mitad "vería" la hoja de aluminio. Por tanto, la junta entre los dos tipos de película fue paralela a la dirección de movimiento del compuesto a través del aparato de descarga corona. " " ' " _" Después del tratamiento, ambos lados de la tela no tejida de soplado con fusión tuvieron un valor CSTW de 60 diñes centímetro"1 (mjoule m"2) , mientras que sólo el lado de hoja de aluminio tuvo orificios pequeños. Un segundo experimento en el cual la misma configuración de muestra fue usada excepto por aquella de la muestra fue construida de manera que la hoja de aluminio y las mitades de película de polipropileno fueron tratadas secuencialmente. Los resultados son los mismos. Se preparó una tercera muestra en donde una segunda capa de película de polipropileno se agregó entre el cartón de manila y la tela no tejida. En este caso, no se observaron orificios pequeños en cualesquiera de los lados cubiertos de película de polipropileno o cubiertos de hoja de aluminio, y el valor CSTW fue el mismo sobre cada lado.

Pelicula No Conductiva Otros ejemplos de películas no conductivas usadas como capas en compuestos de capas múltiples incluyeron politetrafluoroetileno (PTFE) , polietileno (PE) , y Celgard* polipropileno microporoso 2500. La configuración de muestra fue de MPB/MB/película no conductiva.

No se observaron orificios pequeños en las telas no tejidas tratadas usando compuestos construidos con el PTFE o la película PE. Ambas muestras tuvieron valores CTSW de 72 diñes cm"1 (mjoule metro cuadrado) . El tratamiento corona de la muestra utilizando el polipropileno microporoso Celgard® 2500 dió una tela no tejida la cual tuvo muchos orificios pequeños. Además, la uniformidad del tratamiento fue pobre. Algunas áreas tuvieron un valor CSTW de 72 diñes centímetro"1 (mjoule m"2) mientras que otros tuvieron un valor CSTW de 60 diñes cm"1 (mjoule m'2) . Esto ilustra la necesidad de una capa de película no conductiva no porosa en el compuesto de capas múltiples sometido al campo de descarga corona a fin de evitar la formación de los orificios pequeños en la tela no tejida mientras que se produce una tela la cual es humedecible.

E J E M P L O 3 Tratamiento de Descarga Corona de Película Microporosa El tratamiento de descarga corona de las películas microporosas se demostró usando una muestra de una película de polipropileno microporosa Celgard® 2500. La película microporosa fue tratada en una manera similar a aquella descrita en el Ejemplo 1. Las condiciones de tratamiento corona fueron de 1,500 watts segundo pie cuadrado por pasada y 10 pasadas. La película Celgard® se trató ya sea por si misma o como un compuesto de capas múltiples con película PP, película PE, y película PTFE.

El tratamiento de la película de polipropileno microporosa Celgard® 2500 por si misma produjo el material con orificios pequeños sobre más de 90 por ciento de su superficie. La introducción de una película no conductiva tal como la película PP sobre la parte superior de la película Celgard evitó la formación de orificios pequeños y dió un material con un valor CSTW de 72 diñes centímetro"1 (mjoule metro cuadrado) . Se obtuvieron resultados idénticos cuando se trataron con ya sea el PTFE o las películas PE como cubiertas.

E J E M P L O 4 Tratamiento de Descarga Corona de Telas no Tejidas La amplia aplicabilidad del acercamiento del compuesto de capas múltiples para controlar la formación de orificios pequeños durante el tratamiento corona de las telas no tejidas se demostró adicionalmente mediante el examinar telas de soplado con fusión de polipropileno de peso base superior y una serie de telas no tejidas hechas de polietileno. Las condiciones de tratamiento corona fueron de 1,500 watts segundo pie cuadrado por pasada y 10 pasadas. La configuración de muestra de MPB/tela no tejida/PPF se usó para cada tela no tejida. Las telas no tejidas estudiadas fueron como sigue: A- Tela no tejida soplada con fusión de polipropileno de 1.0 osy (alrededor de 34 gramos por metro cuadrado) .

B- Tela no tejida unida con hilado de polipropileno de 1.0 onzas por yarda cuadrada (alrededor de 34 gramos por metro cuadrado) .

C- Una tela no tejida de soplado con fusión de polietileno de 1.6 onzas por yarda cuadrada (alrededor de 54 gramos por metro cuadrado) D- Tela no tejida de soplado con fusión de polietileno de 6 onzas por yarda cuadrada (alrededor de 204 gramos por metro cuadrado) .

Los resultados de estos estudios se resumen en la Tabla 6 T A B L A Tratamiento Corona de Varias Telas No Tejidas Muestra Orificios Pegúenos CSTW Humedecible A No 62 No B No 58 No C No 72 Si D No 58 No * Tensión de superficie crítica de humedecimiento en diñes centímetro"1 {mjoule metro cuadrado) .

Aún cuando la descripción se ha llevado a cabo en detalle con respecto a modalidades específicas de la misma, se apreciará por aquellos expertos en el arte, a lograr un entendimiento de lo anterior, que pueden concebirse fácilmente alteraciones, variaciones y equivalentes a estas incorporaciones ,

Claims (23)

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

1. Un método para evitar la formación de arco localizada a tierra durante el tratamiento de un material de hoja en un campo de descarga corona generado mediante un aparato de descarga corona que tiene por lo menos dos electrodos, cuyo método comprende : pasar el material de hoja que se va a tratar a través del campo de descarga corona, en el cual el material de hoja que va a ser tratado está aislado eléctricamente de dichos electrodos .

2. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el material de hoja es una película.

3. El método tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque el material de hoja es una tela fibrosa.

4. El método tal y como se reivindica en la cláusula 3 caracterizado porque la tela fibrosa es una tela no tejida.

5. Un método para evitar la formación de arco localizada a tierra durante el tratamiento de un material de hoja en un campo de descarga corona generado mediante un aparato de descarga corona que teniendo un electrodo de metal desnudo y un electrodo cubierto dieléctrico, cuyo método comprende: pasar el material de hoja que se va a tratar a través del campo de descarga corona como una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en las cuales por lo menos una de las capas es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo.

6. El método tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque el material de hoja es una película.

7. El método tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque el material de hoja es poroso.

8. El método tal y como se reivindica en la cláusula 7 caracterizado porque el material de hoja es una tela fibrosa.

9. El método tal y como se reivindica en la cláusula 8 caracterizado porque la tela fibrosa es una tela no tejida.

10. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque la tela no tejida es una tela no tejida de soplado con fusión.

11. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque la tela no tejida es una tela no tejida unida con hilado.

12. El método tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque la tela no tejida es una tela no tejida de poliolefina.

13. El método tal y como se reivindica en la cláusula 12 caracterizado porque la poliolefina es de polipropileno o de polietileno.

14. Un método para tratar un material de hoja hidrofóbico que tiene una porosidad que comprende: pasar el material de hoja hidrofóbico poroso: a través de un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo un electrodo de metal desnudo y un electrodo cubierto dieléctrico; bajo condiciones adaptado para hacer a la hoja porosa humedecible; y como una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en las cuales por lo menos una capa es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo y una de las tres capas por lo menos es un material de hoja no poroso no conductivo; evitando por tanto que se altere la porosidad del material de hoja hidrofóbico.

15. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el material de hoja es una película.

16. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14 caracterizado porque el material de hoja es poroso.

17. El método tal y como se reivindica en la cláusula 16 caracterizado porque el material de hoja es una tela fibrosa.

18. El método tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque la tela fibrosa es una tela no tejida.

19. El método tal y como se reivindica en la cláusula 18 caracterizado porque la tela no tejida es una tela no tejida de soplado con fusión.

20. El método tal y como se reivindica en la cláusula 18 caracterizado porque la tela no tejida es una tela no tejida unida con hilado.

21. El método tal y como se reivindica en la cláusula 18 caracterizado porque la tela no tejida es una tela no tejida de poliolefina.

22. El método tal y como se reivindica en la cláusula 21 caracterizado porque la poliolefina es polipropileno o polietileno.

23. El método tal y como se reivindica en la cláusula 14, en el cual la por lo menos una capa la cual es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que va a ser tratado y el electrodo de metal desnudo también no es porosa. R E S U M E N Un método para evitar la formación de arco localizada a tierra durante el tratamiento de un material de hoja en campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo por lo menos dos electrodos, cuyo método involucra el pasar el material de hoja que se va a tratar a través del campo de descarga corona en el cual el material de hoja que se va a tratar está aislado eléctricamente de los electrodos. Cuando el aparato de descarga corona tiene un electrodo de metal desnudo y el electrodo cubierto dieléctrico, el material de hoja que se va a tratar se pasa a través del campo de descarga corona como una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en el cual la por lo menos una de las capas es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo. El método puede ser empleado para tratar un material de hoja hidrofóbico teniendo una porosidad, en cuyo caso el material de hoja hidrofóbico se pasa a través de un campo de descarga corona generado por un aparato de descarga corona teniendo un electrodo de metal desnudo y un electrodo cubierto dieléctrico bajo condiciones adaptadas para hacer a la hoja porosa humedecible. El material de hoja hidrofóbico es una capa de un compuesto de capas múltiples teniendo por lo menos tres capas, en el cual por lo menos una capa es un material de hoja no conductivo situado entre el material de hoja que se va a tratar y el electrodo de metal desnudo y una de por lo menos tres capas es un material de hoja no poroso no conductivo.