ES2340140T3

ES2340140T3 - Fibras multicomponente y telas elaboradas usando las mismas.

Info

Publication number: ES2340140T3
Application number: ES00988354T
Authority: ES
Inventors: David D. Newkirk; Harold Edward Thomas; David Bruce Christopher; Barry Dewayne Meece
Original assignee: Fiberweb Simpsonville Inc
Current assignee: Fitesa Simpsonville Inc
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2010-05-31
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: DE60043748D1; CN1243139C; EP1264016A2; AU2456801A; JP2003519296A; ATE455882T1; WO2001049908A2; US6417121B1; CN1415030A; EP1264016B1; WO2001049908A3

Abstract

Una fibra multicomponente que comprende al menos dos componentes de polímero dispuestos en dominios estructurados, comprendiendo al menos uno de dichos componentes de polímero una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando dichos polímeros presentes como una fase continua dominante de temperatura de fusión más baja y al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada dispersa en la misma, formando dicha fase continua de temperatura de fusión más baja al menos el 50 por ciento en peso de la combinación de polímero y comprendiendo un polímero de polietileno, y dicha al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprendiendo al menos un polímero de polipropileno con un caudal de fusión de más de 20 g/10 min o al menos un copolímero o terpolímero de propileno.

Description

Fibras multicomponente y telas elaboradas usando las mismas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a fibras multicomponente, así como a telas no tejidas y laminados de tela que comprenden las fibras multicomponente. Más particularmente, la invención se refiere a fibras multicomponente que incluyen al menos un dominio de polímero formado por una combinación selecta de polímeros, así como telas no tejidas y laminados que tienen propiedades de tela y características de procesamiento mejoradas.

Antecedentes de la invención

Las telas no tejidas producidas a partir de materiales de polímero hilados se usan en una diversidad de aplicaciones diferentes. Entre otros usos, tales telas no tejidas se emplean como la lámina de cubierta de pañales desechables o productos sanitarios. Existe interés considerable en la elaboración de pañales desechables más cómodos y de mejor ajuste al bebé. Una parte importante de la comodidad del pañal es la suavidad o la dureza de los materiales no tejidos usados para elaborar el pañal, incluyendo la lámina superior del pañal, los puños de barrera de la pierna y en algunos diseños avanzados, la tela laminada a la película de la lámina trasera. Además, en algunos diseños de pañales, se necesita un grado elevado de alargamiento de la tela para cooperar con los componentes elásticos para conseguir un ajuste cómodo suave.

Un enfoque para la suavidad mejorada de la lámina superior de pañales es el uso de polietileno de densidad baja lineal (LLDPE) como la resina en lugar de polipropileno para producir telas no tejidas de pañales hiladas. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos N° 4.644.045 de Fowells describe telas no tejidas hiladas que tienen propiedades de suavidad excelentes producidas a partir de polietileno de densidad baja lineal. Sin embargo, la suavidad descrita anteriormente de tela hilada de LLDPE nunca se ha utilizado ampliamente debido a la dificultad para conseguir resistencia a la abrasión aceptable en tales productos. La unión de filamentos de LLDPE en una trama hilada con resistencia a la abrasión aceptable ha demostrado ser muy difícil. El amarre de las fibras aceptable se observa a una temperatura inmediatamente inferior al punto en el que los filamentos comienzan a fundirse y a pegarse a la calendra. Esta ventana de unión muy estrecha ha provocado que la producción de telas hiladas de LLDPE con resistencia a la abrasión aceptable sea muy difícil. Por tanto, la ventaja de suavidad ofrecida por telas hiladas de LLDPE no se ha captado satisfactoriamente en el mercado.

El polipropileno convencional, que se ha usado ampliamente en la producción de telas no tejidas, proporciona propiedades de resistencia al deshilachado y la abrasión en la condición no estirada, pero las propiedades de alargamiento son inaceptables y, por lo tanto, las fibras y/o telas se fracturan.

En Sabee, Patentes de los Estados Unidos N° 4.153.664 y 4.223.063, se describe que la suavidad y movilidad de telas no tejidas compuestas, formadas por ejemplo a partir de una tela no tejida hilada por centrifugado o soplado en fusión "meltblown", se puede mejorar tirando o estirando la tela. Más particularmente, de acuerdo con Sabee, las telas no tejidas compuestas se procesan tirando o estirando de forma diferencial la trama para formar un patrón acolchado de áreas estiradas y no estiradas, que proporcionan un producto con suavidad, textura y movilidad mejoradas. Sin embargo, aunque el estiramiento puede mejorar algunas propiedades físicas de la tela, el mismo puede influir negativamente sobre otras propiedades importantes, tales como la resistencia a la abrasión, por ejemplo, dejando la tela con una superficie deshilachada fea. Además, Sabee indica el uso de filamentos no estirados o poco estirados en el uso de esta aplicación. Los filamentos no estirados o poco estirados típicamente tienen denier elevado y, por lo tanto, las telas tienden a ser rígidas.

Además de la suavidad, con frecuencia los requerimientos de rendimiento del producto exigen una tela no tejida compuesta que tenga elasticidad. En determinados diseños de pañales desechables, por ejemplo, se desea impartir propiedades elásticas a las áreas de la cintura y/o del puño de la pierna. Un enfoque que se ha emprendido para proporcionar tales propiedades elásticas a una tela no tejida compuesta implica la formación y estiramiento de una trama elástica, después la unión de una trama fruncida a la trama elástica y la relajación del compuesto. Una limitación obvia de este enfoque es tener que formar el compuesto en el estado de tensión. Esto requiere equipo y sistemas de control adicionales. Los ejemplos de este procedimiento son Mormon, Patente de los Estados Unidos N° 4.657.802, donde se describe que un elástico no tejido compuesto se elabora en primer lugar estirando una trama elástica, formando una trama fruncida no tejida fibrosa en la tela no tejida elástica estirada, uniéndolas las dos para formar una estructura compuesta, y después permitiendo que el compuesto se relaje. En Collier, y col, Patente de los Estados Unidos N° 5.169.706, se describe que un material elástico compuesto que tiene una relajación a la tensión baja se forma entre una lámina elástica y una capa fruncida. En Daponte, Patente de los Estados Unidos N° 4.863.779, se describe un compuesto que implica en primer lugar tensionar la trama elástica para alargarla, unir al menos una trama fruncida a la trama elástica y relajar el compuesto inmediatamente después de la unión, de forma que el tejido fruncido queda fruncido entre los puntos de unión.

Otro enfoque para impartir propiedades elásticas a una tela no tejida compuesta es con un laminado estirable denominado "cero-tensión". Un laminado estirable de "cero-tensión" se refiere a una tela en la que al menos dos capas de material, una elástica y la otra sustancialmente no elástica, se aseguran entre sí a lo largo de sus superficies de la misma extensión mientras están en un estado sustancialmente no tensionado. Posteriormente la tela se somete a estirado mecánico. La capa no elástica típicamente se fractura o se extiende, alargando de ese modo de forma permanente la capa no elástica y produciendo una tela compuesta con propiedades elásticas. Este procedimiento de laminación y estirado es provechoso en el sentido de que la utilización de elástico en una condición no estirada es más fácil y menos costosa que el elástico estirado usado en operaciones de procesamiento tradicional. Sin embargo, un problema que ha existido con los laminados estirables "de cero tensión" disponibles actualmente es la abrasión superficial. El estirado mecánico fractura o altera las fibras dentro del componente sustancialmente no elástico del laminado de "cero- tensión" y, como resultado, las fibras se desprenden y son susceptibles a despelusado y machacado. Además, tal fractura o desprendimiento provoca una pérdida notable en la resistencia de la tela.

Se han realizado esfuerzos para dirigirse a los problemas mencionados anteriormente del amarre de las fibras y la resistencia a la abrasión de la tela. Por ejemplo, se han realizado intentos para elaborar el componente de tela no tejida del compuesto con propiedades de alargamiento elevadas. Como se ha indicado anteriormente, el polipropileno convencional que se ha usado ampliamente en la producción de telas no tejidas, proporciona propiedades de resistencia al deshilachado y a la abrasión adecuadas en la condición no estirada, pero las propiedades de alargamiento son inaceptables y, por lo tanto, las fibras y/o telas se fracturan. Las tramas no tejidas formadas a partir de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) han demostrado tener propiedades de alargamiento elevadas y también poseen propiedades de tacto, suavidad y drapeado excelentes. Sin embargo, como también se ha indicado anteriormente, tales telas no han encontrado aceptación comercial amplia, ya que las mismas no proporcionan resistencia a la abrasión aceptable.

Sumario de la invención

La presente invención supera estas desventajas y limitaciones y proporciona fibras multicomponente y telas no tejidas formadas de las mismas que tienen una combinación superior de extensibilidad, propiedades de tensión y resistencia a la abrasión. Las fibras multicomponente de la invención incluyen al menos dos componentes de polímero dispuestos en dominios estructurados. Al menos uno de los componentes de polímero está formado por una combinación selecta de calidades específicas de polietileno y polipropileno que proporcionan rendimiento textil mejorado no reconocido o descrito hasta el momento, tales como resistencia a la abrasión elevada, buenas propiedades de tensión, suavidad excelente y similares. Además, estas combinaciones tienen propiedades de hilado de fusión y de procesamiento excelentes que permiten producir eficazmente telas no tejidas a niveles de productividad elevados.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que la combinación de una proporción relativamente pequeña de polipropileno de una clase selecta con el polietileno imparte resistencia a la abrasión enormemente aumentada a una tela no tejida formada a partir de la combinación de polímero, sin efectos secundarios significativos sobre las propiedades de suavidad de la tela. Se cree que el polietileno y el polipropileno forman fases distintas en los filamentos. El polietileno de temperatura de fusión más baja está presente como una fase continua dominante y el polipropileno de temperatura de fusión más elevada está disperso en la fase de polietileno dominante.

Las fibras multicomponente pueden ser filamentos continuos, fibras discontinuas o fibras sopladas en fusión "meltblown". Provechosamente, al menos una porción de la superficie exterior de la fibra multicomponente incluye un dominio de polímero formado por la combinación de polímero para impartir las propiedades de alargamiento, suavidad y resistencia a la abrasión deseadas a las fibras y, a su vez, a telas formadas de las fibras. En una realización preferida, las fibras son fibras bicomponente teniendo los componentes de polímero dispuestos en un dominio estructurado de envoltura-núcleo. En este aspecto de la invención, la envoltura está formada de la combinación de polímero para impartir las propiedades deseadas a las fibras y, a su vez, a las telas producidas usando las mismas.

El comportamiento físico y reológico de estas combinaciones es parte de un fenómeno observado por los solicitantes en el que una pequeña cantidad de un polímero de módulo más alto refuerza un polímero de módulo más bajo y más suave y proporciona a la combinación mejores características de hilado, unión y resistencia que los constituyentes individuales.

El polietileno de módulo relativamente bajo de temperatura de fusión más baja proporciona propiedades deseables, tales como suavidad, alargamiento y drapeado; mientras que la fase de polipropileno de módulo más elevado de temperatura de fusión más elevada imparte una o más de las siguientes propiedades a la fase dominante: capacidad mejorada para unir la trama; amarre de filamento mejorado (reduce el deshilachado); propiedades mejoradas de tensión y/o de alargamiento y/o de dureza de la trama; características reológicas que mejoran el rendimiento de hilado y/o la formación de trama (distribución de filamentos).

De acuerdo con un aspecto provechoso de la presente invención, la fase continua de temperatura de fusión más baja comprende un polímero de polietileno de baja densidad lineal de un índice de fusión de más de 10 (ASTM DI238-89, 190°C) y una densidad de menos de 0,945 g/cc (ASTMD-792). Al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprende un polímero de polipropileno con caudal de fusión de más de 20 g/10 min (ASTM D1238-89, 230°C). En una de las realizaciones preferidas de la invención, la fase continua de temperatura de fusión más baja de la combinación comprende un polietileno de baja densidad lineal que tiene una densidad de 0,90-0,945 g/cc y un índice de fusión de más de 25 g/10 minutos. En otra realización preferida, la fase de polímero de temperatura de fusión más baja comprende polietileno de baja densidad lineal como se ha descrito anteriormente y la fase de polímero de temperatura de fusión más elevada comprende un polipropileno isotáctico con un caudal de fusión mayor de 30 g/10 minutos. En otra realización de la invención, la fase de polímero de temperatura de fusión más baja comprende polietileno de densidad baja lineal con un índice de fusión de 27 y la fase de polímero de temperatura de fusión más elevada comprende un polipropileno isotáctico con un caudal de fusión de 35 g/10 minutos.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la fase continua dominante de temperatura de fusión más baja se combina con una fase no continua de temperatura de fusión más elevada de co- y/o terpolímeros de propileno. Cuando se usan co- y/o ter- polímeros de propileno como la fase no continua de temperatura de fusión más elevada, la fase continua de temperatura de fusión más baja puede estar comprendida de uno o más polietilenos seleccionados entre el grupo constituido por polietileno de densidad baja, polietileno ramificado de cadena larga de alta presión, polietileno de densidad baja lineal, polietileno de densidad elevada y copolímeros de los mismos.

Las fibras multicomponente de la invención son altamente alargables y son útiles en la producción de telas no tejidas extensibles coherentes que tienen propiedades deseables pero contradictorias. Específicamente, las fibras de la invención se pueden formar en telas que muestran buena suavidad, resistencia a la abrasión y alargamiento. De acuerdo con una realización de la presente invención, la trama no tejida extensible coherente es una trama no tejida hilada unida térmicamente de filamentos continuos sustancialmente multicomponente dispuestos aleatoriamente, en la que al menos un dominio de polímero está formado de múltiples polímeros. De acuerdo con otra realización de la invención, la trama no tejida extensible coherente es una trama cardada unida térmicamente de fibras discontinuas multicomponente. La trama no tejida extensible coherente puede contener, además de las fibras multicomponente, componentes fibrosos adicionales, tales como microfibras de meltblown. Las telas de la presente invención pueden tener un valor de abrasión superficial de Taber (rueda de goma) de más de 10 ciclos y un alargamiento a una carga pico en al menos uno de la dirección de la máquina o la dirección transversal de la máquina de al menos el 70%.

De acuerdo con otra realización de la invención, la tela no tejida puede incluir una o más capas o componentes adicionales laminados en la misma. Las capas adicionales ejemplares incluyen películas de polímero continuas o perforadas, películas o tramas de un polímero elástico, tramas no tejidas hiladas, rejillas o redes extensibles, una serie de hebras extensibles o elásticas, una trama de microfibras de meltblown, una trama de fibras discontinuas y similares. Cuando se usa una trama o película elástica, el compuesto se puede activar por estiramiento mediante alargamiento, lo que provoca un alargamiento y estiramiento permanente de la trama extensible coherente de fibras multicomponente y la tela compuesta resultante muestra propiedades elásticas. Cuando se usa una capa no elástica, tal como una película de poliolefina por ejemplo, el compuesto se puede activar por estiramiento mediante alargamiento, por ejemplo hasta al menos el 20% de su longitud no estirada original, produciendo un compuesto que tiene excelente suavidad y drapeado.

Las telas compuestas resultantes pueden tener un tacto similar a tela y buenas características de cubierta adecuadas para uso en prendas absorbentes desechables, tales como pañales, compresas de incontinencia, compresas y similares. Las telas compuestas son particularmente útiles como componentes de pañales desechables, tal como en puños de barrera de pierna, paneles laterales, lámina posterior, lamina superior y similares.

Breve descripción de los dibujos

Algunos de los objetos y ventajas de la invención se han indicado. Otros serán evidentes cuando se tomen en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de una tela no tejida formada de fibras multicomponente de la invención;

La Figura 2 es una vista en perspectiva esquemática de una fibra multicomponente de la invención;

La Figura 3 es una vista en perspectiva esquemática de una tela compuesta no tejida que incluye como un componente una tela formada de fibras multicomponente de la invención, exponiéndose las capas respectivas con propósitos de claridad de ilustración;

La Figura 4 es una vista en perspectiva esquemática de una tela compuesta no tejida alternativa que incluye como un componente una tela formada de fibras multicomponente de la invención;

La Figura 5 es una vista lateral de un pañal que incorpora la tela compuesta de la invención como un componente;

Las Figuras 6A y 6B son gráficos que muestran las relaciones de tensión- deformación de la muestra de tela descrita en el Ejemplo 11 después de un primer y segundo alargamiento, respectivamente;

Las Figuras 7, 8 y 9 son fotomicrografías de Microscopía Electrónica de Transmisión (MET) de fibras que incluyen una combinación multipolímero y

Las Figuras 10 y 11 son fotomicrografías de MET de fibras formadas por homopolímero de polipropileno al 100% y homopolímero de polietileno al 100%, respectivamente.

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Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención se describirá más completamente en lo sucesivo en este documento en relación con realizaciones ilustrativas de la invención que se proporcionan de forma que la presente descripción sea exhaustiva y completa y transmitirá completamente el alcance de la invención a los expertos en la materia. Sin embargo, se debe apreciar que esta invención se puede expresar de muchas formas diferentes y no se debe interpretar como limitante de las realizaciones específicas descritas e ilustradas en este documento. Aunque se usan términos específicos en la siguiente descripción, estos términos son simplemente con propósitos de ilustración y no tiene por objeto definir o limitar el alcance de la invención.

La Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de una tela no tejida, designada generalmente como 10, formada de fibras multicomponente 12 de la invención. La trama fibrosa no tejida representada en la Figura 1 se debe considerar en un sentido genérico que incluye estructuras en general planares que son relativamente planas, flexibles y porosas y están comprendidas de fibras discontinuas multicomponente o filamentos continuos.

La trama no tejida se puede elaborar mediante cualquiera de varias técnicas de fabricación bien conocidas en el campo de las telas no tejidas, tales como pero sin limitación cardado, hilado, estratificado húmedo, estratificado al aire, meltblowing y similares.

Por ejemplo, en la realización ilustrada en la Figura 1, la trama fibrosa no tejida es una tela no tejida hilada que comprende filamentos continuos hilados bicomponente. La trama hilada se puede producir mediante el procedimiento de hilado convencional en el que el polímero fundido se extruye en filamentos continuos que se enfrían posteriormente, se atenúan mediante un líquido a alta velocidad y se recogen en disposición aleatoria en una superficie recolectora. Después de la recolección de filamentos, se puede usar cualquier tratamiento térmico, químico o mecánico de unión para formar una trama unida de forma que se produzca como resultado una estructura de trama coherente.

En la realización mostrada en la Figura 1, la trama 10 está unida por una pluralidad de uniones intermitentes, indicadas generalmente como 14, distribuidas a través de toda la tela para formar una trama no tejida coherente unitaria. Con respecto a esto, es más preferida la unión de punto térmico. Se conocen diversas técnicas de unión de punto térmico, siendo la más preferida la que utiliza rodillos de calendra con un patrón de unión de punto. Se puede usar cualquier patrón conocido en la técnica con realizaciones típicas que emplean patrones continuos o discontinuos. Preferiblemente, las uniones 14 cubren entre el 6 y el 30 por ciento del área de la trama 10, más preferiblemente del 8 al 20 por ciento y más preferiblemente del 12 al 18 por ciento. Uniendo de la trama de acuerdo con estos intervalos de porcentaje, se permite que los filamentos se alarguen a través de toda la extensión de estirado mientras se mantiene la resistencia y la integridad de la tela.

Como alternativa, la trama no tejida coherente extensible 10 puede ser una trama no tejida cardada de fibras discontinuas. Como se conoce, el cardado típicamente se realiza en una máquina que utiliza lechos o superficies móviles opuestos de dientes separados puntiagudos finos o cables para tirar de los grupos de fibras discontinuas en una trama. Las fibras dentro de la trama después se someten a unión para formar una estructura de trama coherente mediante cualquier tratamiento de unión térmica, química o mecánica. Por ejemplo, se forman uniones de punto térmicas de una manera descrita previamente para impartir resistencia y flexibilidad a la tela.

Pasando a la Figura 2, se ilustra una vista en perspectiva esquemática de una fibra multicomponente ejemplar 20 de la invención. Como se ilustra en la Figura 2, en una realización preferida de la invención, las fibras son fibras bicomponente que tienen un dominio de polímero de núcleo interno 22 y un dominio de polímero de envoltura 24 que lo rodea. Como se usa en este documento, el término "fibras multicomponente" incluye filamentos discontinuos y continuos preparados a partir de dos o más polímeros presentes en dominios estructurados específicos en la fibra, a diferencia de combinaciones donde los dominios tienden a ser dispersos, aleatorios o no estructurados. Sólo con propósitos de ilustración, la presente invención se describirá en general en términos de una fibra bicomponente que comprende dos componentes. Sin embargo, se ha de apreciar que el alcance de la presente invención tiene por objeto incluir fibras con dos o más componentes estructurados.

En general, los dominios o componentes de polímero se disponen en zonas diferentes colocadas de forma sustancialmente constante a través de la sección transversal de la fibra multicomponente y se prolongan continuamente a lo largo de la longitud de la fibra multicomponente. Una configuración preferida es una disposición de envoltura/núcleo, donde un primer componente, la envoltura, rodea sustancialmente a un segundo componente, el núcleo. La proporción en peso de dominios o componentes de polímero pueden variar.

Típicamente, la proporción en peso del primer componente polimérico al segundo componente polimérico varía de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 80:20, aunque la proporción en peso también puede estar fuera de este intervalo.

Las combinaciones de polímero de la invención son particularmente provechosas en la producción de telas de ingeniería. Con respecto a esto, las proporciones en peso de los componentes poliméricos se pueden variar fácilmente para impartir propiedades deseadas a las fibras y telas producidas a partir de los mismos. Por ejemplo, las propiedades estéticas tales como suavidad y tacto, alargamiento y similares, se pueden optimizar en una construcción de tela determinada aumentando y/o maximizando la proporción en peso de un componente de polímero que imparte esta propiedad. Por ejemplo, la fibra multicomponente puede incluir una proporción en peso relativamente alta de componente o componentes poliméricos formados de las combinaciones dominantes de polímero de temperatura de fusión más baja descritas más adelante o incluso componentes de polímero únicos de polímeros alargables tales como polietileno. Las proporciones en peso se pueden aumentar hasta el 60%, el 80% y superiores. Como alternativa, para maximizar la tenacidad o la resistencia, las fibras se pueden someter a ingeniería para maximizar la proporción en peso de un componente polimérico de alta temperatura de fusión, por ejemplo, combinaciones dominantes de polímeros de alta temperatura de fusión descritas más adelante, así como componentes de polímero únicos tales como un núcleo de tereftalato de polietileno en una fibra de envoltura/núcleo. Se puede conseguir un equilibrio de propiedades, por ejemplo, con proporciones sustancialmente iguales de componentes (por ejemplo, una estructura de fibra de aproximadamente 50/50 de envoltura/núcleo). Otras configuraciones de fibra estructuradas como se conocen en la técnica también se pueden usar, tales como, pero sin limitación, estructuras de lado a lado, de tarta segmentada, islas en el mar o multilobulares con punta.

La sección transversal de la fibra multicomponente preferiblemente es circular, ya que el equipo usado típicamente en la producción de fibras sintéticas multicomponente normalmente produce fibras con una sección transversal sustancialmente circular. La configuración del primer y segundo componentes en una fibra de sección transversal circular puede ser concéntrica o acéntrica, conociéndose la última configuración algunas veces como una fibra multicomponente "modificada de lado a lado" o "excéntrica".

La configuración concéntrica se caracteriza porque el primer componente tiene un espesor sustancialmente uniforme, de forma que el segundo componente se encuentra aproximadamente en el centro de la fibra. En la configuración acéntrica, el espesor del primer componente varía y por lo tanto el segundo componente no se encuentra en el centro de la fibra. En cualquier caso, el segundo componente está sustancialmente rodeado por el primer componente. Sin embargo, en una fibra bicomponente acéntrica, una porción del segundo componente se puede exponer, de forma que en la práctica hasta aproximadamente el 20% de la superficie de la fibra puede estar comprendida del segundo componente. El primer componente en una fibra con una configuración acéntrica sin embargo comprenderá la mayor parte de la superficie de la fibra, es decir, al menos aproximadamente el 80%. Tanto la sección transversal de la fibra como la configuración de los componentes dependerán del equipo que se use en la preparación de la fibra, las condiciones de procesamiento y las viscosidades de fusión de los dos componentes.

En la invención, al menos un dominio de polímero está formado por una combinación de polímero, como se ha descrito con más detalle más adelante. Otro de los dominios de polímero de las fibras de la invención puede estar formado de un polímero único o de una combinación de polímeros, incluyendo, pero sin limitación, cualquiera de las combinaciones de polímero descritas más adelante. Provechosamente, al menos un dominio o componente de polímero que comprende la combinación de polímero forma una superficie expuesta en al menos una porción de la fibra. Por ejemplo, una realización preferida de la invención es una fibra bicomponente de envoltura/núcleo en la que la envoltura está formada por una combinación de polímero. Sin embargo, otro de los dominios de polímero también puede estar formado de una combinación de polímero (por ejemplo, el núcleo y/o tanto la envoltura como el
núcleo).

El componente de combinación multipolímero de las fibras multicomponente de la invención está formado principalmente por polímeros que normalmente se consideran no elásticos. Las combinaciones de polímeros útiles para uso en la práctica de la invención se describen en la Solicitud de Patente Internacional PCT publicada PCT/US95/15257, presentada el 22 de noviembre de 1995 y titulada Extensible Composite Nonwoven Fabrics. El contenido de esta solicitud y las enseñanzas contenidas en la misma se incorporan en este documento como referencia en su totalidad.

Como se ha descrito en este documento, las fibras y telas formadas de las fibras de combinación de multipolímero de la invención pueden tener buenas propiedades de alargamiento o extensibilidad. Con respecto a esto, las telas de la invención pueden mostrar una proporción de alargamiento de alargamiento de la tela de la invención con relación al alargamiento de una tela comparable formada de material fibroso de polipropileno al 100% de al menos aproximadamente 1, preferiblemente al menos aproximadamente 1,2, más preferiblemente al menos aproximadamente 1,5, y más preferiblemente al menos aproximadamente 2 y superiores. Aunque sin desear estar ligado por ninguna explicación de la invención, actualmente se cree que el tamaño de dominio del polímero disperso para combinaciones dominantes de polietileno puede afectar a las propiedades físicas de la tela, como se ha demostrado mediante los ejemplos de la presente solicitud. Véanse las Tablas 1 y 2 de la presente solicitud que indican valores de alargamiento de CD y MD de telas formadas de combinaciones de polímero, en comparación con valores de alargamiento de CD y MD de los controles de polietileno al 100% y polipropileno.

Determinadas combinaciones de polímero de tres componentes de la invención, como se ha descrito con más detalle más adelante, son particularmente provechosas con respecto a esto. Las telas formadas de tales combinaciones pueden proporcionar no sólo extensibilidad mejorada en comparación con telas comparables de polipropileno al 100%, sino también telas formadas de combinaciones de polímero de dos componentes y en particular combinaciones de homopolímeros de polipropileno y copolímeros de polipropileno Catalloy. Los estudios han demostrado que las telas formadas de filamentos de combinación de polipropileno/Catalloy muestran valores de alargamiento similares a los de las telas de polipropileno al 100% (típicamente aproximadamente el 70 al 80% en la dirección transversal de la máquina). Las tres formulaciones de polímero pueden proporcionar alargamiento enormemente mejorado de al menos aproximadamente el 150% en la dirección transversal de la máquina.

Para los propósitos de la invención, el término "polímero" se usa en un sentido general y tiene por objeto incluir homopolímeros, copolímeros, copolímeros de injerto y terpolímeros. El término combinación también se usa de forma general en este documento y tiene por objeto incluir combinaciones de polímeros no miscibles y miscibles. Los polímeros se considera que son "no miscibles" si los mismos existen en fases separadas diferentes en el estado fundido; todas las otras combinaciones se considera que son "miscibles". Se aprecia que pueden existir niveles variables de miscibilidad y también tienen por objeto estar dentro del alcance de esta invención. Las fibras multipolímero normalmente están formadas de una combinación de polímero compuesta de dos o más polímeros, aunque las combinaciones con más de dos polímeros también se pueden utilizar, incluyendo aquellas con tres o más componentes de polímero. Se pueden añadir polímeros tanto no miscibles como miscibles a una combinación de dos componentes para impartir propiedades o beneficios adicionales con respecto a la compatibilidad de combinación, viscosidad, cristalinidad de polímero o tamaño de dominio de fase.

Ya que los polímeros empleados en la invención experimentarán extrusión, se añaden de forma conveniente estabilizantes y antioxidantes al polímero. También se pueden añadir otros aditivos de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo aditivos inorgánicos tales como dióxido de titanio, talco, sílice pirógena o negro de humo. La resina de polímero también puede contener otros aditivos, tales como otros polímeros, diluyentes, compatibilizantes, agentes antibloqueantes, modificadores de impacto, plastificantes, estabilizadores UV, pigmentos, deslustrantes, lubricantes, agentes humectantes, agentes antiestáticos, agentes de nucleación, modificadores de reología, repelentes de agua y de alcohol y similares. También se prevé que también se pueden usar materiales aditivos que tienen un efecto sobre el procesamiento o las propiedades del producto, tales como extrusión, enfriamiento, estirado, depósito, propiedades estáticas y/o eléctricas, unión, propiedades humectantes o propiedades repelentes junto con la combinación. En particular, también se pueden usar aditivos poliméricos que impartan beneficios específicos al procesamiento y/o el uso final.

De acuerdo con un aspecto amplio de la invención, al menos un dominio de polímero de las fibras multicomponente incluye al menos un dominio de polímero formado por una combinación de polímeros compuestos de dos o más polímeros. Los polímeros de la combinación pueden ser miscibles, no miscibles o una combinación de polímeros miscibles y no miscibles. En una realización, de acuerdo con la invención, los polímeros pueden existir como una fase continua dominante y al menos una fase dispersa sustancialmente discontinua. En el caso en el que la combinación exista como una fase continua dominante y al menos una fase discontinua, también pueden estar presentes otros polímeros que sean miscibles en una o la otra o en ambas fases de polímero.

De acuerdo con un aspecto de la invención, al menos un dominio de polímero de las fibras multipolímero está formado de una combinación de polímero que incluye un polímero de módulo relativamente bajo y al menos un polímero de módulo más elevado. Se cree que esta combinación es particularmente valiosa cuando el polímero de módulo bajo es la fase dominante y el polímero de módulo más elevado está disperso en el mismo. Se teoriza acerca de que el polímero de módulo más elevado actúa para "reforzar" la fase dominante de módulo bajo, proporcionando estabilidad al hilado y endureciendo la trama justo lo suficiente para permitir temperaturas de unión más elevadas mientras se reduce el riesgo de que la trama se pegue y envuelva la calendra. En el caso de fibras multicomponente que tienen al menos un dominio de polímero formado de una combinación de polímero no miscible se cree que la cantidad pequeña del polímero disperso puede tener el efecto de supresión de velocidad de enrollado (WUSS) sobre la fase de polímero dominante como se ha descrito por Brody en la Patente de los Estados Unidos 4.518.744. La supresión de la velocidad de enrollado ocurre cuando una cantidad pequeña de un aditivo no miscible reduce eficazmente el grado de orientación molecular dentro de la fibra a una velocidad de hilado de filamento dada. El resultado es un filamento generalmente con alargamiento más elevado y tenacidad más baja.

En otro aspecto de la invención, al menos un dominio de polímero de las fibras multipolímero está formado de una combinación de polímero compuesta de una fase continua dominante y al menos un polímero, que tiene afinidad mutua baja con la fase dominante, dispersado en la misma y al menos un polímero adicional que es al menos parcialmente miscible en una o la otra o ambas fases de polímero continua y dispersa. Si el polímero adicional es miscible en la fase dominante y reduce eficazmente su cristalinidad, se cree que la extensibilidad mejorada observada en los compuestos resultantes se puede deber a un efecto "modificador de impacto". Si el polímero adicional tiene una afinidad por ambos polímeros o sirve para reducir las energías superficiales entre las dos fases, se cree que la mejora observada en la extensibilidad del compuesto se debe a un efecto de compatibilización. Independiente de la teoría, la combinación tiene que en última instancia formar filamentos o fibras, que cuando se forman en tramas y estructuras compuestas muestran las propiedades descritas por la invención, es decir, deshilachado bajo y buen alargamiento.

En una realización, al menos un dominio de polímero de las fibras multicomponente puede comprender del 1 al 50 por ciento en peso de polietileno y del 99 al 50 por ciento en peso de polipropileno. Las telas formadas a partir de tales fibras muestran deshilachado bajo y buen alargamiento.

En aplicaciones en las que la resistencia a la tracción es particularmente importante y la elasticidad elevada es de menor importancia, la tela compuesta puede incluir una trama no tejida extensible coherente formada de fibras multicomponente que tienen al menos un dominio de polímero formado de una combinación de polietileno y polipropileno donde el polietileno está presente en el intervalo del 1% al 10% y el polipropileno está presente en el intervalo del 90% al 99% en peso. En otra realización, aumentos muy considerables y sorprendentes en el alargamiento se pueden conseguir combinando un tercer componente de polímero en la combinación. Por ejemplo, las fibras multicomponente pueden incluir al menos un dominio de polímero que comprende una cantidad dominante de un polipropileno, tal como polipropileno isotáctico, una cantidad pequeña de un polímero que tiene baja afinidad mutua con el polímero dominante, tal como polietileno y un tercer polímero adicional que reduce la cristalinidad y/o compatibiliza la combinación. Lo que se produce como resultado es una trama más suave, con extensibilidad extremadamente elevada. Las fibras multicomponente preferidas de acuerdo con esta realización pueden tener al menos un dominio de polímero que comprende más del 50 por ciento en peso de polipropileno, del 1 al 10 por ciento de polietileno y del 10 al 40 por ciento del tercer polímero. Los terceros polímeros adicionales adecuados incluyen copolímeros y terpolímeros de polipropileno tales como los copolímeros disponibles en el mercado Catalloy disponibles en Montell. Estas resinas se caracterizan porque el o los comonómeros existen hasta cierto grado en bloques y donde al menos alguna porción de la cadena de polímero es miscible con una o la otra o ambas fases de polímero dominante y dispersa. Otros polímeros adecuados son las poliolefinas flexibles Reflex de Rexene. Estas resinas reductoras de cristalinidad se caracterizan como que tienen segmentos atácticos presentes en la cadena de polímero, de forma que la "tacticidad" del polímero se ve afectada. Las fibras multicomponente especialmente preferidas de acuerdo con esta realización comprenden al menos un dominio de polímero que comprende del 65 al 80 por ciento de polipropileno isotáctico, del 1 al 5 por ciento de polietileno y del 15 al 30 por ciento de un copolímero de poliolefina en el que al menos una porción de la cadena es miscible con polipropileno isotáctico.

Como se ha indicado anteriormente, las combinaciones de tres componentes de la invención pueden proporcionar propiedades de extensibilidad o alargamiento particularmente provechosas. Aunque sin desear estar ligado por ninguna teoría de la invención, se cree que la incorporación de un componente menor del copolímero de polipropileno Catalloy u otro polímero similar imparte suficiente "elasticidad" al componente mayoritario de polipropileno de forma que la tela puede resistir a la ruptura hasta que el componente más alargable, polietileno, se activa para proporcionar los valores de alargamiento aumentados. Además, se cree que las telas formadas de formulaciones de combinación de tres polímeros determinadas se pueden unir a temperaturas más bajas debido a un punto de fusión reducido o diminuido, en comparación con las telas de polipropileno al 100% y otras telas de combinación de polipropileno. Por ejemplo, las telas preparadas usando las formulaciones indicadas anteriormente que incluyen un componente menor de polímero Catalloy se pueden unir térmicamente a temperaturas de aproximadamente 20°C menos que la requerida típicamente para telas formadas de filamentos de polipropileno al 100% o filamentos de combinación de polipropileno/polietileno.

Además, determinadas combinaciones de componentes de tres polímeros (y en particular aquellas que incluyen un componente de polímero menor Catalloy) pueden mostrar propiedades elásticas como se define en la Patente de los Estados Unidos N° 5.470.639 de Gessner y col. La patente '639 define las telas hiladas elásticas como que tienen un valor medio cuadrático (RMS) de alargamiento recuperable de al menos aproximadamente el 75% tanto en la dirección de la máquina (MD) como en la dirección transversal (CD) después del alargamiento del 30% y un estiramiento, y preferiblemente de al menos aproximadamente el 70% después de dos estiramientos. Las telas hiladas formadas de la formulación de componente de tres polímeros anterior pueden satisfacer los criterios de elasticidad como se ha definido por la patente '639 de Gessner.

Otra clase de productos útiles y provechosos de acuerdo con este aspecto de la invención emplea fibras multicomponente que tienen al menos un dominio de polímero formado de una combinación de polímero comprendida de una fase de polímero extensible suave y al menos un polímero adicional que tiene afinidad mutua baja con la fase extensible suave, de forma que modifica las propiedades reológicas, mecánicas y/o térmicas de las fibras en una manera que mejora la procesabilidad (por ejemplo, hilado de fusión), la unión y/o la resistencia a la abrasión mientras mantiene extensibilidad elevada. En una realización preferida la fase suave extensible está presente como una fase dominante continua. Por ejemplo, se puede usar polietileno como la fase dominante extensible y un polipropileno como el polímero modificador adicional. En una realización preferida el polímero adicional se añade en una proporción pequeña con relación a la fase dominante. En otra realización preferida, el polímero adicional muestra viscosidad más elevada con relación a la fase dominante. La combinación de una proporción relativamente pequeña del polipropileno de viscosidad más elevada con el polietileno suave extensible imparte resistencia a la abrasión enormemente aumentada a una tela no tejida formada a partir de la combinación de polímero, sin efectos adversos significativos sobre otras propiedades de la tela importantes, tales como extensibilidad, suavidad, resistencia a la tracción, etc. La capacidad de hilado del polietileno también se mejora mediante la presencia del polipropileno adicional. De acuerdo con esta realización, al menos un dominio de polímero de las fibras multicomponente preferiblemente comprende entre el 2 y el 50 por ciento en peso del polímero de propileno, por ejemplo, copolímero de etileno-propileno al 3%, y del 98 al 50 por ciento en peso del polímero suave, extensible, por ejemplo, polietileno. En una realización particularmente preferida, al menos un dominio de polímero de la fibra multicomponente puede variar del 5 al 40 por ciento en peso de polímero de propileno y más deseablemente entre el 5 y el 25 por ciento en peso de polímero de propileno y del 75 al 95 por ciento en peso de polietileno. Son especialmente adecuadas para aplicaciones que requieren buena extensibilidad, resistencia a la tracción y resistencia a la abrasión las fibras multicomponente que tienen al menos un dominio de polímero que comprende composiciones del 5 al 25 por ciento en peso de polímero de propileno. Una realización más preferida contiene del 5 al 25 por ciento en peso de copolímero o terpolímero de etileno-propileno y del 75 al 95 por ciento en peso de polietileno de baja densidad lineal. En estas realizaciones, el polietileno de temperatura de fusión más baja está presente en una fase sustancialmente continua en la combinación y el polímero de propileno de temperatura de fusión más elevada está presente como una fase discontinua dispersa en la fase de polietileno.

Los otros dominios de polímero estructurados de las fibras multicomponente de la invención pueden estar formados de cualquiera de diversos polímeros formadores de filamentos conocidos, tales como, pero sin limitación poliolefinas, tales como polipropileno, polietileno y similares; poliamidas; poliésteres y similares, así como co- y terpolímeros y combinaciones de los mismos. Como se ha indicado anteriormente, en un aspecto de la invención, las fibras multicomponente incluyen en las mismas al menos una porción exterior de la superficie de las mismas un dominio de polímero formado por una combinación dominante de polietileno (por ejemplo, como un componente de envoltura). Una configuración de fibra de este tipo es particularmente deseable en combinación con un dominio de polímero de polipropileno (por ejemplo, como un componente de núcleo). Estas fibras pueden mostrar propiedades deseables aunque contradictorias de suavidad y resistencia a la abrasión. En otra realización de la invención, las fibras incluyen un dominio de polímero formado por una combinación dominante de propileno como se ha descrito anteriormente (por ejemplo, como un componente de núcleo). Las fibras útiles en esta realización incluyen aquellas que tienen un dominio dominante de propileno en combinación con un componente de polietileno que se prolonga a lo largo de al menos una porción de la superficie de la fibra (por ejemplo, como la envoltura). Estas fibras también pueden mostrar propiedades deseables aunque contradictorias, tales como tacto deseable con buen alargamiento. En aún otra realización de la invención, las fibras incluyen en las mismas al menos una porción exterior de la superficie de las mismas de un dominio de polímero formado por una combinación dominante de polietileno y un dominio de polímero formado por una combinación dominante de propileno, por ejemplo una estructura de fibra de envoltura núcleo en la que la envoltura está formada por una combinación dominante de polietileno y el núcleo está formado por una combinación dominante de propileno.

En la producción de las fibras, los componentes de combinación de polímero (es decir, los componentes de polietileno y polipropileno) se combinan en cantidades proporcionales apropiadas y se combinan íntimamente antes de hilarse por fusión. En algunos casos la mezcla suficiente de los componentes de polímero se puede conseguir en el extrusor a medida que los polímeros se convierten en el estado fundido. En otros casos, se puede necesitar una mezcla más dinámica. Entre los mezcladores disponibles en el mercado que se pueden usar están el mezclador dinámico en tres dimensiones Barmag 3DD suministrado por Barmag AG de Alemania Occidental y el mezclador de transferencia de cavidad RAPRA CTMN suministrado por la Rubber and Plastics Research Association de Gran Bretaña.

La combinación de polímero se puede extruir para producir una estructura de fibra multicomponente usando equipo y técnicas de procesamiento adecuados como se conoce en la técnica para la producción de fibras multicomponente. Por ejemplo, los componentes de polímero se pueden suministrar en dos extrusoras para extruir por fusión los polímeros. Las fusiones de polímero después se dirigen a una hilera con orificios de hilado compuestos de fibras multicomponente de tipo de envoltura/núcleo, de lado a lado u otras y se hilan a través de esta hilera para formar las fibras multicomponente. Véase, por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos N° 3.595.731 y la Patente de los Estados Unidos N° 4.770.925.

Se pueden emplear diversos tipos de polietileno. Como un ejemplo, se puede usar un polietileno de densidad baja ramificado (es decir, no lineal) o un polietileno de densidad baja lineal (LLDPE) y producirse a partir de cualquiera de los procedimientos bien conocidos, incluyendo los sistemas de catalizadores de metaloceno y Ziegler-Natta. LLDPE se produce típicamente mediante una solución catalítica o procedimiento de lecho fluido en condiciones establecidas en la técnica. Los polímeros resultantes se caracterizan por una estructura básicamente lineal. La densidad se controla mediante el nivel de comonómero incorporado en la estructura de polímero de otra manera lineal. En la producción de LLDPE típicamente se copolimerizan diversas alfa-olefinas. Las alfa-olefinas que preferiblemente tienen cuatro a ocho átomos de carbono, están presentes en el polímero en una cantidad de hasta aproximadamente el 10 por ciento en peso. Los comonómeros más típicos son buteno, hexeno, 4-metil-1-penteno y octeno. En general, se pueden producir LLDPE de forma que se obtienen diversas propiedades de densidad y de índice de fusión que hacen al polímero bien adecuado para hilado de fusión con polipropileno. En particular, los valores de densidad preferidos varían de 0,87 a 0,95 g/cc (ASTM D-792) y los valores de índice de fusión habitualmente varían de 0,1 a aproximadamente 150 g/10 min. (ASTM D1238-89, 190°C). Preferiblemente, el LLDPE debe tener un índice de fusión de más de 10, y más preferiblemente de 15 o mayor para filamentos hilados. Son particularmente preferidos los polímeros de LLDPE que tienen una densidad de 0,90 a 0,945 g/cc y un índice de fusión de más de 25. Los ejemplos de polímeros de polietileno de densidad baja lineales disponibles en el mercado adecuados incluyen aquellos que están disponibles en Dow Chemical Company, tales como ASPUN Tipo 6811 (IF 27, densidad 0,923), Dow LLDPE 2500 (IF 55, densidad 0,923), Dow LLDPE Tipo 6808A (IF 36, densidad 0,940) y la serie Exact de polímeros de polietileno de densidad baja lineales de Exxon Chemical Company, tales como Exact 2003 (IF 31, densidad 0,921).

También se pueden emplear diversos polipropilenos elaborados mediante procedimientos conocidos por el experto en la materia. En general, el componente de polipropileno puede ser un homopolímero, copolímero o terpolímero de propileno isotáctico o sindiotáctico. Los ejemplos de homopolímeros de propileno disponibles en el mercado que se pueden usar en la presente invención incluyen SOLTEX Tipo 3907 (35 CF, calidad CR), HIMONT Calidad X10054-12-1 (CF 65), Exxon Tipo 3445 (CF 35), Exxon Tipo 3635 (CF 35), AMOCO Tipo 10-7956F (CF 35) y Aristech CP 350 J (caudal de fusión de aproximadamente 35). Los ejemplos de copolímeros de propileno disponibles en el mercado incluyen Exxon 9355 que es un copolímero de propileno aleatorio con etileno al 3%, caudal de fusión 35; Rexene 13S10A, un copolímero de propileno aleatorio con caudal de fusión 10 con etileno al 3%; Fina 7525MZ, un copolímero de propileno aleatorio con caudal de fusión 11 y etileno al 3%; Montel EPIX 30F, un copolímero de propileno aleatorio con caudal de fusión 8 y etileno al 1,7% y co y terpolímeros de propileno de la serie Catalloy de Himont. Cuando el polímero de polipropileno existe como la fase dispersa de la combinación, el flujo de fusión preferido debe ser mayor de 20 g/10 min y preferiblemente 25 o mayor. Particularmente adecuados son los polímeros de polipropileno que tienen un CF de 35 a 65.

Cuando el componente de polietileno de baja temperatura de fusión está presente como una fase sustancialmente continua y el polipropileno de temperatura de fusión más elevada está presente como una fase discontinua dispersa en la fase de polietileno, el componente de polietileno de temperatura de fusión más baja y el componente de polipropileno de temperatura de fusión más elevada pueden estar presentes en proporciones que varían de aproximadamente el 50 a aproximadamente el 99 por ciento en peso de polietileno y aproximadamente el 50 a aproximadamente el 1 por ciento de polipropileno, más preferiblemente de aproximadamente el 50 a aproximadamente el 98 por ciento en peso de polietileno y aproximadamente del 50 a aproximadamente el 2 por ciento de polipropileno, más preferiblemente de aproximadamente el 60 a aproximadamente el 95 por ciento en peso de polietileno y aproximadamente el 40 a aproximadamente el 5 por ciento de polipropileno y lo más preferible es que sea de aproximadamente el 75 a aproximadamente el 95 por ciento en peso de polietileno y aproximadamente el 25 a aproximadamente el 5 por ciento de polipropileno.

Los constituyentes de polímero de los dominios de polímero estructurados se pueden seleccionar de forma de impartir otras características deseadas a la tela, tales como resistencia a la abrasión superficial elevada y alargamiento elevado. La resistencia a la abrasión superficial de la trama se puede medir de forma práctica objetivamente mediante ensayos físicos que son convencionales en la industria, tales como el ensayo de abrasión de Taber como se ha definido por el Método de Ensayo ASTM D-3884-80. Las tramas extensibles útiles en las telas compuestas de la presente invención se caracterizan por tener un valor de abrasión de Taber (rueda de goma) de más de 10 ciclos. Las tramas se caracterizan además por tener un alargamiento a carga pico (ASTM D-1682), antes del estiramiento, en la dirección de la máquina (MD) o en la dirección transversal de la máquina (CD) o ambas de al menos el 70 por ciento, más preferiblemente al menos el 100 por ciento y lo más deseable es que sea al menos el 150 por ciento. Por tanto, las telas generalmente se pueden caracterizar como tela "extensible no elástica", lo que significa que la trama 10 se puede estirar relativamente fácilmente más allá de su límite elástico y alargarse de forma permanente mediante la aplicación de tensión de tracción. Sin embargo, la trama tiene poca fuerza refractaria y, por lo tanto, es no elástica.

Volviendo ahora a la Figura 3, se ilustra una vista en perspectiva de una tela laminada ejemplar de la invención, designada generalmente como 30. En esta realización, el laminado 30 es un laminado de dos capas. La capa 32 comprende una trama no tejida formada de fibras multicomponente, tal como la tela 10 como se ha descrito anteriormente. La segunda capa 34 de la compuesta 30 puede existir en diversas formas, tales como pero sin limitación una trama no tejida de meltblown, una trama hilada, una trama de fibras discontinuas o una película. Aunque la Figura 3 ilustra un laminado de dos capas, el experto apreciará que también pueden estar presentes capas adicionales, que pueden ser iguales o diferentes a las capas 32 y 34.

Las capas se pueden unir y/o laminar de cualquiera de las maneras conocidas en la técnica. Se puede conseguir la laminación y/o la unión, por ejemplo, mediante hidroligado de las fibras, unión de punto, unión a través del aire y similares. Por ejemplo, cuando la capa 34 es una trama fibrosa, la laminación y/o la unión se pueden conseguir mediante hidroligado, unión de punto, unión a través de aire y similares. En la realización mostrada en la Figura 3, las capas 32 y 34 se laminan entre sí pasando a través de una calendra con patrón calentada para formar uniones puntuales térmicas separadas indicadas en 36. También es posible conseguir la unión a través del uso de un agente de unión apropiado, es decir, un adhesivo. El término unión de punto incluye la unión de patrón continua o discontinua, la unión de punto uniforme o aleatoria o una combinación de las mismas, como se conocen todos bien en la técnica.

La unión se puede realizar después del ensamblaje del laminado de forma de unir todas las capas o se puede usar para unir sólo una selección de las capas de la tela antes del ensamblaje final del laminado. Diversas capas se pueden unir mediante agentes de unión diferentes en patrones de unión diferentes. En conjunto, también se puede usar unión de laminado junto con unión de capa individual.

Los laminados de una trama hilada a partir de las fibras multicomponente como se ha descrito anteriormente con una trama de microfibras de meltblown tienen utilidad como telas de barrera en aplicaciones médicas, aplicaciones de tejidos protectores y para aplicaciones de higiene tales como puños de pierna de barrera. Son de particular utilidad para aplicaciones de higiene los laminados hilados/meltblown de peso base reducido, tales como los elaborados con una trama hilada de 17 gramos por metro cuadrado (gmc) de esta invención y trama meltblown de 2-3 gmc. Tales laminados de barrera se podrían usar, por ejemplo, como puños de pierna de barrera en pañales.

Otro tipo de laminado de tela no tejida se puede elaborar combinando tramas no tejidas de esta invención con una película, por ejemplo, una película de polímero termoplástico, tal como una poliolefina, para elaborar telas de barrera útiles para aplicaciones de higiene tales como puños de pierna de barrera y láminas posteriores de pañales. La Figura 4 ilustra un laminado de este tipo 40, que incluye una capa o estrato 42 que comprende una trama no tejida formada por fibras multicomponente de la invención, tales como la tela no tejida 10 de la Figura 1, laminada a una capa de película de poliolefina 44, tal como por ejemplo, una película de polietileno de un espesor de 0,02032 a 0,0254 mm (0,8 a 1 mil)

Las películas útiles incluyen películas tanto respirables como no respirables conocidas en la técnica. Como se usa en este documento, el término "películas respirables" se refiere a películas que proporcionan una barrera al paso de líquido (tal como agua, sangre, orina, etc) pero que permiten el paso de agua como un vapor o en su estado gaseoso. Las películas respirables incluyen películas que se vuelven respirables durante su fabricación (por ejemplo, añadiendo material particulado tal como carbonato de calcio a la fusión durante la producción de la película). Tales películas están disponibles en el mercado. Las películas respirables también incluyen películas que se vuelven respirables después de la fabricación. Por ejemplo, la respirabilidad se puede impartir a una película después de la laminación de la película a otro sustrato (tal como las telas no tejidas de esta invención) y estirando o alargando el laminado. Tales laminados de tela son particularmente útiles como componentes de láminas posteriores en artículos absorbentes desechables que incluyen pañales desechables, tejidos médicos, tales como batas médicas o quirúrgicas desechables y otros tejidos protectores. Véase la Patente de los Estados Unidos N° 5.865.926 de Wu y col para un análisis de películas respirables y procedimientos para elaborar las mismas.

La laminación y/o la unión de la capa no tejida 42 a la capa de película 44 se pueden conseguir mediante laminación adhesiva usando una capa de adhesivo continua o discontinua. Este enfoque de adhesivo puede producir una lámina posterior de pañal con suavidad y tacto superior. Si se desea, se aplica un adhesivo adecuado a la trama 42, a la trama 44 o ambas, como un revestimiento continuo o discontinuo. Cuando se emplea un revestimiento adhesivo continuo, la capa de adhesivo debe ser relativamente delgada y el adhesivo debe ser suficientemente flexible o extensible para permitir que los filamentos se alarguen al estirarse. Cuando se emplea un adhesivo discontinuo, se puede usar cualquier patrón intermitente tal como, por ejemplo, líneas, espirales o puntos y el adhesivo puede ser menos extensible. El adhesivo se puede aplicar de forma continua o intermitente mediante cualquier procedimiento aceptado que incluye pulverización, revestimiento por ranura, meltblowing y similares.

Los adhesivos adecuados se pueden elaborar a partir de una diversidad de materiales que incluyen poliolefinas, poliamidas de acetato de polivinilo, resinas de hidrocarburos, ceras, asfaltos naturales, gomas estirénicas y combinaciones de los mismos. Los adhesivos preferidos incluyen aquellos fabricados por Century Adhesives, Inc., de Columbus, Ohio y comercializados como Century 5227 y por H. B. Fuller Company de St. Paul, Minnesota y comercializado como HL-1258.

El laminado de tela no tejido también se podría producir mediante el laminado térmico de la tela no tejida de esta invención y tramas de película entre sí. Este enfoque tiene la ventaja de eliminar el coste del adhesivo. También puede ser deseable utilizar tramas de película coextruídas que incluyen una capa de sellado/unión en combinación con una capa de poliolefina en la trama de película que, cuando se combina con las telas no tejidas de la invención, maximizan la suavidad y las buenas características de unión térmica. El laminado de tela no tejido también se podría producir mediante extrusión directa del estrato de película 44 en la capa 42.

La capa 44 preferiblemente es una película de poliolefina, más preferiblemente una película de poliolefina no elástica que es extensible al menos el 100 por ciento de su longitud original. Esta película preferiblemente tiene un peso base dentro del intervalo de 10 a 40 gramos por metro cuadrado. La presente invención es particularmente aplicable a compuestos de película/tela extensibles donde la película del tipo usado convencionalmente como el componente exterior impermeable de un pañal desechable.

Las capas 34 ó 44 de las telas compuestas 30 y 40, respectivamente, también pueden ser una capa elástica de diversas formas que incluyen tramas de filamentos unidos, redes, películas, espumas, conjuntos paralelos de filamentos y similares. Tales estructuras se producen mediante procedimientos convencionales conocidos por el experto. Con propósitos de la presente invención, se define que una capa "elástica" tiene una recuperación del 75% después de una extensión única del 10% de la dimensión original. Como también se conoce, se puede utilizar cualquier resina formadora elastomérica adecuada o combinaciones de las mismas en la producción de las estructuras anteriores. Tales materiales adecuados incluyen los copolímeros de dibloque y tribloque basados en poliestireno (S) y bloques de goma insaturados o completamente hidrogenados. Los bloques de goma pueden estar constituidos por butadieno (B), isopreno (I) o la versión hidrogenada, etileno-butileno (EB). Por tanto, se pueden usar copolímeros de bloque de S-B, S-I, S-EB, así como S-BS-, S-I-S y S-EB-S. Los elastómeros preferidos de este tipo incluyen polímeros KRATON comercializados por Shell Chemical Company o los polímeros VECTOR comercializados por DEXCO. Otros polímeros termoplásticos elastoméricos incluyen materiales elastoméricos de poliuretano tales como ESTANE comercializado por B. F. Goodrich Company; elastómeros de poliéster tales como HYTREL comercializado por E. I. Du Pont de Nemours Company; materiales elastoméricos de polieteréster tales como ARNITEL comercializador por Akzo Plastics y materiales de polieteramida tales como PEBAX comercializado por Elf Atochem Company; elastómeros de poliolefina tales como plastómeros de polietileno Insite, Affinity, o Engage de Dow Chemical o los plastómeros de polietileno Exact disponibles en Exxon Chemical. Los elastómeros reticulados tales como uretanos y gomas reticulados también se puede emplear. Las combinaciones de estos polímeros con otros polímeros, como, por ejemplo, poliolefinas se puede emplear para mejorar el procesamiento tal como disminuir la viscosidad de fusión, permitir presiones y temperaturas de fusión más bajas y/o aumentar el rendimiento.

En un aspecto de la invención, en el ensamblaje de la tela compuesta 40, se proporcionan capas 42 y 44 en un estado no estirado a partir de rodillos de suministro individuales. Si se desea, después se aplica adhesivo sobre la superficie de trama extensible 42 o capa 44. Poco después que se ha aplicado el adhesivo, las capas se someten a presión formando de ese modo la tela 40. Por ejemplo, las capas se pueden suministrar a través de rodillos de laminación de calendra. Como alternativa, la tela se puede unir mediante medios térmicos con o sin un adhesivo.

En una realización adicional, las telas compuestas 30 ó 40 de las Figuras 3 y 4, respectivamente, incluyen un componente adicional en el lado de la capa opuesta 34 ó 44 de la trama extensible 32 ó 42 para formar un trilaminado. Este tercer componente puede o no ser extensible. Se puede emplear cualquier material adecuado en diversas formas, tales como, por ejemplo, material tejido o no tejido, películas o compuestos, tales como un material no tejido revestido con película. Por ejemplo, se puede usar una película de polímero termoplástico, siendo los polímeros preferidos polipropileno o polietileno. Las películas comercialmente deseables incluyen aquellas fabricadas por Tredegar Industries, Inc., de Terre Haute, Indiana. Si el componente es sustancialmente impermeable a líquidos, se puede emplear de forma adecuada como lámina posterior en aplicaciones de indumentaria personal tales como pañales, pantalones de entrenamiento, compresas de incontinencia y productos de higiene femeninos. Se puede utilizar cualquier técnica bien conocida para laminar componentes a la estructura compuesta; preferiblemente, el compuesto se lamina mediante una capa delgada de adhesivo de una manera descrita previamente.

Como alternativa, el componente adicional puede ser una trama no tejida, que se puede construir para ser extensible o básicamente no extensible. Por ejemplo, la trama no tejida puede ser otra trama de fibras multicomponente similar a la trama 32 ó 42 de forma que se usa una trama fibrosa en ambas caras de la tela compuesta 30 ó 40. También se puede emplear una trama no tejida básicamente no extensible, tal como una trama unida térmicamente por punto cardada de fibras de alargamiento bajo, tales como fibras discontinuas de polipropileno Hércules Tipo 196.

Se pueden aplicar fuerzas de estiramiento a la tela compuesta 30 ó 40 para extender y alargar la tela en la dirección de la máquina (MD) y/o en la dirección transversal de la máquina (CD). Se pueden emplear numerosas técnicas establecidas para realizar esta operación. Por ejemplo, una manera común para obtener el alargamiento en MD es pasar la tela a través de dos o más conjuntos de rodillos de laminación, moviéndose cada conjunto más rápido que el conjunto anterior. El alargamiento en CD se puede conseguir a través de ensanchamiento. Se pueden emplear otros medios; por ejemplo, "laminado de anillos" como se describe en la Patente de los Estados Unidos N° 5.242.436 de Weil y col, incorporada en este documento como referencia, se usa con frecuencia para obtener alargamiento CD y/o MD.

Tras la aplicación de fuerzas de alargamiento sobre la tela 30 ó 40, las fibras dentro de la capa extensible 32 ó 42 orientadas en la dirección del alargamiento experimentan tensión y la tela y las fibras experimentan deformación. Durante este procedimiento, las fibras son capaces de alargarse mucho más allá de su longitud no estirada. Como ejemplo, con frecuencia se consigue un alargamiento de la tela de entre el 70 y 300 por ciento. En la mayoría de los casos, las fibras se alargan más allá de su límite elástico, experimentan deformación plástica y se vuelven extendidas de forma permanente. De acuerdo con la invención, las uniones intermitentes distribuidas a través de toda la capa no elástica 32 ó 42 son de resistencia elevada de forma que las fibras están lo suficientemente amarradas dentro de la capa no elástica 32 ó 42 y se minimiza el desprendimiento de fibras durante el procedimiento de alargamiento. Por consiguiente, el desprendimiento de fibra se reduce con el resultado deseable de que la resistencia a la abrasión se mantiene y se minimiza el deshilachado. Además, la resistencia de la tela se mantiene y la estructura de trama coherente se mantiene intacta durante la operación de alargamiento.

Las telas compuestas de la invención son particularmente bien adecuadas para uso en diversas indumentarias desechables tales como pañales, pantalones de entrenamiento, compresas de incontinencia y productos de higiene femeninos. La tela se puede utilizar en un pañal, tal como el que se ilustra en la Figura 5 (indicado como 50) que tiene una región de cintura 52 y componentes de puño de pierna 54. Ya que la tela compuesta es tanto suave como fuerte, el pañal puede soportar el movimiento riguroso del usuario sin frotar o raspar la piel del usuario durante el uso.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención pero no tienen por objeto ser limitaciones de la misma.

Ejemplo I

Este ejemplo ilustra los beneficios de las fibras formadas usando diversos sistemas multipolímero en la producción de telas no tejidas hiladas altamente extensibles y de deshilachado bajo y compara las propiedades de la tela con una tela hilada convencional elaborada de polipropileno isotáctico al 100 por ciento. Las telas no tejidas hiladas de filamento continuo se produjeron en condiciones generalmente similares a partir de combinaciones de mezclas multipolímero diferentes, de la forma siguiente: Muestra A: una tela hilada de 26 g/m^{2} constituida por polipropileno isotáctico al 96% y polietileno al 4% (Dow 05862N), Muestra B: una tela hilada de 33 g/m^{2} constituida por polipropileno isotáctico al 76%, copolímero de propileno al 20% (Montell KS057P) y polietileno al 4% (Dow 05862N); Muestra C: una tela hilada de 33 g/m^{2} constituida por polietileno al 85% (Dowlex 2553) y copolímero de etileno-propileno al 15% (Amoco 8352); y Muestra D: una tela compuesta hilada-meltblown-hilada de 60 g/m^{2} constituida por filamentos hilados bicomponente (núcleo de poliéster, envoltura de polietileno) y polietileno de meltblown. Las propiedades de resistencia a la tracción y alargamiento pico de la tela se midieron en la dirección de la máquina (MD) y en la dirección transversal de la máquina (CD) de acuerdo con ASTM D-1682. La resistencia a la abrasión de Taber de las telas se midió de acuerdo con ASTM D-3884, usando tanto el ensayo de la rueda de goma como el ensayo de la rueda de fieltro. Los resultados se muestran en la Tabla 1 más adelante. Para una comparación, también se ensayó una tela hilada de polipropileno isotáctico al 100% disponible en el mercado producida por Fiberweb North America bajo la marca comercial Celestra , y se registró en la Tabla 1 como la Muestra E. No se ensayó para el deshilachado, ya que la misma falló en el criterio de alargamiento.

TABLA 1

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Ejemplo 2

Noventa por ciento en peso de un polietileno de densidad baja lineal (LLDPE) con un flujo de fusión de 27 (Dow 6811 LLDPE) y diez por ciento en peso de un polímero de polipropileno (PP) con un flujo de fusión de aproximadamente 35 (Aristech CP 350 J) se combinaron en seco en una mezcladora rotativa. Después la mezcla combinada en seco se introdujo en la tolva de alimentación de un sistema de hilado no tejido hilado. Los filamentos continuos se hilaron por fusión mediante un procedimiento de estirado por ranura a una velocidad de filamento de aproximadamente 600 m/min y se depositaron sobre una superficie de recolección para formar una trama no tejida hilada y la trama se unió térmicamente usando un rodillo con patrón con un área de unión del 12%. Con propósitos de comparación, se produjeron telas hiladas no tejidas en condiciones similares con los mismos polímeros, usando PP al 100% y LLDPE al 100%.

Como se muestra en la Tabla 2, las muestras hiladas de LLDPE al 100% mostraron suavidad superior (75 y 77,5) en comparación con la muestra hilada de polipropileno al 100% (30). Sin embargo, la resistencia a la abrasión de la muestra de LLDPE al 100%, como se observó a partir de la medición de deshilachado más elevada (12,5 y 2,4), fue relativamente peor en comparación con la muestra de PP al 100% (0,3). La tela no tejida formada a partir de la combinación de LLDPE al 90%/PP al 10% tenía una suavidad elevada (67,5) sólo ligeramente menor que la tela de LLDPE al 100% y tenía una resistencia a la abrasión (valor de deshilachado) de 1,0 mg, lo cual es significativamente mejor que los valores observados para LLDPE al 100%. La muestra de combinación también mostró tracción CD mejorada en comparación con los productos elaborados con LLDPE al 100%.

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TABLA 2

3

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Ejemplo 3 Control

Se elaboró una fibra de control introduciendo Dow LLDPE 2500 al 100% (IF 55, densidad 0,923) en una tolva de alimentación de un sistema de hilado provisto de una extrusora, una bomba de engranajes para controlar el flujo de polímero a 0,75 gramos por minuto por orificio y una hilera con 34 orificios de L/D = 4:1 y un diámetro de 0,2 mm. El hilado se realizó usando una temperatura de fusión en la extrusora de 215°C y una temperatura de fusión de relleno de 232°C. Después de enfriamiento con aire, los filamentos resultantes se estiraron a una velocidad de filamento de aproximadamente 1985 m/min usando una pistola de aspiración de aire que funciona a 100 psi para producir un denier de 3,01 y una desviación típica de denier de 0,41.

Ejemplo 4

Noventa partes en peso de Dow LLDPE Tipo 2500 (IF 55, densidad 0,923) y diez partes de polipropileno Himont X10054-12-1 (CF 65) se combinaron en seco en una mezcladora rotatoria y después se introdujeron en la tolva de alimentación del sistema de hilado descrito en el Ejemplo 3. El hilado se realizó usando una temperatura de fusión de relleno de 211°C. Después de enfriamiento con aire, los filamentos resultantes se estiraron a una velocidad de filamento de aproximadamente 2280 m/min usando una pistola de aspiración de aire que funciona a 100 psi para producir un denier de 2,96 y una desviación típica de denier de 1,37.

Ejemplo 5

Noventa partes en peso de Dow LLDPE Tipo 2500 (IF 55, densidad 0,923) y diez partes de polipropileno Soltex 3907 (CF 35, dilatación 1,74, calidad CR) se combinaron en seco en una mezcladora rotatoria y después se introdujeron en la tolva de alimentación del sistema de hilado descrito en el Ejemplo 3. El hilado se realizó usando una temperatura de fusión de relleno de 231°C y una temperatura de fusión de extrusora de 216°C. Después de enfriamiento con aire, los filamentos resultantes se estiraron a una velocidad de filamento de aproximadamente 2557 m/min usando una pistola aspiradora de aire que funciona a 100 psi para producir un denier de 2,64 y una desviación típica de denier de 0,38.

Ejemplo 6

Noventa partes en peso de Dow LLDPE de Tipo 6808A (IF 36, densidad 0,940) y diez partes de polipropileno Soltex 3907 (CF 35, dilatación 1,74, calidad CR) se combinaron en seco en una mezcladora rotatoria y después se introdujeron en la tolva de alimentación del sistema de hilado descrito en el Ejemplo 3. El hilado se realizó usando una temperatura de fusión de relleno de 231°C y una de temperatura de fusión de extrusora de 216°C. Después de enfriamiento con aire, los filamentos resultantes se estiraron a una velocidad de filamento de aproximadamente 2129 m/min usando una pistola aspiradora de aire que funciona a 100 psi para producir un denier de 3,17 y una desviación típica de denier de 2,22.

La calidad del hilado para una formulación dada se ha encontrado que en líneas generales se relaciona con la desviación típica de denier. Una desviación típica reducida sugiere una calidad de hilado más estable o superior. Por tanto, es inesperado y contrario al contenido de la técnica anterior que la combinación usando un polipropileno de CF 35 en el Ejemplo 5 produjera un hilado más estable que el observado con el control de LLDPE correspondiente en el Ejemplo 3.

Ejemplo 7

Ochenta partes en peso de gránulos de polietileno de densidad baja lineal de índice de fusión 55 y densidad de 0,925 g/cc y veinte partes en peso de gránulos de polipropileno de caudal de fusión 35 se combinaron en seco en una mezcladora rotatoria. La mezcla combinada en seco después se introdujo en la tolva de alimentación de un sistema de hilado provisto de una extrusora con una proporción 30:1 1/d, o un mezclador estático y una bomba de engranajes para suministrar el polímero fundido a un bloque fundido calentado provisto de una hilera. Los filamentos se sometieron a extrusión desde la hilera y se estiraron usando aspiración por aire.

Ejemplo 8

Se produjeron muestras de tramas no tejidas hiladas de filamento continuo a partir de combinaciones de un polietileno de densidad baja lineal con un índice de fusión de 27 (Dow 6811A LLDPE) y un homopolímero de polipropileno (Appryl 3250YR1, CF 27) en diversas proporciones de combinación. Las telas de control de polipropileno al 100 por ciento y polietileno al 100 por ciento también se produjeron usando condiciones similares. Las telas se produjeron mediante hilado de fusión de filamentos continuos de los diversos polímeros o combinaciones de polímero, atenuando neumáticamente los filamentos mediante un procedimiento de estiramiento por ranura, depositando los filamentos sobre una superficie de recolección para formar tramas y uniendo térmicamente las tramas usando un rodillo de calendra con patrón con un área de unión del 12 por ciento. Las telas tenían un peso base de aproximadamente 25 gmc y los filamentos tenían una masa/longitud promedio de 3 dtex. Las propiedades de resistencia a la tracción y alargamiento de estas telas y su resistencia a la abrasión se midieron y estas propiedades se enumeran en la Tabla 3. Como se muestra, la tela de control de polipropileno al 100 por ciento tenía resistencia a la abrasión excelente, como se indicó mediante la ausencia de generación de deshilachado medible; sin embargo, la telas tienen alargamiento relativamente bajo. La tela de control de polietileno al 100 por ciento mostraba buenas propiedades de alargamiento, pero muy mala resistencia a la abrasión (valores de deshilachado elevados y resistencia a la abrasión de Taber baja) y resistencia a la tracción relativamente baja. De forma sorprendente, las telas elaboradas a partir de combinaciones de polipropileno y polietileno mostraron una combinación excelente de resistencia a la abrasión, alargamiento elevado y buena resistencia a la tracción. Se observa que los valores de alargamiento CD de las combinaciones realmente superan los del control de polietileno al 100%. Este aumento sorprendente en el alargamiento se cree que es atribuible a la mejor unión de los filamentos de la combinación en comparación con la unión conseguida con el control de polietileno al 100%, lo cual dio como resultado que las telas aprovecharan bien los filamentos altamente alargables sin fallo de unión.

Ejemplo 9

Se produjeron muestras de tramas no tejidas hiladas de filamento continuo de peso base de aproximadamente 25 gramos/metro cuadrado a partir de combinaciones de un polietileno de densidad baja lineal con un índice de fusión de 27 (Dow 6811A LLDPE) y un homopolímero de polipropileno (Appryl 3250 YR1 o Aristech CP350J) en diversas proporciones de combinación. Las telas de control de polipropileno al 100 por ciento y polietileno al 100 por ciento también se produjeron en condiciones similares. Las telas se produjeron hilando por fusión filamentos continuos de los diversos polímeros o combinaciones de polímeros, atenuando los filamentos neumáticamente mediante un procedimiento de estirado por ranuras, depositando los filamentos en una superficie de recolección para formar tramas y uniendo térmicamente las tramas usando un rodillo de calendra con patrón con un área de unión del 12 por ciento. Las propiedades de resistencia a la tracción y alargamiento de estas telas y su resistencia a la abrasión se midieron y estas propiedades se enumeran en la Tabla 3. Como se muestra, la tela de control de polipropileno al 100 por ciento tenía una resistencia a la abrasión excelente, como se indica mediante la ausencia de generación de deshilachado; sin embargo las telas tenían un alargamiento muy bajo, limitando de ese modo la utilidad de tales telas en laminados de película/tela extensible. La tela de control de polietileno al 100 por ciento mostró excelentes propiedades de alargamiento, pero resistencia a la abrasión muy mala (valores de deshilachado elevados) y resistencia a la tracción relativamente baja. De forma sorprendente, las telas elaboradas a partir de combinaciones polipropileno/polietileno mostraban una combinación excelente de resistencia a la abrasión, alargamiento elevado y buena resistencia a la tracción. El alargamiento de filamento elevado hace a las telas adecuadas para uso en una estructura compuesta de película/tela extensible.

Ejemplo 10

Una película de polietileno de aproximadamente 0,038 mm (1,5 mil) de espesor, tal como la que se usa en la lámina posterior de un pañal desechable, se pulverizó con un adhesivo polivalente (Locktite Corporation) y se unió mediante aplicación de presión a una tela hilada de 25 gmc que contenía polipropileno al 15% y polietileno al 85%, una de las telas no tejidas descritas en el Ejemplo 9. La dirección transversal de la máquina de la tela

coincidía con la dirección transversal de la máquina de la película. La tela o película compuesta y un no tejido hilado de polipropileno/polietileno después se extendió hasta una extensión del 200% en la dirección CD, más allá del límite elástico de la tela hilada, mediante una máquina para ensayos de tracción Instron. La tela compuesta alargada resultante se observó que mostraba peso base reducido, propiedades de suavidad y drapeado deseables y estaba sorprendentemente libre de fibras e hilachos desprendidos, mostrando por tanto un aspecto no deshilachado ni feo. La tela compuesta extendida tenía un aspecto más grueso que su precursor no extendido. La tela alargada se puede usar como la parte trasera de un pañal o puños de piernas de pañal.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 3

5

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Ejemplo 11

Una película elástica de 0,038 mm (1,5 mil) de espesor se fundió a partir de un elastómero de poliéster Hytrel 8122 comercializado por E.I. DuPont DeNemours Company. Una muestra de la película elástica se pulverizó con un adhesivo polivalente (Locktite Corporation), y se unió mediante aplicación de presión a una tela hilada de 25 gramos por metro cuadrado que contenía polipropileno al 15% y polietileno al 85% (una de las muestras de tela no tejidas descritas en el Ejemplo 9). La dirección transversal de la máquina de la tela coincidió con la dirección de la máquina de la película. Una muestra de 3,81 cm (1,5 pulgadas) de ancho del compuesto resultante se colocó en la mordaza de una máquina para ensayos de tracción Instron y se alargó hasta una extensión del 200%. El compuesto se regresó a una extensión del 0%. La curva de tensión deformación resultante se proporciona en la Figura 6A. El componente hilado permaneció fijado a la película elástica, pero los filamentos estaban alargados, de forma que el compuesto no extendido tenía una apariencia voluminosa. El compuesto se alargó una segunda vez hasta una extensión del 200% y después se regresó a la extensión del 0%. La curva de tensión deformación resultante se proporciona en la Figura 6B. El módulo de elasticidad fue mucho menor para la segunda extensión, debido a que los filamentos del componente hilado ya no resistían la tensión. El compuesto tenía un comportamiento de estiramiento característico de un material elástico.

Ejemplo 12

Se preparó una tela (Tela A) mediante unión de punto térmico de tres tramas de poliolefina colocadas en yuxtaposición. Estas tramas se hilaron por fusión a partir de los siguientes polímeros:

Capa exterior N° 1: 8,5 gramos por metro cuadrado de polipropileno al 96% (Exxon 3445)/polietileno al 4% (Dow 05862N)

Capa intermedia: 2 gramos por metro cuadrado de fibras de meltblown de polipropileno al 100% (Exxon 3546G)

Capa exterior N° 2: 8,5 gramos por metro cuadrado de polipropileno al 96% (Exxon 3445)/polietileno al 4% (Dow 05862N)

El tamaño de fibra promedio en las capas exteriores fue 3,3 dtex. El diámetro de fibra promedio en la capa intermedia fue de 1,9 micrómetros. Las tramas se unieron usando un conjunto de rodillos de calendra con un área de unión del 17%. Las propiedades mecánicas de esta tela, así como las de una tela de control elaborada de polipropileno al 100% (Tela B) se proporcionan en la Tabla 3. El alargamiento más elevado de la tela que contiene polietileno en los filamentos de las capas exteriores es claramente evidente.

Una muestra de esta tela trilaminada (Tela A) se inserta como un componente de puño de barrera en un pañal del diseño descrito en la Patente de los Estados Unidos N° 4.738.677. Este pañal también incorpora un sistema de sujeción como se describe en la Patente de los Estados Unidos N° 5.242.436. En este pañal, el trilaminado de poliolefina anterior (Tela A) está fijado de forma adhesiva a una sección de espuma elástica en la región del panel lateral del pañal. El laminado elástico resultante se somete a una extensión del 33%. Las uniones térmicas de punto térmico del componente trilaminado no elástico permanecen intactas mientras que los filamentos que conectan las uniones están alargados. El resultado es que la sección de panel lateral del pañal se hace estirable, dominando la espuma elástica sus características de tensión-deformación.

Ejemplo 13

Se produjeron telas trilaminadas hiladas-meltblown-hiladas usando tramas exteriores hiladas de fibras multipolímero de filamento continuo de polietileno al 4% y polipropileno al 96% y una trama extensible interior de microfibras meltblown de polipropileno que tenían un diámetro de fibra máximo de 5 micrómetros. La tela compuesta se unió pasándola a través de una calendra calentada a una temperatura de 145°C, produciendo el rodillo con patrón de la calendra un área de unión de aproximadamente el 17 por ciento. Las telas trilaminadas se ensayaron para determinar las propiedades de tracción y las propiedades de barrera de los compuestos se midieron mediante un ensayo de penetración de columna de agua creciente. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

TABLA 4

7

8

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Ejemplo 14

Este ejemplo ilustra la preparación y los beneficios de telas elaboradas con fibras bicomponente continuas de esta invención, donde la envoltura está formada por una combinación de una calidad específica de polietileno como la fase dominante mezclada con una calidad específica de polipropileno o copolietileno como la fase menor y la fibra de núcleo está constituida por un polímero de polipropileno o copolipropileno único. Las propiedades de resistencia a la abrasión de tales fibras después se pueden comparar con no tejidos elaborados con fibras que no son de esta invención, tales telas elaboradas con fibras mono y bicomponente donde cada aspecto mono o bicomponente de la fibra se elabora usando un polímero único.

Las telas no tejidas hiladas de filamento continuo de esta invención y telas comparativas se produjeron en una línea piloto provista de dos extrusoras; relleno de hilado e hileras capaces de hilar fibras bicomponente, una zona de enfriamiento para promover la transición de la fibra del estado líquido al sólido; una zona de atenuación donde las fibras se aceleran para promover el estirado para construir un estiramiento mecánico y conseguir denier bajo inferior a 5 denier para suavidad y tacto deseado; un alambre móvil para recoger las fibras después de estiradas; y una calendra de unión térmica donde la trama de fibras recogidas se une entre sí mediante calor y compresión entre un rodillo liso y un rodillo grabado. Se hace referencia a la Patente de los Estados Unidos N° 5.162.074, la cual muestra un procedimiento para construir rellenos de hilado para fibras bicomponente hiladas. La calendra grabada en esta línea piloto tiene un área de unión de aproximadamente el 18%, con aproximadamente 144 puntos de grabado por pulgada cuadrada.

Para estos experimentos la zona de atenuación de la línea piloto estaba provista de un sistema de estirado Lurgi DOCON. En el procedimiento de Lurgi los filamentos se extruyen a partir de las hileras, se enfrían a través de aire móvil frío y después se introducen en tubos donde las fibras se aceleran a través de contacto con aire a presión elevada para permitir el estirado de las fibras a un denier por filamento inferior a 5. En el fondo de los tubos los filamentos se separan los unos de los otros y se proyectan sobre el alambre móvil.

La resistencia a la abrasión de las telas unidas de forma térmica resultantes se midió sometiendo la tela a un ensayo modificado de Sutherland Ink Rub. El ensayo de Sutherland Ink Rub se describe en ASTM D-5264, "Standard Practice for Abrasion Resistance for Printed Materials by the Sutherland Ink Rub Tester". Para la evaluación de la resistencia a la abrasión textil la tela que se tiene que ensayar se monta en la máquina para ensayar Sutherland de forma que la máquina para ensayar frotamiento se movió a través de la tela en la dirección transversal de la máquina. Para estos ensayos se usó un pie para ensayar de 0,91 kg (2-libras) y la máquina se ajustó para completar 5 ciclos. Se usó un papel de lija de granalla fina como el material abrasivo. Cuando el ensayo estaba completo todas las fibras rotas se recogieron cuidadosamente y se pesaron usando un peso analítico para proporcionar un estimado cuantitativo del alcance de daño de la tela. Se asume que a menor peso de fibras rotas recuperadas, la tela no tejida es más resistente al daño por abrasión. Los Ejemplos 1-5 son ejemplos comparativos y los Ejemplos 6-9 ilustran diversas realizaciones provechosas de la invención.

El Ejemplo 1 se realizó usando la línea piloto anterior hilando un polímero único, el polipropileno disponible en el mercado AMOCO Tipo 7956, con flujo de fusión de 35. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,102.

El Ejemplo 2 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que polietileno, de tipo DOW 6811A con índice de fusión de 27 se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo AMOCO 7957 con flujo de fusión de 35, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo, produciendo de este modo una proporción de 20/80 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 2 de tela no tejida. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,205.

El Ejemplo 3 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que polietileno, de tipo DOW 6811 A, se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo AMOCO 7957, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo, produciendo de este modo una proporción de 80/20 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 3 de tela no tejida. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,220.

El Ejemplo 4 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que polietileno, de tipo DOW 6811 A, se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo AMOCO 7644, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo, produciendo de esta manera una proporción de 50/50 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 4 de tela no tejida. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,149.

El Ejemplo 5 fue una tela de Polietileno BBA COROLINE (polietileno al 100%) con peso base de 40 gmc disponible en el mercado en BBA Nonwovens, Berlín, Alemania. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de 0,168.

El Ejemplo 6 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que una combinación de polietileno al 85%, tipo DOW 2553 con un índice de fusión de 40 y polipropileno al 15% APPRYL 3250 con un flujo de fusión de 26, se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo APPRYL 3250, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo, produciendo de este modo la proporción de 50/50 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 6 de tela no tejida. La combinación usada para la envoltura se mezcló como gránulos secos en una mezcladora de cemento antes de introducirse en la tolva para alimentar a la extrusora. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,155.

El Ejemplo 7 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que una combinación de polietileno al 85%, de tipo DOW 6811 A con índice de fusión de 27 y polipropileno al 15% APPRYL 3250 con un flujo de fusión de 26, se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo APPRYL 3250, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo, produciendo de ese modo la proporción de 50/50 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente para el Ejemplo 7 de tela no tejida. La combinación usada para la envoltura se mezcló como gránulos secos en una mezcladora de cemento antes de introducirse en la tolva para alimentar a la extrusora. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,143.

El Ejemplo 8 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que una combinación de polietileno al 85%, tipo DOW 6811A con índice de fusión de 27 y polipropileno al 15% APPRYL 3250 con un flujo de fusión de 26, se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo AMOCO 7956, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de ese modo la proporción de 50/50 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente para el Ejemplo 8 no tejido. La combinación usada para la envoltura se preparó mezclando los componentes entre sí, fundiéndolos en una extrusora para producir una mezcla fundida después sometiéndolo a extrusión como gránulos para introducirlos en la tolva de línea piloto para alimentar la extrusora de la línea piloto. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,132.

El Ejemplo 9 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que una combinación polietileno al 85%, tipo DOW 6811A con índice de fusión de 27 y copolipropileno al 15% de tipo AMOCO 8253, un copolímero aleatorio de propileno en la proporción de 97/3 con flujo de fusión de 6, se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo AMOCO 7956 con flujo de fusión 35, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de ese modo la proporción de 50/50 envoltura/núcleo en fibras bicomponente para el Ejemplo 9 no tejido. La combinación usada para la envoltura se mezcló como gránulos secos en una mezcladora de cemento antes de introducirse en la tolva para alimentar la extrusora. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,106.

Ejemplo 15

Este ejemplo ilustra la preparación y los beneficios de telas elaboradas con fibras bicomponente continuas de esta invención, donde el núcleo está formado a partir de una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando presentes los polímeros como una fase continua dominante de temperatura de fusión más elevada y al menos una fase no continua de temperatura de fusión menor dispersa en la misma. La fase continua de temperatura de fusión más elevada incluye un polímero de propileno y la fase no continua de temperatura de fusión más baja incluye un polímero de polietileno.

Las telas no tejidas hiladas de filamento continuo de esta invención y telas comparativas se produjeron en una línea piloto provista de dos extrusoras; relleno de hilado e hileras capaces de hilar fibras bicomponente; una zona de enfriamiento para promover la transición de la fibra del estado líquido al sólido; una zona de atenuación donde las fibras se aceleran para promover el estiramiento para construir resistencia mecánica y conseguir un denier bajo inferior a 5 denier para suavidad y tacto deseado; un alambre móvil para recoger las fibras después de estiradas; y una calendra de unión térmica donde la trama de fibras recogidas se une mediante calor y compresión entre un rodillo liso y un rodillo grabado. Se hace referencia a la Patente de los Estados Unidos N° 5.162.074, que describe un procedimiento para construir rellenos de hilado para hilar fibras bicomponente. La calendra de grabado en esta línea piloto tiene un área de unión de aproximadamente el 18% con aproximadamente 144 puntos de grabado por pulgada cuadrada.

Para estos experimentos la zona de atenuación de la línea piloto estaba provista de un sistema de estiramiento Lurgi DOCON. En el procedimiento de Lurgi los filamentos se extruyen a parir de las hileras, se enfrían a través de aire móvil frío y después se introducen en tubos donde las fibras se aceleran a través de contacto con aire a presión elevada para permitir el estiramiento de la fibra para denier por filamento inferior a 5. En el fondo de los tubos los filamentos se separan los unos de los otros y se proyectan en el alambre móvil.

La resistencia a la abrasión de las telas unidas térmicamente resultantes se midió sometiendo la tela a un ensayo modificado de Sutherland Ink Rub. El ensayo de Sutherland Ink Rub se describe en ASTMD-5264, "Standard Practice for Abrasion Resistance of Printed Materials by the Sutherland Ink Rub Tester". Para la evaluación de la resistencia a la abrasión de la tela, la tela que se tiene que ensayar se monta en la máquina para ensayar Sutherland de forma que la máquina para ensayar el rozamiento se movía a través de la tela en la dirección CD. Para estos ensayos se usó el pie de máquina para ensayar de 0,91 kg (2- libras) y la máquina se ajustó para completar 5 ciclos. Se usó un papel de lija de granalla fina como el material abrasivo. Cuando el ensayo se había completado todas las fibras rotas se recogieron cuidadosamente y se pesaron usando una balanza analítica para proporcionar una estimación cuantitativa del alcance de daño a la tela. Se asume que a menor peso de las fibras rotas recogidas, más resistente es la tela no tejida al daño por abrasión. Los Ejemplos 1, 2 y 7 son ejemplos comparativos y los Ejemplos 3-6 ilustran diversas realizaciones provechosas de la invención.

El Ejemplo 1 se realizó usando la línea piloto anterior hilando un polímero único, el polipropileno disponible en el mercado AMOCO de tipo 7956, con flujo de fusión de 35. El ensayo de Sutherland Ink Rub proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,102.

El Ejemplo 2 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que polietileno, de tipo DOW 6811A, con índice de fusión de 27 se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de tipo AMOCO 7956, con flujo de fusión de 35, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de se modo una proporción de 80/20 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 2 no tejido. El peso base del Ejemplo 2 se observó que era 33 gramos por metro cuadrado. El ensayo de Sutherland Ink Rub para el Ejemplo 2 proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,146 cuando se frotaba como se ha descrito anteriormente en la dirección CD. El ensayo de Sutherland Ink Rub después se repitió como se ha descrito anteriormente pero ahora el frotamiento fue en la MD de la tela para producir un valor de resistencia a la abrasión de 0,115. Las propiedades mecánicas del Ejemplo 2 también se midieron generalmente siguiendo ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics", usando el procedimiento de Ensayo de Tira de una pulgada. La tracción CD fue igual a 763 gramos. El alargamiento CD a tracción máxima fue el 134%. La dureza a tracción máxima fue 742 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada. La tracción MD fue igual a 2213 gramos. El alargamiento MD a tracción máxima fue el 121%. La dureza MD a tracción máxima fue 2320 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada.

El Ejemplo 3 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que polietileno, de tipo DOW 6811A, con índice de fusión de 27 se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y una combinación de polipropileno al 76%, de tipo AMOCO 7956, más MONTELL KS084P Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de esta manera una proporción de 80/20 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del ejemplo 3 no tejido. El peso base del Ejemplo 3, se observó que era 29 gramos por metro cuadrado. El ensayo de Sutherland Ink Rub para el Ejemplo 3 proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,104 cuando se frotaba como se ha descrito anteriormente en la dirección CD. El ensayo de Sutherland Ink Rub después se repitió como se ha descrito anteriormente pero ahora el frotamiento fue en MD de la tela para producir un valor de resistencia a la abrasión de 0,149.

Las propiedades mecánicas del Ejemplo 3 también se midieron en general siguiendo ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics", usando el procedimiento de Ensayo de Tira de una pulgada. La tracción CD fue igual a 858 gramos. El alargamiento CD a tracción máxima fue el 134%. La dureza CD a tracción máxima fue 842 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada. La tracción MD fue igual a 2184 gramos. El alargamiento MD a tracción máxima fue el 106%. La dureza MD a tracción máxima fue 2067 pulgadas-gramo/ pulgadas cuadrada.

El Ejemplo 4 se realizó usando la línea piloto anterior de forma que polietileno, tipo DOW 6811A, con índice de fusión de 27 se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y una combinación de copolímero aleatorio preparado a partir de propileno al 97% y etileno al 3% disponible como Tipo AMOCO 8956 más MONTELL KS084P Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de esta manera una proporción de 80/20 de envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 4 no tejido. El peso base del Ejemplo 4 se observó que era 29 gramos por metro cuadrado. El ensayo de Sutherland Ink Rub para el Ejemplo 4 proporcionó un valor de resistencia a la abrasión de 0,1146 cuando se frotaba como se ha descrito anteriormente en la dirección CD. El ensayo de Sutherland Ink Rub después se repitió como se ha descrito anteriormente pero ahora el frotamiento fue en MD de la tela para producir un valor de resistencia a la abrasión de 0,132. Las propiedades mecánicas del Ejemplo 4 también se midieron en general siguiendo ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics", usando el procedimiento de Ensayo de Tira de una pulgada. La tracción CD fue igual a 770 gramos. El alargamiento CD a tracción máxima fue el 157%. La dureza CD a tracción máxima fue 873 pulgadas- gramo/pulgada cuadrada. La tracción MD fue igual a 1749 gramos. El alargamiento a tracción máxima fue el 133%. La dureza MD a tracción máxima fue 1981 pulgada-gramo/pulgada cuadrada.

El Ejemplo 5 se realizó usando una Línea Lurgi Spunbond comercial similar a la línea piloto descrita anteriormente pero de escala más grande y que tiene dos haces de hileras. Ambos haces de hileras produjeron las mismas fibras como se ha descrito más adelante. El Ejemplo 5 se preparó de forma que polietileno, tipo DOW 6811A, con índice de fusión de 27 se extruyó en una extrusora para volverse la envoltura y una combinación de un copolímero aleatorio al 76% preparado a partir de propileno al 97% y etileno al 3% disponible en Union Carbide 6D43 más MONTELL Adflex 357 Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862 N, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de esa manera una proporción de 80/20 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 5 no tejido. El peso base del Ejemplo 5 se observó que era 30 gramos por metro cuadrado. Las propiedades mecánicas del Ejemplo 5 también se midieron generalmente siguiendo ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics", usando el procedimiento de Ensayo de Tira de una pulgada. La tracción CD fue igual a 1089 gramos. El alargamiento CD a tracción máxima fue el 82%. La dureza CD a tracción máxima fue 680 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada. La tracción MD fue igual a 1270 gramos. El alargamiento MD a tracción máxima fue el 84%. La dureza MD a tracción máxima fue 771 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada.

El Ejemplo 6 se realizó usando una línea piloto de muy pequeña escala de funcionamiento y operación similar a la línea piloto anterior pero mucho más pequeña en escala. El Ejemplo 6 se preparó de forma que polietileno tipo DOW 6811A, con índice de fusión de 27 se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y una combinación de polipropileno al 76%, tipo AMOCO 7956 más MONTELL KS084P Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862, se sometió a extrusión en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de ese modo una proporción de 80/20 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 6 no tejido. El peso base del Ejemplo 6 se observó que era 28 gramos por metro cuadrado. El ensayo de Sutherland Ink Rub para el ejemplo 6 proporcionó valores de resistencia a la abrasión de 0,1366 y 0,1324 cuando se frotaba como se ha descrito anteriormente en dirección CD. Las propiedades mecánicas del Ejemplo 6 también se midieron en general siguiendo ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics", usando el procedimiento de Ensayo de Tira de una pulgada. La tracción CD fue igual a 1113 gramos. El alargamiento CD a tracción máxima fue el 73%. La dureza CD a tracción máxima fue 699 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada. La tracción MD fue igual a 859 gramos. El alargamiento MD a tracción máxima fue el 96%. La dureza MD a tracción máxima fue 748 pulgadas-gramo/pulgada cuadrada.

El Ejemplo 7 se realizó usando una línea piloto a muy pequeña escala similar en función y funcionamiento a la línea piloto anterior pero mucho más pequeña en escala. El Ejemplo 7 se preparó de forma que polietileno de tipo DOW 6811A, con índice de fusión de 27 se sometió a extrusión en una extrusora para volverse la envoltura y polipropileno, de Tipo AMOCO 7956 se extruyó en la segunda extrusora para preparar el núcleo produciendo de ese modo una proporción de 20/80 envoltura/núcleo en las fibras bicomponente del Ejemplo 7 no tejido. El peso base del Ejemplo 7 se observó que era 31 gramos por metro cuadrado. El ensayo de Sutherland Ink Rub para el Ejemplo 7 proporcionó valores de resistencia a la abrasión de 0,1366 y 0,1859 cuando se frotaban como se ha descrito anteriormente en la dirección CD. Las propiedades mecánicas del Ejemplo 7 también se midieron en general siguiendo ASTMD 1682, "Breaking load and Elongation of Textile Fabrics" usando el procedimiento de Ensayo de Tira de una pulgada. La tracción CD fue a igual a 1418 gramos. El alargamiento CD a tracción máxima fue el 79%. La dureza CD a tracción máxima fue 944 pulgadas-gramo/pulgadas cuadradas. La tracción MD fue igual a 931 gramos. El alargamiento MD a tracción máxima fue el 109%. La dureza MD a tracción máxima fue 849 pulgadas-gramos/pulgada cuadrada.

Ejemplo 16

Este ejemplo ilustra la preparación y los beneficios de telas preparadas con fibras bicomponente continuas de esta invención, donde la envoltura se forma a partir de una combinación de una calidad específica de polietileno como la fase dominante mezclado con una calidad específica de polipropileno o copolietileno como la fase menor. Además, el núcleo de la fibra se forma a partir de una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando los polímeros presentes como fase continua dominante de temperatura de fusión elevada y al menos una fase no continua de temperatura de fusión más baja dispersa en la misma. La fase continua de temperatura de fusión más elevada incluye un polímero de propileno y la fase no continua de temperatura de fusión más baja incluye un polímero de polietileno.

Las telas no tejidas hiladas de filamento continuo de esta invención se preparan como se ha descrito en los Ejemplos 14 y 15 anteriormente y la resistencia a la abrasión y las propiedades mecánicas de las telas unidas térmicas resultantes se miden usando los ensayos descritos anteriormente en los Ejemplos 14 y 15.

Las telas se preparan usando las siguientes combinaciones de polímero como el componente de envoltura de fibras bicomponente:

(1): una combinación de polietileno al 85%, tipo DOW 2553 y polipropileno al 15% APPRYL 3250 con un flujo de fusión de 26,

(2): una combinación de polietileno al 85% de tipo DOW 6811A con índice de fusión de 27 y polipropileno al 15% APPRYL 3250 con un flujo de fusión de 26; y

(3): una combinación de polietileno al 85%, de tipo DOW 6811A con índice de fusión de 27 y copolipropileno al 15% de tipo AMOCO 8253, un copolímero aleatorio de propileno en la proporción de 97/3 con flujo de fusión de 6.

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Las fibras anteriores incluían un componente de núcleo seleccionado entre uno de los siguientes grupos de combinaciones de polímeros:

(1): una combinación de polipropileno al 76%, de tipo AMOCO 7956, más MONTELL KS084P Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862;

(2): una combinación de un copolímero aleatorio preparado a partir de propileno al 97% y etileno al 3% disponible como Tipo AMOCO 8956 más MONTELL KS084P Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862; y

(3): una combinación de un copolímero aleatorio al 76% preparado a partir de propileno al 97% y etileno al 3% disponible en Union Carbide 6D43 más MONTELL Adflex 357 Catalloy al 20% más polietileno al 4%, DOW 5862 N. Las fibras tienen proporciones de envoltura/núcleo de 50/50, 80/20 ó 20/80.

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Las telas muestran una combinación de propiedades deseables aunque contradictorias, tales como buen alargamiento y estética y resistencia a la tracción deseable. Los inventores han observado que las fibras de envoltura de PE/núcleo de PP pueden tener problemas de resistencia a la abrasión. Por el contrario, fibras tales como las que se han descrito en este ejemplo pueden tener resistencia a la abrasión mejorada, en comparación con fibras de envoltura núcleo PE/PP. Aunque sin desear estar ligado por ninguna explicación de la invención, se cree que la combinación de polímero del componente de la envoltura se puede unir más fuertemente a otras fibras así como al núcleo, mejorando por tanto el amarre de la fibra y la resistencia a la abrasión de la tela, sin sacrificar el alargamiento.

Ejemplo 17

Se ha conducido una investigación para determinar el tamaño de dominio y la distribución de la fase de polímero discontinua tal como la contenida dentro de la estructura de fibra de las telas de la invención. Con ese propósito, se ha preparado una tela no tejida hilada de acuerdo con los contenidos de la presente solicitud. En particular, una combinación de polímero que contiene el ochenta y cinco por ciento en peso de un polietileno de densidad baja lineal (LLDPE) con un índice de fusión de 27 (Dow 6811A LLDPE) y el quince por ciento en peso de un polímero de polipropileno (PP) con un flujo de fusión de aproximadamente 24 (Appryl 3250 YR1 PP) se combinaron en seco en un mezclador rotatorio. La mezcla combinada en seco después se introdujo en la tolva de alimentación de una extrusora de un sistema de hilado no tejido hilado. Los filamentos continuos se hilaron en fusión mediante un procedimiento de estirado por ranuras a una velocidad de filamento de aproximadamente 600 m/min y se depositaron en una superficie de recolección para formar una trama no tejida hilada y la trama se unió térmicamente usando un rodillo con patrón con área de unión del 12%. A la muestra preparada de este modo se hace referencia en el Ejemplo A.

Después se empleó un procedimiento alternativo de combinación para producir otra muestra de tela, a la que se hace referencia como Ejemplo B. En el Ejemplo B, el Dow 6811 A LLDPE se suministró en la extrusora principal, mientras que el Appryl PP se introdujo en la corriente de fusión a través de una extrusora secundaria y después se pasó a través de una unidad de mezcla estática, en lugar de combinarla con los polímeros en el estado sólido con mezcla adicional en la extrusora, como en el Ejemplo A. Se esperaba que se produjera como resultado una buena mezcla a partir de ambos procedimientos. A continuación de la extrusión, el procedimiento usado para preparar las telas hilada de los Ejemplos A y B fue idéntico. La tela en el Ejemplo B es el mismo material producido y al que se hace referencia en el Ejemplo 8 y la Tabla 3 anteriormente.

Las muestras de tela hilada se evaluaron para determinar el tamaño de dominio de polímero y la distribución de dominio basándose en Microscopía Electrónica de Transmisión (MET) realizada en secciones transversales de la fibra. En la microscopía electrónica, se obtiene contraste de imagen como resultado de la variación en la densidad electrónica entre las estructuras presentes. La mayoría de los polímeros tiene elementos de número atómico bajo, tales como carbono, hidrógeno y oxígeno en su cadena principal y como un resultado los polímeros muestran muy poca diferencia en la densidad electrónica para distinguir entre fases en una combinación. Para superar esto, se usa ampliamente ensombrecimiento o tinción mediante adición de un elemento de número atómico elevado en estructuras específicas. La fotomicrografías de MET se prepararon para el Ejemplo A mediante dos laboratorios independientes. Las copias de la fotomicrografías de las fibras del Ejemplo A evaluadas por los dos laboratorios se adjuntan como Figuras 7 y 8. Las fotomicrografías de MET se prepararon para el Ejemplo B y las copias de las fotomicrografías del Ejemplo B se adjuntan como Figura 9.

Para preparar una muestra de tela hilada para MET, una pequeña cantidad de tela se incrustó en un soporte de muestra y después se congeló. Se usó un microtomo de temperatura baja para exponer las secciones transversales de las fibras de la muestra sin dañar su estructura. Después se aplicó tetróxido de rutenio, una tinción de metal pesado, a la muestra fracturada para proporcionar suficiente contraste entre las fases de polímero. Las fotomicrografías de las Figuras 7, 8 y 9 están a grados variables de aumento, como se indica en las mismas (30.000x, 45.000x, y 25.500x, respectivamente). El intervalo de tamaño de dominio de las muestras A y B se determinó midiendo 50 dominios elegidos aleatoriamente entre micrografías de fibras que ilustran una muestra de tela dada ampliada de 25.000 a 45.000 veces.

El tetróxido de rutenio se absorbe en las regiones amorfas del polímero. Las Figuras 10 y 11 son fotomicrografías de MET de una muestra de fibra teñida de homopolímero PP al 100% y homopolímero PE al 100%, respectivamente. La Figura 10 de homopolímero PP muestra que las cristalitas son tan pequeñas que las regiones amorfas están más allá de la resolución del equipo, por tanto, no está presente el contraste y se observa una muestra uniforme (es decir, sin dominios o estructura de cristalita). La fotomicrografía de MET de una fibra de PE al 100% en la Figura 11 ilustra la estructura de laminillas de PE. Las cristalitas de PE son suficientemente grandes para que la textura de las laminillas se pueda observar si las condiciones de tinción son correctas. Una estructura similar que se produce como resultado de la estructura de laminillas de PE está superimpuesta con la estructura de dominio de las combinaciones en las Figuras 7, 8 y 9.

Una comparación visual de las fotomicrografías muestra claramente diferencias sustanciales en el tamaño de dominio y distribución de las fibras formadas de las combinaciones descritas en la presente solicitud en comparación con la que se ha registrado para otras fibras, tales como las que se indican en el documento EP 621.356 (EP'356). Los resultados cuantitativos de las fotomicrografías se proporcionan en la tabla más adelante. Los Ejemplos A1, A2 y B todos se refieren a las fibras de las telas formadas de combinaciones como se ha descrito en la presente solicitud, mientras que C1 se refiere a la información proporcionada en el documento EP'356.

9

Basándose en las observaciones anteriores, las fibras de las telas formadas de combinaciones como se ha descrito en la presente solicitud se pueden distinguir fácilmente de las fibras del documento EP'356. En particular, los dominios de polímero dispersos de las fibras de combinaciones como se ha descrito en este documento son mucho más pequeños que los dominios de polímero dispersos de las fibras del documento EP'356. Los dominios de polímero disperso de las fibras de las telas de las combinaciones descritas en la presente solicitud eran muy pequeños, variando en tamaño de 0,03 a 0,08 m, con un promedio de 0,05 m, por ejemplo a 1, 0,01 a 0,08 m para el Ejemplo A2, y 0,02 a 0,08 m con un promedio de 0,04 m para el Ejemplo B. Los resultados de las tres muestras fueron muy similares. El intervalo de tamaño de dominio dado se basa en los dominios más pequeño y más grande observados. El tamaño de dominio más grande observado es sencillo de medir y cuantificar, mientras que indicar el tamaño de dominio más pequeño presente es mucho más difícil. En la tabla se enumeran los tamaños de dominio más pequeños observados en las fotomicrografías electrónicas. Las fotomicrografías electrónicas muestran dominios extremadamente pequeños y que estamos forzando los límites de lo que se puede medir. Un experto en la materia reconocería que con toda certeza existen dominios que son demasiado pequeños para observarse debido a que están más allá de la resolución del equipo. Los dominios más pequeños se espera que sean más pequeños que lo que se ha enumerado en la tabla.

Por el contrario, los tamaños de dominio de polímero disperso de las fibras del documento EP'356 son más grandes, al menos el 70% de los cuales se ha indicado que varían en tamaño de 0,05 a 0,30 m. El intervalo de tamaño de dominio descrito en la solicitud es muy estrecho y el tamaño de dominio promedio es menor que el intervalo de tamaño proporcionado en el documento EP'356. Además, las fibras de combinaciones tales como las que se han descrito en la presente solicitud y las fibras del documento EP'356 difieren significativamente en la distribución de dominio. Los dominios de polímero disperso de las fibras de combinaciones como se ha descrito en la presente solicitud estaban todos distribuidos uniformemente a través de toda la sección transversal de la fibra, lo cual significa que, en promedio, existe una distancia igual entre un dominio dado y sus dominios vecinos más cercanos. Por el contrario, las Figuras 1, 9 y 12, del documento EP'356 ilustran la distribución no uniforme de dominios de polímero dispersos y, en particular, la producción de dominios estratificados (Figuras 9 y 12) y dominios concentrados en la periferia de la fibra (Figura 1).

La presencia de dominios de polímeros más pequeños puede ser provechosa para la extrusión de fibras. Análogamente, la presencia de dominios distribuidos uniformemente puede ser provechosa para la producción de fibras, ya que las propiedades de la fase discontinua están distribuidas más uniformemente a través de toda la estructura de la fibra. Por lo tanto, se puede concluir que las fibras de la presente invención difieren significativamente de las fibras del documento EP'356.

Claims

1. Una fibra multicomponente que comprende al menos dos componentes de polímero dispuestos en dominios estructurados, comprendiendo al menos uno de dichos componentes de polímero una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando dichos polímeros presentes como una fase continua dominante de temperatura de fusión más baja y al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada dispersa en la misma, formando dicha fase continua de temperatura de fusión más baja al menos el 50 por ciento en peso de la combinación de polímero y comprendiendo un polímero de polietileno, y dicha al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprendiendo al menos un polímero de polipropileno con un caudal de fusión de más de 20 g/10 min o al menos un copolímero o terpolímero de propileno.

2. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dichas fibras son fibras bicomponente con los componentes de polímero dispuestos en un dominio estructurado de envoltura-núcleo, donde dicho componente de envoltura comprende dicha combinación multipolímero.

3. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicho polietileno comprende uno o más polietilenos seleccionados entre el grupo constituido por polietileno de densidad baja, polietileno ramificado de cadena larga de presión elevada, polietileno de densidad baja lineal, polietileno de densidad elevada y copolímeros de los
mismos.

4. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicho polietileno comprende un polímero de polietileno de densidad baja lineal de un índice de fusión de más de 10 y una densidad de menos de 0,945 g/cc.

5. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicha fase continua de temperatura de fusión más baja comprende un polietileno de densidad baja lineal que tiene una densidad de 0,90-0,945 g/cc y un índice de fusión de más de 25.

6. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que la fase continua de temperatura de fusión más baja comprende un polietileno de densidad baja lineal que tiene una densidad de 0,90-0,945 g/cc y dicha al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprende un polímero de polipropileno isotáctico con caudal de fusión de al menos 20g/10min.

7. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicha fase de polímero de temperatura de fusión más baja comprende polietileno de densidad baja lineal y dicha fase de polímero de temperatura de fusión más elevada comprende un polipropileno isotáctico con un caudal de fusión mayor de 30 g/10min.

8. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicha fase de polímero de temperatura de fusión más baja comprende polietileno de densidad baja lineal con un índice de fusión de más de 30.

9. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicha fase de polímero de temperatura de fusión más baja comprende polietileno ramificado de cadena corta lineal de proceso de solución a presión baja, con un índice de fusión de más de 30 y una densidad de 0,945 g/cc y dicha fase de polímero de temperatura de fusión más elevada comprende polipropileno isotáctico.

10. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicha fase de polímero de temperatura de fusión más baja comprende polietileno de densidad baja lineal con un índice de fusión de 27 y dicha fase de polímero de temperatura de fusión más elevada comprende un polipropileno isotáctico con un caudal de fusión de 35 g/10
minutos.

11. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicho copolímero o terpolímero de propileno comprende un copolímero aleatorio de propileno con etileno.

12. La fibra multicomponente de la reivindicación 11, en la que dicho polietileno es un polímero de polietileno de densidad baja lineal con una densidad de menos de 0,945 g/cc y dicho polímero de propileno es un copolímero de propileno con hasta el 3 por ciento en peso de etileno.

13. La fibra multicomponente de la reivindicación 12, en la que dicho dominio de envoltura comprende del 5 al 25 por ciento en peso de copolímero de propileno de etileno y del 75 al 95 por ciento en peso de polietileno de densidad baja lineal.

14. La fibra multicomponente de la reivindicación 1, en la que dicha fibra se selecciona entre el grupo constituido por filamentos continuos, fibras discontinuas y fibras sopladas en fusión "meltblown".

15. Una tela no tejida que comprende una pluralidad de fibras multicomponente que comprende al menos dos componentes de polímero dispuestos en dominios estructurados, comprendiendo al menos uno de dichos componentes de polímero una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando dichos polímeros presentes en una fase continua dominante de temperatura de fusión más baja y al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada dispersa en la misma, formando dicha fase continua de temperatura de fusión más baja al menos el 50 por ciento en peso de la combinación de polímero y comprendiendo un polímero de polietileno, y dicha al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprendiendo al menos un polímero de polipropileno con un caudal de fusión de más de 20 g/10 min o al menos un copolímero o terpolímero de propileno, estando unidas dichas fibras mediante una pluralidad de uniones para formar una tela no tejida extensible
coherente.

16. La tela de la reivindicación 15, en la que dicha tela incluye al menos una de las fibras de las reivindicaciones 2-14.

17. La tela de la reivindicación 15, en la que dicha tela tiene un valor de abrasión superficial de Taber (rueda de goma) de más de 10 ciclos y un alargamiento a carga pico en al menos una de la dirección de la máquina o la dirección transversal de la máquina de al menos el 70 por ciento.

18. La tela de la reivindicación 17, en la que dicha tela tiene un alargamiento en carga pico de al menos el 100 por ciento.

19. La tela de la reivindicación 15, en la que dichas fibras están unidas entre sí en emplazamientos específicos mediante uniones puntuales térmicas.

20. Una tela no tejida compuesta de al menos dos capas, comprendiendo dicha tela compuesta una primera capa que contiene una pluralidad de fibras multicomponente que comprenden al menos dos componentes de polímero dispuestos en dominios estructurados, comprendiendo al menos uno de dichos componentes de polímero una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando dichos polímeros presentes en una fase continua dominante de temperatura de fusión más baja y al menos una fase continua de temperatura de fusión más elevada dispersa en la misma, formando dicha fase continua de temperatura de fusión más baja al menos el 50 por ciento en peso de la combinación de polímero y comprendiendo un polímero de polietileno y dicha al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprendiendo al menos un polímero de polipropileno con un caudal de fusión de más de 20 g/10 min o al menos un copolímero o terpolímero de propileno, dichas fibras unidas por una pluralidad de uniones para formar una trama no tejida coherente, comprendiendo dicha tela compuesta una segunda capa unida a dicha primera capa.

21. La tela no tejida compuesta de la reivindicación 20, en la que la tela compuesta incluye al menos una de las telas de las reivindicaciones 15-19.

22. La tela no tejida compuesta de la reivindicación 20, comprendiendo además una capa adhesiva dispuesta entre dicha trama no tejida coherente y dicha segunda capa laminando la trama no tejida coherente a dicha segunda capa para formar la tela compuesta.

23. La tela no tejida compuesta de la reivindicación 20, en la que dicha trama no tejida coherente comprende una trama no tejida hilada unida térmicamente de filamentos sustancialmente continuos dispuestos aleatoriamente.

24. La tela no tejida compuesta de la reivindicación 20, en la que dicha trama no tejida coherente comprende una trama cardada unida térmicamente de fibras discontinuas.

25. La tela no tejida compuesta de la reivindicación 20, en la que dicha trama no tejida coherente incluye adicionalmente microfibras de meltblown.

26. La tela no tejida compuesta de la reivindicación 20, en la que dicha segunda capa comprende una trama seleccionada entre el grupo constituido por tramas hiladas de filamentos continuos, tramas de microfibras de meltblown, tramas elásticas y películas de poliolefina.

27. Un producto de cuidado personal absorbente desechable que comprende una pluralidad de capas, comprendiendo al menos una de dichas capas una tela no tejida comprendida de material fibroso en forma de filamentos continuos o fibras discontinuas que comprenden primer y segundo componentes de polímero, comprendiendo al menos uno de dicho primero y segundo componentes de polímero una combinación multipolímero de al menos dos polímeros de poliolefina diferentes, estando dichos polímeros presentes en una fase continua dominante de temperatura de fusión más baja y al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada dispersa en la misma, formando dicha fase continua de temperatura de fusión más baja al menos el 50 por ciento en peso de la combinación de polímero y comprendiendo un polímero de polietileno, y dicha al menos una fase no continua de temperatura de fusión más elevada comprendiendo al menos un polímero de polipropileno con caudal de fusión de más de 20 g/10 min o al menos un copolímero o terpolímero de propileno, unidas dichas fibras mediante una pluralidad de uniones para formar una trama no tejida coherente.

28. El producto de cuidado personal desechable de la reivindicación 27, en el que dicho producto de cuidado personal incluye al menos una de las telas de las reivindicaciones 15- 19.

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29. El producto de cuidado personal desechable de la reivindicación 27, en el que el material fibroso comprende filamentos continuos dispuestos aleatoriamente y unidos entre sí en emplazamientos específicos para formar una tela hilada no tejida.

30. El producto de cuidado personal desechable de la reivindicación 27, en el que dicho producto de cuidado personal absorbente desechable es un pañal, compresa de incontinencia o compresa.