Un método para fabricar un material de microfibras, que incluye formar una banda de fibras que contiene microfibras y,

seguidamente, someter a dicha banda de fibras a entramado hidráulico para obtener dicho material de microfibras, caracterizado por que al menos una mayoría de dichas microfibras se proporcionan en forma de microfibras que han sido estiradas para orientarlas y que tienen superficies de envuelta de forma sustancial completamente cubiertas por una capa lubricante hidrófila, y por que el método incluye dispersar dichas microfibras en un medio acuoso espumado antes de dicha formación por medio de dicha capa lubricante hidrófila en interacción con dicho medio acuoso espumado para formar una dispersión de fibras sustancialmente homogénea, en el que dichas microfibras en un estado enderezado tienen un grosor de fibra menor de 0,5 denier y una longitud de fibra mayor de 5 mm tanto en dicha dispersión de fibras como en dicho material de microfibras

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para fabricar un material de microfibras, método que incluye formar una banda de fibras que contiene microfibras y, seguidamente, someter a la banda de fibras a entramado hidráulico para obtener el material de microfibras.

La invención también se refiere a un material de microfibras fabricado por medio de entramado hidráulico, material que incluye microfibras que, en un estado enderezado, tienen un grosor de fibra menor de 0,5 denier y una longitud de fibra mayor de 5 mm.

Principalmente, el material de microfibras de acuerdo con la invención está destinado al uso como material de limpieza, pero también puede usarse, por ejemplo, en artículos absorbentes para aplicaciones de higiene.

Antecedentes de la invención

En el campo de los materiales de limpieza utilizado en industrias, en atención médica y por usuarios domésticos, se han adoptado los llamados materiales de microfibras.

Estos materiales de microfibras están constituidos por materiales textiles u otros materiales de fibras que contienen fibras o filamentos muy finos. Las finas fibras forman una estructura del material que tiene poros muy pequeños, que crean fuerzas de capilaridad que son considerablemente más fuertes que en los materiales de limpieza convencionales a la hora de absorber líquidos. Esto es particularmente valioso en aplicaciones que requieren una buena capacidad de limpieza y secado o donde hay que absorber líquidos con una baja tensión superficial.

Los materiales de microfibras funcionan particularmente bien para limpiar diferentes superficies con disolventes orgánicos, o para retirar aceites y grasas, por ejemplo, de cristales de ventanas u otras superficies.

Las diferencias de propiedades del material entre los materiales de microfibras y materiales de fibras convencionalesque contienen fibras más gruesas pueden ser muy grandes. Éste es particularmente el caso cuando se trata de las propiedades de absorción, pero también para otras propiedades físicas tales como resistencia al desgaste, resistencia en húmedo y blandura/suavidad.

Para proporcionar las propiedades requeridas por un material de microfibras, las fibras o filamentos finos deben tener un grosor no superior a 1 denier, y preferiblemente por debajo de 0,5 denier. Calculado respecto a una sección transversal circular, y dependiendo, por supuesto, de la densidad del polímero, un (1) denier corresponde a un diámetro de la fibra de la magnitud de 10-11 μm, mientras que 0,5 denier corresponde a aproximadamente 7-8 μm.

Un tipo de material de microfibras que se produce habitualmente en la actualidad comprende los llamados filamentos formados por fundido y extrusión, es decir filamentos finos y discontinuos de dimensiones variables. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos Nº 4.906.513 describe un trapo limpiador no tejido que tiene características de absorbancia mejoradas. El trapo limpiador tiene una construcción laminada con una capa media de peso de resma relativamente alto constituida por microfibras termoplásticas, fabricadas por medio de un proceso de fundido y extrusión, y fibras adicionales. En un lado, el laminado tiene una capa ligera de filamentos termoplásticos generalmente continuos que tienen un diámetro mayor y, en el otro lado, una capa de microfibras. Los trapos limpiadores descritos reivindican ser resistentes, similares a una tela, y ser útiles para uso industrial, en la industria alimentaria y otras aplicaciones. De acuerdo con el documento US 4.906.513, las capas con filamentos continuos proporcionan resistencia y bajo desfibrado, mientras que la combinación de diferentes capas proporciona propiedades de limpieza mejoradas. Preferiblemente, el laminado está unido por medio de la aplicación de calor y presión, y los componentes individuales son tratados con un tensioactivo para mejorar la humectabilidad. Una combinación preferida se reivindica como una capa de microfibras de polipropileno fundido y extrudido y fibras adicionales que pueden ser fibras de pasta, y capa que, en un lado, tiene una capa de filamentos de polipropileno no tejido hilado y, en el otro lado, una capa de microfibras que pueden ser filamentos de polipropileno fundido y extrudido.

Además, la Patente de Estados Unidos Nº 4.775.579 describe un material no tejido elástico que contiene fibras discontinuas íntimamente entrelazadas con una banda o malla elástica. De acuerdo con el documento US 4.775.579, las fibras de pasta y las fibras discontinuas pueden estar entramadas hidráulicamente con una banda no tejida elástica para formar un material no tejido elástico absorbente, en el que las fibras discontinuas tienen preferiblemente entre 1/4 de pulgada y 2 pulgadas (0,635 cm y 5,08 cm) de largo y tienen un diámetro de fibra no superior a 6 denier, y preferiblemente no superior a 1 ó 1,5 denier. Sin embargo, el documento US 4.775.579 no describe ejemplo específico alguno con fibras discontinuas, que sean más finas de 1,5 denier, lo que es la razón por la cual las propiedades del material que posiblemente se asemeja al material de microfibras de acuerdo con la

presente invención se originan completamente del uso de filamentos formados por fundido y extrusión.

El documento EP-A-0 926 288 describe una tela no tejida que comprende fibras fabricadas por fundido y extrusión y fibras de pasta que han sido entramadas mecánicamente. Se afirma que se prepara una suspensión que contiene fibras de pasta y fibras fabricadas por fundido y extrusión. Sin embargo, no se escribe cómo las fibras fabricadas por fundido y extrusión hidrófobas, que normalmente se pegan entre sí, se separan y se dispersan en el medio acuoso.

Como resultado del principio funcional del proceso de fundido y extrusión, los filamentos de plástico extrudidos y formados por medio de soplado de aire no mostrarán, al contrario que las llamadas fibras discontinuas, ninguna verdadera “dimensión normal”, sino que en su lugar mostrarán valores de forma, longitud y grosor en un intervalo de distribución relativamente amplio. Además, los filamentos que se han formado en un proceso de fundido y extrusión no están estirados, y por lo tanto carecen del alto grado de orientación y resistencia que puede otorgarse a las fibras discontinuas por medio de un proceso de estirado adecuado antes del corte. Por medio de técnicas de fundido y extrusión, ha sido posible fabricar materiales de microfibras que tienen una estructura de poros suficientemente finos para obtener buenas propiedades de absorción, pero no conseguir las altas resistencia al desgaste y resistencia en húmedo que se requieren para algunos productos, por ejemplo trapos limpiadores industriales.

Por consiguiente, desde un punto de vista de la resistencia, sería una ventaja ser capaces de utilizar fibras discontinuas estiradas cuando se fabriquen materiales de microfibras.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.902.564 describe un método para fabricar un material no tejido altamente absorbente, que está constituido sustancialmente por pasta de papel y fibras discontinuas de longitud mediana sintéticas. El método comprende formar una banda impermeable que contiene el 50 -75 por ciento en peso de pasta de papel y el 25 -50 por ciento en peso de fibras sintéticas que tienen una longitud de la fibra de aproximadamente 1/4 de pulgada a aproximadamente 1 pulgada (0,635 cm a 2,54 cm), y formar una banda muy compactada de fibras entramadas por medio de someter a las fibras en la banda impermeable a entramado hidráulico, y secar la banda para formar dicho material no tejido. Sin entrar en detalles, el documento US 4.902.564 afirma que el grosor de fibra de las fibras discontinuas sintéticas puede estar en el intervalo de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3 denier. En las realizaciones prácticas que se enumeran en la descripción, las fibras discontinuas sintéticas tienen el grosor de 1,5 y 1,2 denier, es decir fibras que son demasiado gruesas para permitir que se consigan las propiedades requeridas en materiales de microfibras del tipo descrito en este documento.

El documento WO 93/06269 describe cómo la dispersabilidad en agua de fibras y filamentos de poliéster mejora tratando a los filamentos de poliéster no estirados, cuando están recién extrudidos, con una pequeña cantidad de cáustico, en un acabado de hilado.

Dado que, hasta el momento, ha sido imposible proporcionar fibras discontinuas que sean lo suficientemente finas para materiales de microfibras, en su lugar se han adoptado las llamadas fibras... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar un material de microfibras, que incluye formar una banda de fibras que contiene microfibras y, seguidamente, someter a dicha banda de fibras a entramado hidráulico para obtener dicho material de microfibras, caracterizado por que al menos una mayoría de dichas microfibras se proporcionan en forma de microfibras que han sido estiradas para orientarlas y que tienen superficies de envuelta de forma sustancial completamente cubiertas por una capa lubricante hidrófila, y por que el método incluye dispersar dichas microfibras en un medio acuoso espumado antes de dicha formación por medio de dicha capa lubricante hidrófila en interacción con dicho medio acuoso espumado para formar una dispersión de fibras sustancialmente homogénea, en el que dichas microfibras en un estado enderezado tienen un grosor de fibra menor de 0,5 denier y una longitud de fibra mayor de 5 mm tanto en dicha dispersión de fibras como en dicho material de microfibras.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dichas microfibras se proporcionan con una longitud de la fibra que está entre 10 y 25 mm.

3. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que también una proporción de fibras de pasta se dispersa en dicho medio acuoso espumado junto con dichas microfibras.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, contadas respecto a una cantidad total de fibras, el 10 -100% en peso de dichas microfibras y el 0 -90% en peso de fibras de pasta se dispersan en dicho medio acuoso espumado.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha capa lubricante hidrófila se aplica como acabado de hilado antes de cortar en corto a dichas microfibras.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se consume menos de 300 kWh/tonelada de energía de entramado en dicho entramado hidráulico.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una presión hidráulica no superior a 120 bares se usa en dicho entramado hidráulico.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material de microfibras se somete a un tratamiento de corona o de plasma después de dicho entramado hidráulico para modificar un posible residuo de dicha capa lubricante hidrófila, para proporcionar una mayor fricción fibra-fibra.

9. Un material de microfibras fabricado por medio de entramado hidráulico, incluyendo dicho material de microfibras, microfibras que en un estado enderezado tienen un grosor de fibra menor de 0,5 denier y una longitud de fibra mayor de 5 mm, caracterizado por que al menos una mayoría de dichas microfibras han sido estiradas para orientarlas.

10. Un material de microfibras de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que sustancialmente todas las superficies de envoltura de dicha mayoría de microfibras muestran una micro-rugosidad de superficie equivalente.

11. Un material de microfibras de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por que sustancialmente todas las microfibras adyacentes, de dicha mayoría de microfibras, muestran diferentes extensiones en dicho plano x, y.

12. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que el material de microfibras muestra una formación creada mediante espumado, y por que dicha mayoría de microfibras tienen una longitud de fibra entre 10 y 25 mm.

13. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que el material de microfibras incluye una proporción de fibras de pasta junto con dichas microfibras.

14. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por que el material de microfibras, contado respecto a una cantidad total de fibras secas, incluye el 10 -100% en peso de dichas microfibras y el 0 -90% en peso de fibras de pasta.

15. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado por que algunas superficies de envoltura de dichas microfibras muestran un residuo de un agente lubricante hidrófilo.

16. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado por que algunas superficies de envoltura de dichas microfibras muestran un residuo oxidado de un agente lubricante hidrófilo.

17. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado por que

el material de microfibras muestra un índice de tracción √MD*CD que es mayor de 20 Nm/g tanto en estado seco como en agua.

18. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado por que el material de microfibras muestra un índice de tracción √MD*CD que es mayor de 15 Nm/g en una solución de tensioactivo lubricante que disuelve puentes de hidrógeno.

19. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 18, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP en agua en el intervalo de radio de poro de 5 -250 μm, que tiene un máximo de volumen en un radio de poro menor de 15 μm.

20. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 19, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP en hexadecano en el intervalo de radio de poro de 5 -250 μm, que tiene un máximo de volumen en un radio de poro menor de 15 μm.

21. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 20, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP en agua, que tiene un volumen de poros acumulado que es al menos el 30% del volumen de poros total del material de microfibras para radios de poro entre 5 y 20 μm y al menos el 90% de dicho volumen de poros total para radios de poro entre 5 y 60 μm.

22. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 21, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP en hexadecano, que tiene un volumen de poros acumulado que es al menos el 25% del volumen de poros total del material de microfibras para radios de poro entre 5 y 20 μm y al menos el 70% de dicho volumen de poros total para radios de poro entre 5 y 60 μm.

23. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 22, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP en agua, en la que menos del 20% del volumen de poros total del material de microfibras se sitúa en poros que tienen un radio de poro que supera los 40 μm.

24. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 23, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP en hexadecano, en la que menos del 20% del volumen de poros total del material de microfibras se sitúa en poros que tienen un radio de poro que supera los 70 μm.

25. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 24, caracterizado por que el material de microfibras muestra una distribución del tamaño de poros, medida mediante DVP, en la que menos del 2,5% del volumen de poros total del material de microfibras, cuando se mide tanto en agua como en hexadecano, se sitúa en poros que tienen un radio de poro que supera los 150 μm.

26. Un material de microfibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 24, caracterizado por que las microfibras tienen una sección transversal circular o elíptica.