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

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...

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.

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.