Un material compuesto no tejido que comprende una mezcla que contiene filamentos hilados continuos y fibras cortas caracterizado por que en el material no hay termoenlaces entre los filamentos continuos,

estando los filamentos continuos sustancialmente unidos mecánicamente entre sí debido al enmarañado de fibras y filamentos y por que los filamentos continuos en el material tienen una cobertura proyectada entre 1,3-1,6, siendo dicha cobertura proyectada la suma del área superficial proyectada de todos los filamentos en un área unitaria, siendo el contenido de filamentos continuos en el material de aproximadamente el 15-40% en peso

Material compuesto no tejido que contiene filamentos continuos y fibras cortas.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un material compuesto no tejido de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método para fabricar un material no tejido de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 8.

Antecedentes de la invención

Para aplicaciones de limpieza un material no tejido debe ser fuerte, absorbente, resistente a la abrasión y presentar deshilachado reducido, es decir, durante el uso normal las fibras no deben desprenderse del material.

Un modo para fabricar materiales no tejidos es usar hidroenmarañado o hilado para mezclar y unir los constituyentes en el material. El hidroenmarañado se describe, por ejemplo, en la patente CA Nº 841 938. Se sabe cómo producir materiales compuestos no tejidos que comprenden filamentos continuos y fibras cortas por hidroenmarañado, véanse por ejemplo los documentos EP-E31-0333228, EP-B1-0 938 601 y WO 99/20821.

Un problema encontrado en la fabricación de dichos materiales compuestos es que es difícil obtener una buena integración de los filamentos continuos y fibras cortas sólo por hidroenmarañado dando como resultado que los materiales compuestos producidos a menudo tienen dos caras más o menos pronunciadas, es decir, una cara contiene predominantemente fibras cortas y la otra contiene predominantemente filamentos continuos. Estas dos caras tienen diversos inconvenientes. En primer lugar, la unión de los filamentos y las fibras cortas será más débil que en un material compuesto en el que las fibras cortas y los filamentos continuos están bien integrados, es decir, mezclados de manera homogénea, la resistencia en la dirección del espesor será baja y hay un riesgo de que el compuesto se deslamine si las dos caras son pronunciadas. Además, la "cara de fibra corta" de dicho material será sensible al deshilachado, es decir, pérdida de fibras de la superficie, y la "cara del filamento", será sensible a "la formación de bolas" cuando se desgasta, es decir, que partes de los filamentos sobresaldrán de la superficie de esta cara.

En el documento WO 99/20821 el problema asociado con la mala mezcla de los materiales se resuelve aplicando un material de enlace en al menos un lado de una tela hidráulicamente enmarañada que comprende un componente fibroso y una capa no tejida de filamentos sustancialmente continuos. También en el documento US-A-5.389.202 se usa una tela unida de filamentos continuos. En el documento EP-B1-0 333 228 este problema se resuelve mediante la co-deposición de una mezcla de filamentos no elásticos soplados en estado fundido y material de fibra sobre una superficie transportadora. El material fibroso se entremezcla con las fibras sopladas en estado fundido justo después de extruir el material de las fibras sopladas en estado fundido a través de la matriz de soplado en estado fundido de manera que los materiales se mezclan completamente antes del enmarañado.

Del documento EP-B1-0 938 601 se sabe cómo fabricar un material no tejido por espumación formando una tela fibrosa de fibras cortas naturales y/o sintéticas directamente sobre una capa de filamentos continuos no unidos e hidroenmarañando entre sí la dispersión de la fibra espumada con los filamentos continuos para formar un material compuesto. Mediante la formación de espuma se consigue una mezcla mejorada de las fibras sintéticas y/o naturales con los filamentos sintéticos antes del enmarañado. Un inconveniente de este método es la necesidad de equipo para la formación de espuma y para cuidar los tensioactivos usados para la formación de espuma, que circulan en el circuito del agua.

Usando una capa de filamentos continuos no unidos es más fácil obtener un material bien integrado que con una capa de filamentos continuos unidos, por lo que el consumo de energía en la etapa de enmarañado será menor del que se necesita para integrar fibras con una capa de filamentos continuos unidos. Sin embargo, se ha demostrado que las propiedades del material obtenido mediante dicho método de fabricación son muy sensibles a la cantidad y tamaño de los filamentos continuos en la tela de filamentos continuos con los que la capa de fibras cortas debe integrarse. Si la tela de filamentos continuos es demasiado abierta, existe un riesgo de que las fibras cortas se salgan del material en la etapa de enmarañado. Esto puede conducir a orificios en el material y a una distribución desigual del peso base en el material obtenido. Si la tela de filamentos continuos es demasiado densa, es difícil conseguir una buena integración de las fibras cortas en el material. El material será entonces como un laminado más que un compuesto que tiene una cara que contiene predominante fibras cortas y la otra cara predominantemente contiene filamentos continuos. En un material de este tipo la unión de los filamentos continuos será pobre y la cara que contiene predominantemente fibras cortas será sensible a la abrasión y al deshilachado.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un material compuesto no tejido que contiene filamentos continuos y fibras cortas en el cual los filamentos continuos y las fibras cortas están bien integrados en el material y que puede producirse mediante un método de fabricación que es rentable y mediante el cual se garantiza que la integración de los filamentos y fibras puede realizarse por enmarañado, sin necesidad de una etapa de premezcla de filamentos y fibras.

Sumario de la invención

Este objetivo se logra, de acuerdo con la invención, mediante un material compuesto no tejido de acuerdo con la reivindicación 1. Garantizando que la tela de filamentos continuos usada en la fabricación de un material de este tipo no es ni demasiado abierta ni demasiado densa, puede obtenerse un material compuesto no tejido formado por filamentos continuos y fibras cortas en el que los filamentos y fibras están bien integrados, por enmarañado sin una etapa de premezcla y con un bajo consumo de energía. Dicho material compuesto tendrá propiedades similares en ambas caras del mismo.

En una realización preferida las fibras cortas comprenden fibras naturales y/o fibras cortas sintéticas. Preferiblemente, las fibras cortas comprenden al menos el 60% en peso de fibras de celulosa, preferiblemente al menos el 70% en peso, más preferiblemente al menos el 75% en peso y más preferiblemente al menos el 85% en peso. Ventajosamente, las fibras cortas comprenden del 85 al 95% en peso de las fibras de celulosa, preferiblemente aproximadamente el 90% en peso. El contenido de los filamentos continuos en el material es preferiblemente aproximadamente del 25-40% en peso. El peso base del material es de 40-100 g/m², preferiblemente de 50-80 g/m² y las fibras cortas son preferiblemente fibras tendidas en húmedo.

La invención también se refiere a un método para fabricar un material no tejido de acuerdo con la reivindicación 8.

En una realización preferida el aporte de energía en el hidroenmarañado es de al menos aproximadamente 500 kWh/ton, preferiblemente aproximadamente de 300-400 kWh/ton y más preferiblemente aproximadamente 350 kWh/ton.

Breve descripción del dibujo

La invención se describirá a continuación con respecto a la Figura 1 adjunta, que ilustra esquemáticamente una línea de proceso para la fabricación de un material compuesto no tejido de acuerdo con una realización preferida del método de acuerdo con la invención.

Descripción de realizaciones

En la línea de proceso ilustrada esquemáticamente en la Figura 1, se coloca una tela de filamentos continuos no unidos sobre una cinta transportadora 1. La cinta transportadora 1 es permeable al aire y puede comprender, por ejemplo, una tela formadora de tejido o un hilo. Los filamentos continuos colocados sobre la tela de transporte se suministran mediante un dispositivo convencional 2 para producir filamentos hilados.

Los filamentos hilados se producen por extrusión de un polímero fundido a través de una hilera que puede tener 3000-5000 orificios/m de anchura con un diámetro típico de 0,5 mm. El polímero extruido después se acelera mediante aire a elevada velocidad mediante un atenuador con ranuras de extracción o mediante aire de inactivación. El atenuador con ranuras de extracción funciona como un amplio eyector y se alimenta con aire comprimido que se libera en un hueco estrecho dando como resultado una velocidad del aire muy elevada (10000-20000 m/min). Pueden obtenerse velocidades de filamentos muy elevadas hasta 6000 m/min. A medida que los filamentos...

1. Un material compuesto no tejido que comprende una mezcla que contiene filamentos hilados continuos y fibras cortas caracterizado por que en el material no hay termoenlaces entre los filamentos continuos, estando los filamentos continuos sustancialmente unidos mecánicamente entre sí debido al enmarañado de fibras y filamentos y por que los filamentos continuos en el material tienen una cobertura proyectada entre 1,3-1,6, siendo dicha cobertura proyectada la suma del área superficial proyectada de todos los filamentos en un área unitaria, siendo el contenido de filamentos continuos en el material de aproximadamente el 15-40% en peso.

2. El material compuesto no tejido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras cortas comprenden fibras naturales y/o fibras cortas sintéticas.

3. El material compuesto no tejido de acuerdo con la reivindicación 2, en el que las fibras cortas comprenden al menos un 60% en peso de fibras de celulosa, preferiblemente al menos un 70%, más preferiblemente al menos un 75% en peso y aún más preferiblemente al menos un 85% en peso.

4. El material compuesto no tejido de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las fibras cortas comprenden el 85-95% en peso de fibras de celulosa, preferiblemente aproximadamente el 90% en peso.

5. El material compuesto no tejido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el contenido de los filamentos continuos en el material es aproximadamente el 25-40% en peso.

6. El material compuesto no tejido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el peso base del material es de 40-100 g/m², preferiblemente de 50-80 g/m².

7. El material compuesto no tejido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que las fibras cortas son fibras tendidas en húmedo.

8. Un método para fabricar un material no tejido caracterizado por las etapas de colocar una tela de filamentos hilados continuos no unidos (4) sobre una tela de transporte (1) y seleccionar la velocidad a la que los filamentos se colocan sobre la tela de transporte (1) y el diámetro de los filamentos de manera que la tela (4) de filamentos continuos no unidos tiene una cobertura proyectada de aproximadamente 1,3-1,6, siendo dicha cobertura proyectada la suma del área superficial proyectada de todos los filamentos en un área unitaria, tender en húmedo o tender al aire una capa de fibras cortas (6) sobre la tela de filamentos continuos no unidos (4) en tal cantidad que el contenido de filamentos continuos en el material sea de aproximadamente el 15-40% en peso, hidroenmarañar las capas que comprenden filamentos continuos y fibras cortas para formar un material compuesto no tejido y posteriormente secar el material.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el suministro de energía en el hidroenmarañado es, como máximo, aproximadamente 500 kWh/ton, preferiblemente aproximadamente 300-400 kWh/ton y más preferiblemente aproximadamente 350 kWh/ton.