Materiales compuestos textiles no tejidos extensibles variables y multicapa.

Un material compuesto textil no tejido multicapa preparado formando las capas de dicho material compuesto enuna dirección de mecanizado,

comprendiendo dicho material compuesto textil no tejido multicapa:

a) al menos una capa interna que comprende fibras sopladas en estado fundido; y

b) al menos una capa externa que comprende fibras de filamento continuo de napa de hilatura, estandodispuesta dicha al menos una capa externa sobre un lado de dicha al menos una capa interna;

en el que las fibras de napa de hilatura en dicha al menos una capa externa comprenden diferentes fibras formadasa partir de al menos dos tipos diferentes de material polimérico; y

en el que dichas fibras de napa de hilatura se depositan durante la formación de dicha al menos una capa externa,de manera que forman una pluralidad de tiras de fibras discretas sustancialmente paralelas con dicha al menos unacapa externa, teniendo una de las al menos dos de dichas tiras de fibras una constitución polimérica que es diferentey distinta de la otra de dichas al menos dos de dichas tiras gracias a que comprende fibras en su interior que estánformadas a partir de diferentes tipos de material polimérico; y

en el que dichas tiras de fibras diferentes, sustancialmente paralelas, se depositan durante la formación de dicha almenos una capa externa tal como para orientarse predominantemente en la dirección de mecanizado de dichomaterial compuesto no tejido; y

en el que dicha al menos una capa interna y dicha al menos una capa externa de dicho material textil están unidasentres sí mediante unión térmica, adhesiva, de ultrasonidos o mecánica.

Materiales compuestos textiles no tejidos extensibles variables y multicapa Referencia a una solicitud relacionada Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad respecto a la Solicitud Provisional Nº 60/970.554, presentada el 7 de septiembre de 2007.

Campo de la invención La presente invención se refiere a materiales compuestos textiles no tejidos multicapa en los que las fibras que comprenden ciertas de las capas no tejidas son de ciertos tipos y están tendidas con un patrón y orientación particulares para proporcionar propiedades de extensión únicas para los materiales compuestos. Los materiales compuestos no tejidos resultantes tienen una resistencia a tracción aceptable y pueden tener características de extensión ampliamente variables.

Antecedentes de la invención Los no tejidos extensibles están creciendo rápidamente en la industria de la higiene. La mayoría de productos que se usan tienen una capacidad de extensión en la dirección de mecanizado, tal como los productos Kimberly Clark Demique® y "Flex-All" o una extensión en la dirección transversal tal como los laminados de película elástica no tejida "Golden Phoenix" o "Tredegar". Los no tejidos extensibles que se extienden en una o varias direcciones proporcionan una funcionalidad valiosa para productos relacionados con la higiene así como la apertura de nuevos usos finales tal como prendas confeccionadas con dichos no tejidos extensibles.

Las tecnologías que se sabe que producen no tejidos extensibles incluyen aquellas que están basadas en laminados de películas elásticas y no tejidos, fibras y no tejidos o capas no tejidas múltiples en las que cada capa tiene atributos característicos diseñados para conseguir ciertas funciones. Una forma bien conocida de la construcción de material compuesto no tejido multicapa consiste en una capa interna elastomérica, de fibras sopladas en estado fundido, rodeada por dos capas externas de fibras duras de napa de hilatura (es decir, sin extensión apreciable) . Los no tejidos extensibles en esta forma pueden tener una sola dirección de extensión en la dirección de mecanizado o en la dirección transversal por laminado de la capa elastomérica a las capas externas de fibras de napa de hilatura mientras que la capa elastomérica está en una configuración extendida.

Los productores comerciales también han fabricado no tejidos hilados multidireccionales totalmente elásticos usando polímeros termoplásticos elastoméricos en procedimientos de hilado convencionales. Sin embargo, algunos de estos productos, aunque presentan una excelente elasticidad, también tienen un tacto similar al caucho desagradable que es característico de los polímeros. El uso de polímeros elastoméricos en una capa no tejida interior, protegida por capas no tejidas externas de fibra dura evita este problema, especialmente si se emplean fibras duras de bajo denier.

La variación de las características de extensión de bandas no tejidas multicapa puede proporcionarse alterando la orientación de los filamentos o fibras duras no elastoméricas que se forman como las capas externas no tejidas de los materiales compuestos laminados con una capa o capas internas elastoméricas. La orientación de los filamentos o fibras duras de tal capa externa de manera que estén alineadas predominantemente en la dirección de mecanizado tenderá a minimizar o eliminar la propensión de un material compuesto no tejido a extenderse en la dirección de mecanizado mientras que aún conserva la capacidad del material compuesto de extenderse un tanto en la dirección transversal. Las bandas de material compuesto no tejido de este tipo se han desvelado, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos Nº 5.393.599.

Independientemente de la orientación de la fibra, la variación en las características de extensión en general para tales materiales compuestos multicapa puede proporcionarse también utilizando fibras en la capa o capas externas no tejidas de tales materiales compuestos que tienen una composición bicomponente y/o un tanto elastomérica. En tales estructuras no tejidas, sigue habiendo una necesidad de equilibrar las propiedades de extensión deseadas del no tejido con la necesidad de evitar características táctiles, al tacto o estéticas inadecuadas de las fibras de la capa externa que se usan.

Independientemente de la disponibilidad de tecnología para la preparación de materiales compuestos no tejidos multicapa principalmente unidireccionales, por ejemplo en la dirección transversal al mecanizado, o multidireccional, por ejemplo, las propiedades de extensión isótropas y que tienen ciertos tipos de fibra y orientación en las capas de material compuesto, sería deseable y útil identificar tipos adicionales de tales estructuras de material compuesto no tejido que puedan variarse en las características de extensión y composición de la fibra para satisfacer las necesidades potenciales y requisitos durante el uso. Tales materiales compuestos serían aquellos que pueden prepararse usando un aparato y procesamiento de napas de hilatura ("spunbonding") y fibras sopladas en estado fundido ("meltblowing") convencional, y sin la necesidad de etapas adicionales del tratamiento de fabricación posteriores a la banda que añaden tiempo y costes para obtener las propiedades de extensión deseadas.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a materiales compuestos textiles no tejidos y, específicamente, a materiales compuestos tales como de tipo general spunbond-meltblown (SM) , spunbond-meltblown-spunbond (SMS) o spunbond-meltblown-meltblown-spunbond (SMMS) . Tales materiales compuestos textiles se preparan formando o ensamblando las capas del material compuesto en la dirección de mecanizado.

En una realización, tales materiales compuestos textiles no tejidos comprenden: a) al menos una capa interna que comprende fibras sopladas en estado fundido; y b) al menos una capa externa dispuesta en un lado de la al menos una capa interna. La capa o capas externas están fabricadas a partir de fibras de filamento continuo, de napa de hilatura, que comprenden diferentes fibras formadas a partir de al menos dos tipos diferentes de material polimérico.

Tales fibras de napa de hilatura se depositan durante la formación de la capa o capas externas tal como para formar una pluralidad de tiras discretas, sustancialmente paralelas, de fibras dentro de cada capa externa. Una de al menos dos de estas tiras de fibras tiene una constitución polimérica que es diferente y distinta de la otra de las al menos dos tiras de fibras gracias a que comprenden fibras en su interior que están formadas a partir de diferentes tipos de material polimérico.

Las diferentes tiras sustancialmente paralelas de fibras se depositan durante la formación de la capa o capas externas de manera que se orientan predominantemente en la dirección de mecanizado del material compuesto textil no tejido. Las capas interna y externa de este material textil compuesto se unen entre sí mediante unión térmica, adhesiva, de ultrasonidos o mecánica.

En otra realización de la invención, los materiales compuestos textiles no tejidos del presente documento comprenden: a) al menos una capa interna que comprende fibras sopladas en estado fundido elastoméricas; y b) dos capas externas dispuestas en lados opuestos de la al menos una capa interna. Al menos una de las dos capas externas comprende fibras de filamento continuo de napa de hilatura que comprenden tanto las primeras fibras de napa de hilatura formadas a partir de un primer tipo de material polimérico como las segundas fibras de napa de hilatura formadas a partir de un segundo tipo de material polimérico. Este segundo tipo de material polimérico es diferente del primer tipo de material polimérico.

Estas fibras de napa de hilatura se depositan durante la formación de al menos una de las capas externas tal como para formar una pluralidad de tiras discretas, sustancialmente paralelas, y alternas dentro de la capa o capas externas. Tales tiras alternas de fibras se forman alternativamente de las primeras fibras de napa de hilatura y las segundas fibras de napa de hilatura. Estas tiras discretas, sustancialmente paralelas, y alternas de fibras se depositan adicionalmente durante la formación de la capa o capas externas, tal como para que se orienten predominantemente en la dirección de mecanizado del material compuesto textil no tejido. Todas las capas del material compuesto textil no tejido se unen entre sí mediante unión térmica, adhesiva, de ultrasonidos o mecánica.

Los materiales compuestos del presente documento pueden presentar cantidades variables de extensión tanto en la dirección de mecanizado como en la transversal dependiendo de la constitución polimérica de... [Seguir leyendo]

1. Un material compuesto textil no tejido multicapa preparado formando las capas de dicho material compuesto en una dirección de mecanizado, comprendiendo dicho material compuesto textil no tejido multicapa:

a) al menos una capa interna que comprende fibras sopladas en estado fundido; y 5 b) al menos una capa externa que comprende fibras de filamento continuo de napa de hilatura, estando dispuesta dicha al menos una capa externa sobre un lado de dicha al menos una capa interna;

en el que las fibras de napa de hilatura en dicha al menos una capa externa comprenden diferentes fibras formadas a partir de al menos dos tipos diferentes de material polimérico; y en el que dichas fibras de napa de hilatura se depositan durante la formación de dicha al menos una capa externa,

de manera que forman una pluralidad de tiras de fibras discretas sustancialmente paralelas con dicha al menos una capa externa, teniendo una de las al menos dos de dichas tiras de fibras una constitución polimérica que es diferente y distinta de la otra de dichas al menos dos de dichas tiras gracias a que comprende fibras en su interior que están formadas a partir de diferentes tipos de material polimérico; y en el que dichas tiras de fibras diferentes, sustancialmente paralelas, se depositan durante la formación de dicha al

menos una capa externa tal como para orientarse predominantemente en la dirección de mecanizado de dicho material compuesto no tejido; y en el que dicha al menos una capa interna y dicha al menos una capa externa de dicho material textil están unidas entres sí mediante unión térmica, adhesiva, de ultrasonidos o mecánica.

2. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que un tipo de tira de dichas fibras de napa de hilatura en al menos una de dichas capas externas comprende polipropileno y otro tipo de tira comprende polipropileno combinado con un polímero elastomérico.

3. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 2 en el que dichas fibras de napa de hilatura en cada una de dichas capas externas disminuyen su grosor parcialmente de forma independiente en un promedio de aproximadamente 1, 8 a aproximadamente 3, 0 denier por filamento.

4. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 3 en el que un tipo de tira de fibras de napa de hilatura en dicha al menos una capa externa comprende combinaciones de polipropileno con copolímeros de etileno y propileno o copolímeros de etileno y/o propileno y al menos otra ∀-olefina.

5. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 3 en el que un tipo de tira de fibras de napa de hilatura en una o ambas de dichas capas externas comprende fibras multicomponente cada una de las cuales 30 comprende al menos un polímero elastomérico y al menos un polímero no elastomérico distinto.

6. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 5 en el que un tipo de tira de fibras multicomponente de napa de hilatura comprende fibras bicomponente que comprenden un núcleo de polímero elastomérico seleccionado entre poliésteres, poliuretanos, poliamidas, copolímeros de etileno y al menos una monómero de vinilo, y copolímeros de bloque A-B-A' y una vaina no elastomérica que comprende poliolefina no elastomérica.

7. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 3 en el que dichas fibras de napa de hilatura en las tiras de dicha al menos una capa externa comprenden independientemente polímeros o combinaciones de polímeros que tienen un índice de fusión de aproximadamente 20 a aproximadamente 80.

8. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dichas fibras de napa de hilatura se extruyen en forma de tiras de dos tipos de filamentos en un patrón alterno de tiras paralelas.

9. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que dichas tiras paralelas de fibras de napa de hilatura están orientadas predominantemente en la dirección de mecanizado dentro de cada capa de fibras de napa de hilatura, manteniendo la orientación de dichas tiras de fibras sustancialmente paralela a la dirección de mecanizado del sustrato sobre el que dichas tiras de fibras de napa de hilatura se han depositado para formar dichas capas de fibras de napa de hilatura.

10. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 9 en el que cada una de dichas capas de fibras de napa de hilatura presenta independientemente una proporción de resistencia a tracción en la dirección de mecanizado a resistencia a tracción en la dirección transversal de al menos aproximadamente 1, 25:1.

11. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que cada una de dichas capas de fibras de napa de hilatura tiene independientemente un peso base que varía de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 50 g/m2.

12. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que las fibras de dicha al menos una capa de fibras sopladas en estado fundido comprenden materiales poliméricos seleccionados entre el grupo que consiste en poliolefinas elásticas, poliésteres elásticos, poliuretanos elásticos, poliamidas elásticas, copolímeros elásticos de etileno y al menos un monómero de vinilo, y copolímeros de bloques A-B-A' elásticos, en los que A y A' son

polímeros termoplásticos iguales o diferentes.

13. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 12 en el que las fibras de dicha al menos una capa de fibras sopladas en estado fundido comprenden poliolefinas elásticas seleccionadas entre el grupo que consiste en copolímeros aleatorios de etileno y propileno o copolímeros aleatorios de etileno y/o propileno y al menos otra ∀

olefina, y combinaciones de dichos copolímeros aleatorios con polipropileno isotáctico.

14. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 12 en el que dichas fibras sopladas en estado fundido en dicha al menos una capa interna comprenden fibras multicomponente cada una de las cuales comprende al menos un polímero elastomérico y al menos un polímero no elastomérico distinto.

15. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 14 en el que dichas fibras multicomponente

sopladas en estado fundido son fibras bicomponente que comprenden un núcleo de polímero elastomérico seleccionado entre poliésteres, poliuretanos, poliamidas, copolímeros de etileno y al menos un monómero de vinilo, y copolímeros de bloques A-B-A' y una vaina no elastomérica que comprende poliolefina no elastomérica.

16. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 15 en el que dichas fibras bicomponente comprenden una vaina de polipropileno.

17. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 12 que tiene una capa interna de fibras sopladas en estado fundido que varía en su peso base de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 g/m2.

18. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que las capas de material compuesto se han unido térmicamente con un patrón discontinuo de puntos, líneas u otro patrón de uniones intermitentes.

19. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 18 en el que las capas de dicho material

compuesto se han unido térmicamente entre sí haciendo pasar dichas capas a través de un estrechamiento formado por un rodillo de calandrado con dibujo y un rodillo liso, o entre dos rodillos con dibujo, estando calentados al menos alguno de dichos rodillos.

20. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 19 en el que se ha usado una temperatura de unión del rodillo en el intervalo de aproximadamente 110 ºC a 130 ºC y una presión del estrechamiento de unión en 25 el intervalo de aproximadamente 100 a 400 libras/pulgada lineal (175-700 N/cm) para efectuar dicha unión térmica.

21. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 en el que cada una de las capas de fibras de napa de hilatura y de fibras sopladas en estado fundido constituye aproximadamente del 5 al 60% del peso de dicho material compuesto que es de una configuración SMS, constituyendo las tres capas juntas el 100% del material compuesto SMS.

22. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 que tiene un peso base de aproximadamente 10 a aproximadamente 300 gramos por metro cuadrado (g/m2) .

23. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 1 que presenta una extensión en la dirección transversal de aproximadamente el 100% a aproximadamente el 250%, con una extensión mínima en la dirección de mecanizado.

24. El material compuesto textil no tejido multicapa de acuerdo con la reivindicación 1 preparado formando las capas de dicho material compuesto en una dirección de mecanizado, comprendiendo dicho material compuesto textil no tejido multicapa:

a) al menos una capa interna que comprende fibras elastoméricas sopladas en estado fundido; y b) dos capas externas, comprendiendo cada una de dichas capas externas fibras de filamento continuo, de 40 napa de hilatura, estando dispuesta cada capa externa en lados opuestos de dicha al menos una capa interna;

en el que las fibras de napa de hilatura en al menos una de dichas capas externas comprenden tanto primeras capas de fibras de napa de hilatura formadas a partir de un primer tipo de material polimérico como segundas fibras de napa de hilatura formadas a partir de un segundo tipo de material polimérico que es diferente de dicho primer tipo de material polimérico; y

en el que dichas fibras de napa de hilatura se depositan durante la formación de al menos una de dichas capas externas tal como para formar una pluralidad de tiras discretas, sustancialmente paralelas, y alternas de fibras dentro de al menos una de dichas capas externas, tiras alternas que están formadas alternativamente por dichas primeras fibras de napa de hilatura y dichas segundas fibras de napa de hilatura; y en el que dichas tiras discretas, sustancialmente paralelas, y alternas de fibras se depositan durante la formación de 50 al menos una de dichas capas externas tal como para que esté orientada predominantemente en la dirección de mecanizado de dicho material compuesto textil no tejido; y en el que todas las capas de dicho material compuesto textil no tejido están unidas entre sí a través de un medio de unión térmica, adhesiva, por ultrasonidos o mecánica.

25. Un material compuesto textil de acuerdo con la reivindicación 24 en el que al menos una de dichas capas externas comprende de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 tiras alternas de anchura sustancialmente uniforme por metro de la anchura de la sección transversal de dicha capa externa.