BRPI0809367A2 - Laminado de não-tecido de filme elaástico assimétrico - Google Patents

Description

“LAMINADO DE NÃO-TECIDO DE FILME ELÁSTICO ASSIMÉTRICO” Campo Técnico

A presente invenção refere-se a laminados não-tecidos de filme elástico extensível na direção transversal que compreendem um filme elástico termoplástico ligado por extrusão em um ou ambos os lados a um material não-tecido assimétrico, e a métodos e equipamentos para produzir esses laminados não-tecidos elásticos e produtos como peças de vestuário descartáveis (incluindo fralda, “training pants” (roupa íntima infantil com um forro grosso especial entre as pernas usada na fase de treinamento de uso do vaso sanitário), e cuecas de incontinência para adultos) nos quais eles são usados.

Antecedentes da Invenção

Laminados de não-tecidos elásticos são altamente desejáveis para uso no campo de artigos absorventes descartáveis como fralda, produtos para incontinência em adultos, higiene feminina e similares. Filmes elásticos são difíceis de serem manuseados e têm propriedades táteis e de resistência indesejáveis. Por estas e outras razões, a técnica propõe a laminação de não-tecidos a filmes elásticos. Os não-tecidos fortalecem o filme elástico e proporcionam uma sensação não-pegajosa e macia. O problema é que os não-tecidos fixados tornam o laminado não-tecido de filme elástico um produto que tem, frequentemente, pouca ou nenhuma propriedade elástica. Numerosas patentes abordaram este problema. Muitas soluções são indicadas no sentido de “ativar” o laminado elástico não-tecido, o que geralmente envolve o enfraquecimento do não-tecido na direção da elasticidade desejada, em geral, por estiramento. Em outras palavras, um laminado elástico não-tecido é formado e então colocado sob tensão através de uma variedade de técnicas e estirado, consulte as patentes US n° 5.167.887; 4.834.741 e 7.039.990. O estiramento enfraquece o não-tecido fixado permitindo que o elástico subjacente seja mais facilmente estirado e recuperado. Um problema com esta abordagem é a dificuldade de se obter, com poucos alongamentos, um estiramento uniforme de todo o laminado, o que pode ser resolvido através do estiramento do laminado à razão de estiramento natural do filme elástico. Entretanto, se o laminado é estendido até a razão de estiramento natural do filme elástico para a obtenção de um estiramento uniforme, as propriedades elásticas podem não ser aquelas desejáveis e/ou o laminado pode se quebrar.

Um outro método proposto para se obter propriedades elásticas na direção transversal, discutidos na patente US n° 5.789.065, é o uso de tecidos do tipo não-tecido que foram “empescoçados” antes de serem aplicados a uma lâmina elástica. Este é o estiramento de um tecido de não-tecido ou outros tecidos antes da laminação a um filme elástico. Empescoçamento é o processo de redução da espessura de um não-tecido, ou similar, devido ao estiramento longitudinal do não-tecido. Nem todos os não-tecidos são capazes de empescoçamento e, portanto, o nãotecido precisa ser selecionado com cuidado. O não-tecido empescoçado resultante é em seguida facilmente estendido na direção da largura ou na direção transversal até pelo menos as dimensões originais do não-tecido empescoçado. O processo de empescoçamento envolve tipicamente o desenrolamento de uma lâmina a partir de um cilindro de suprimento e a passagem da lâmina através de um conjunto de cilindro de estrangulamento e freio acionado a uma determinada velocidade linear. O cilindro de recepção operando a uma velocidade linear maior que o 5 cilindro de estrangulamento e freio estica o tecido e gera a tensão necessária no tecido para o alongamento e o empescoçamento, como apresentado, por exemplo, nas patentes US n° 4.965.122 e 5.789.065; esta última descreve um problema relacionado às propriedades irregulares do empescoçamento do material empescoçado, ou seja, as bordas do material não-tecido são empescoçadas ao grau máximo e a área central é empescoçada ao grau mínimo o que 10 causa uma diferença nas propriedades do laminado elástico não-tecido resultante nas bordas versus o centro do laminado elástico.

Para os produtos elásticos laminados como os laminados não-tecido empescoçados, como descrito na patente US n° 5.789.065, é ensinado que nos produtos laminados por extrusão é importante que na união do extrudado elástico ao não-tecido em um cilindro de estrangulamento, haja um vão no cilindro de estrangulamento durante a formação do laminado. Foi determinado que se o vão do cilindro de estrangulamento for muito grande, não haverá pressão suficiente aplicada às camadas e adesão das mantas de não-tecido será inadequada, produzindo um laminado produzido com características de descolamento de baixa qualidade (tenderá a se deslaminar). Se o vão for muito pequeno ou o estrangulamento for fechado, o laminado resultante estará rígido quando o elastômero termoplástico penetrar mais profundamente no tecido de não-tecido da manta, reduzindo a flexibilidade e a mobilidade da fibra e o resultado é um produto laminado com pouca elasticidade mesmo quando ativado, ou um produto que é difícil de ser ativado. A patente US n° 5.789.065, diferentemente desta prática, propõe a laminação por extrusão de um filme elastomérico termoplástico entre as lâminas do não-tecido com o uso de um estrangulamento fechado seguido de empescoçamento do laminado enquanto ele está em um temperatura elevada. O aquecimento permite, supostamente, que as fibras se movam e o laminado se estenda. Quando o laminado elástico é aquecido e estendido, o filme elástico perde sua memória e não se recupera, entretanto, o não-tecido fixado é empescoçado, supostamente mais uniformemente do que se empescoçado antes de ser fixado ao filme elástico. O filme elástico quando resfriado é “restaurado” na condição de empescoçado e o laminado é extensível na direção transversal.

A patente US n° 5.804.021 apresenta um método alternativo de enfraquecimento do não-tecido que provê fendas que se estendem na direção da máquina ou na direção transversal. As fendas na direção da máquina fornecem um laminado elástico com elasticidade na direção 35 transversal e as fendas na direção transversal fornecem um laminado com elasticidade na direção da máquina, isto é, as propriedades elásticas são perpendiculares à direção das fendas. Este não-tecido enfraquecido pelo corte de fendas tornará o material difícil de ser manuseado se fendido antes da laminação e não existe nenhum método apresenta o modo de corte de fendas de uma camada de não-tecido após a laminação.

Sumário da Invenção

O laminado elástico não-tecido da invenção compreende a laminação por extru5 são de um camada de filme elástico, ao longo de pelo menos uma face, a uma manta de não-tecido assimétrica. A camada de filme elástico é laminada por extrusão ao longo de uma pluralidade de linhas de ligação que se estendem na direção transversal onde as fibras de não-tecido assimétricas são pelo menos parcialmente embutidas no filme elástico extrudado. As mantas de não-tecido assimétricas são, de preferência, ligadas às duas 10 faces da camada de filme elástico sendo que as linhas de ligação têm de 0,1 a 2,0 mm de largura e existem de 0,5 a 19 linhas de ligação/cm.

Estas e outras características e vantagens dos produtos e métodos da presente invenção serão descritos, em relação às modalidades ilustrativas da invenção apresentada, nos desenhos, descrição detalhada e reivindicações a seguir.

Breve Descricão dos Desenhos

A figura 1 é um visão esquemática de um método da primeira modalidade de formação de um laminado elástico não-tecido da invenção.

A figura 2 é uma visão esquemática de um método da segunda modalidade de formação de um laminado elástico não-tecido da invenção.

Descricão Detalhada da Invenção

Para uso na presente invenção, o termo “manta ou tecido não-tecido” significa uma manta que tem uma estrutura de fibras ou fios individuais que são interpostas, mas não de modo identificável como em um tecido tecido. Os tecidos ou mantas de nãotecidos podem ser formados por muitos processos, como, por exemplo, processos de so25 pro em fusão (meltblowing), processos de fiação contínua, e processos de manta cardada Uma “manta ou tecido não-tecido assimétrico” tem uma razão entre a resistência à tração na direção da máquina e a resistência à tração na direção transversal do não-tecido de pelo menos 4 a 5 e, em geral, de 4 a 20.

Para uso na presente invenção, o termo “manta ou tecido não-tecido não-ligado” é uma 30 manta de não-tecido que não tem um ligação externa aplicada a ela, como por calandragem ou ligação de ponto, mas inclui mantas que são autogenamente ligadas ou entrelaçadas, até certo ponto, durante o processo de formação da mantas. Por exemplo, fibras de mantas produzidas por sopro em fusão (meltblown) são geralmente pegajosas quando elas se intersectam pela primeira vez o que resulta em algum nível de ligação autógena de fibra para fibra, como resultado 35 uma manta produzida por sopro em fusão tipicamente não exige ligação externa mas é ligada externamente em algumas aplicações. Fibras de manta de fiação contínua são extraídas de modo que elas não se intersectam imediatamente quando elas saem dos orifícios da matriz e, como tais, são em geral isentas de adesão quando elas se intersectam pela primeira vez e geralmente não formam ligações autógenas. Mantas de fiação contínua geralmente exigem alguma técnica de ligação externa para tomá-las manuseáveis. Mantas cardadas são formadas de fibras que são mecanicamente entrelaçadas entre si mas são fibras descontínuas que irão exigir certo grau de ligação externa para tomar a manta manuseável ou estável.

Para uso na presente invenção, o termo “filme elástico” refere-se a um material de filme elástico que pode ser um filme de camada única, um material de filme elástico multicomponentes, ou um material de filme multicamadas, que pode ser de espessura constante ou variável. O filme elástico como produzido é substancialmente contínuo pelo menos na direção 10 transversal mas pode ser depois fendido ou perfurado ou similares. Processos e filmes elásticos adequados para sua produção são apresentados, por exemplo, nas patentes US n° 5.691.034, 5.429.856 e 5.344.691.

Para uso na presente invenção, o termo “fiação contínua ou fibras de fiação contínua” refere-se a fibras com diâmetros pequenos que são formadas pela extrusão de um material termoplástico fundido, como filamentos, a partir de uma pluralidade de capilares finos, em geral circulares, de uma fiandeira, seguido de rápida redução do diâmetro dos filamentos extrudados como apresentado, por exemplo, na patente US n° 4.40.563 concedida a Appel et al., patente US n° 3.692.618 concedida a Dorschner et al., patente US n° 3.802.817 concedida a Matsuki et al., patente US n° 3.338.992 e 3. 341.394 concedida a Kinney, patente US n° 3.502.763 concedida a Hartman, patente US 3.502.538 concedida a Levy, e patente US n° 3.542.615 concedida a Dobo et al. As fibras de fiação contínua não são, em geral, pegajosas quando elas são depositadas sobre uma superfície de coleta e exigem ligação adicional para torná-las coesas. Fibras de fiação contínua são geralmente contínuas e têm um diâmetro médio maior que cerca de 7 mícrons, mais particularmente entre cerca de 5 a 50 mícrons. Direcionalidade pode ser conferida à manta através de direcionamento das fibras de fiação contínua a uma superfície angular de coleta ou com o uso de uma corrente de ar direcional na ou próximo à superfície de coleta.

Para uso na presente invenção, o termo “fibras produzidas por sopro em fusão (meltblown)” significa fibras formadas pela extrusão de um material termoplástico fundido através de 30 um pluralidade de capilares finos de matriz, em geral circulares, como os fios ou filamentos fundidos que se convergem em correntes de gás (por exemplo, ar) em alta velocidade que atenuam os filamentos do material termoplástico fundido para reduzir seu diâmetro e entrelaçar as fibras. Consequentemente, as fibras produzidas por sopro em fusão (meltblown) são levadas pela corrente de gás em alta velocidade e depositadas em uma superfície coletora para formar uma 35 manta entrelaçada de fibras produzidas por sopro em fusão distribuídas aleatoriamente. A direcionalidade pode ser conferida à manta através do direcionamento das fibras de fiação contínua em uma superfície de coleta angular ou com o uso de uma corrente de ar direcional na, ou próximo, à superfície de coleta. As fibras produzidas por sopro em fusão (meltblown) geralmente se ligam umas às outras antes da coleta e uma manta produzida por sopro em fusão (meltblown) é geralmente coesas sem ligação externa adicional. Fibras produzidas por sopro em fusão (melblown) podem ser contínuas e/ou descontínuas e geralmente têm um diâmetro médio menor que cerca de 100 mícrons.

Para uso na presente invenção “manta cardada'’ significa um manta de não-tecido formada por um processo mecânico através do qual nódulos de fibras naturais são separados em fibras individuais e simultânea formação de uma manta coesa. A operação é geralmente realizada em um máquina que utiliza leitos móveis opostos de agulhas finas, angulares, com espaça10 mento próximo, ou seu equivalente, para separar e “pentear" os nódulos. Tipicamente, os leitos de agulhas móveis opostos são enrolados em um grande cilindro principal e um grande número de planos estreitos, também chamados de “cilindros de misturação,” são mantidos em um esteira sem fim que é colocada sobre o topo do cilindro principal. As agulhas das duas superfícies opostas estão inclinadas em direções opostas e se movem em diferentes velocidades uma em 15 relação à outra. O cilindro principal se move a uma velocidade de superfície maior que os planos. Os nódulos entre os dois leitos de agulhas são separados em fibras e são alinhados na direção da máquina enquanto cada fibra é, teoricamente, mantida em cada extremidade pelas agulhas individuais dos dois leitos. As fibras individualizadas se entrelaçam aleatoriamente, e com a ajuda de seu friso, formam uma manta coesa na e abaixo da superfície das agulhas no cilindro 20 principal. A máquina de cardação inclui um mecanismo de ajuste da velocidade dos cilindros um em relação ao outro. Na fabricação de tecidos ou mantas cardadas de não-tecido é tipicamente desejável que as fibras sejam depositadas aleatoriamente para forma a manta cardada e não sejam mutuo orientadas. Consequentemente, a máquina de cardação é tipicamente ajustada para que os cilindros de misturação forneçam uma razão de misturação alta, isto é, maior núme25 ro de fibras com orientação transversal em relação ao número de fibras na direção da máquina do tecido. O grau de mistura, ou orientação transversal, pode ser expresso como a razão entre a resistência à tração do tecido na direção da máquina (DM) e a resistência à tração na direção transversal (DT) da máquina da manta cardada (expressa como DM/DT gramas/cm (gramas/polegada)). As máquinas de cardação de não-tecidos podem ser ajustadas para fornecer 30 uma razão de mistura de, por exemplo, cerca de 2/1 a cerca de 10/1. Razões maiores podem ser obtidas, isto é, até cerca de 20:1.

Diferentemente dos procedimentos de cardação de não-tecidos típicos, na presente invenção, a manta cardada é formada de modo que as fibras são altamente orientadas na direção da máquina, isto é, de modo que o número de fibras depositados transversalmente 35 à direção da máquina são controlados. O grau de orientação das fibras das mantas cardadas usadas de acordo com a presente invenção pode ser expresso como uma função da razão entre a resistência à tração da manta cardada na direção da máquina e a resistência à tração na direção transversal à máquina. De preferência, as manta cardadas usadas de acordo com a invenção têm um razão de resistência à tração de pelo menos cerca de 4/1 e, de preferência, pelo menos cerca de 6/1 após a ligação da manta cardada ou a união da manta cardada à camada de filme elástico.

Para uso na presente invenção, o termo “polímero” inclui geralmente, mas não se limita a, homopolímeros, copolímeros, como, por exemplo, copolímeros de bloco, de enxerto, aleatórios e alternados, terpolímeros, etc., e misturas e modificações dos mesmos. Além disso, exceto onde especificamente limitado, o termo “polímero” inclui todas as configurações moleculares geométricas possíveis do material. Esta configurações incluem, mas não se limitam a, simetrias isotáticas, sindiotáticas e atáticas.

Para uso na presente invenção, o termo “metalocene” significa poliolefinas produzidas pelas reações de polimerização catalisadas por metaloceno. Estes catalizadores são apresentados em “Metallocene Catalysts Initiate New Era in Polymer Synthesis, “ Ann M. Thayer, C &EN, 11 de setembro de 1995, página. 15.

Para uso na presente invenção, o termo “direção da máquina” ou “DM” significa o comprimento de um tecido na direção que ele é produzido. O termo “direção transversal à máquina” ou “DT” significa a largura do tecido, isto é, uma direção em geral perpendicular ao DM.

Para uso na presente invenção, os termos “elástico” e “elastomérico” quando se referem à camada de filme ou laminado significa um material no qual a aplicação de uma força de alteração é extensível a um comprimento tracionado estendido que é pelo menos cerca de 50 porcento maior do que seu comprimento não estendido relaxado e que irá recuperar pelo menos 40 a 60 porcento de seu alongamento durante a liberação da força de alteração estendida dentre cerca de um minuto.

Para uso na presente invenção, o termo “vestuário de proteção” significa artigos que incluem, mas não se limitam a, batas cirúrgicas, batas de isolamento, macacões, aventais de laboratório e similares.

Para uso na presente invenção, o termo “produtos absorventes para cuidados pessoais” significa artigos incluindo, mas não se limitando a, fraldas, produtos para incontinência em adultos, artigos para higiene feminina e peça de vestuário e “training pants” (roupa íntima infantil com um forro grosso especial entre as pernas usada na fase de treinamento de uso do vaso sanitário) para cuidado infantil.

A presente invenção compreende um filme elástico laminado e uma tecido de manta de não-tecido que tem desejável elasticidade na direção transversal (DT) e resistência na direção da máquina. Em geral, pelo menos um, de preferência dois, material assimétrico de manta de não-tecido é laminado por extrusão em uma, ou ambas, as faces de um material de filme elástico, e então opcionalmente estendido na direção DT em pelo menos 50 porcento ou pelo menos 75 porcento. Os materiais de manta de não-tecido assimétricos são laminados por extrusão e ligados ao material de filme elástico ao longo de uma ou mais linhas de ligação lineares que se estendem na direção DT. As linhas de ligação são geralmente estreitas e se estendem primariamente na direção DT1 mas algumas, ou todas, podem ser curvas ou angulares 5 de modo que elas se estendem de certo modo na direção DM. As linhas de ligação são, em geral, de 0,1 a 2,0 mm de largura ou 0,5 a 1,5 mm de largura e existe de 0,5 a 10 linhas de ligação/cm ou de 1 a 5 linhas de extensão/cm. As linhas de ligação são geralmente contínuas na direção DT do laminado mas podem ser descontínuas como será discutido abaixo. O nãotecido assimétrico será autogenamente ligado ao filme elástico extrudado de modo que pelo 10 menos algumas das fibras do não-tecido penetrarão ou serão embutidas no filme elástico extrudado ao longo das linhas de ligação. Entre as linhas de ligação, o não-tecido assimétrico é, de preferência, não autogenamente ligado ao filme elástico extrudado por nenhum fibra embutida no filme elástico extrudado.

A figura 1 mostra um aparelho 10 de formação contínua do laminado da presente invenção, uma primeira lâmina de material não-tecido assimétrico 12 e uma segunda lâmina de material não-tecido assimétrico 14, de preferência fornecida em um cilindro de suprimento contínuo ou diretamente de uma estação de formação de manta. As mantas de não-tecido assimétricas 12 e 14 podem ser formadas por qualquer um dos inúmeros processos bem conhecidos na técnica. Tais processos incluem, mas não se limitam a, fiação contínua, fiação por sopro em fusão, e similares. O processo de cardação é preferencial para a produção de pelo menos uma material não-tecido assimétrico 12 diretamente antes do ponto de estrangulamento da ligação por extrusão 34. A manta cardada de não-tecido assimétrica é, de preferência, não ligada externamente, exceto nos processos de ligação por extrusão, ao filme elástico extrudado. As mantas de não-tecido podem ser formadas pelos mesmos, ou diferentes, processos e são produzidas a partir dos mesmos materiais de partida, ou diferentes. Os materiais não-tecidos assimétricos terão geralmente um peso base de cerca de 10 g/m2 a cerca de 50 g/m2 ou mais particularmente, de cerca de 10 g/m2 a cerca de 20 g/m2. Uma modalidade preferencial particular usa um tecido cardado, assimétrico, não ligado para as primeiras mantas de não-tecido 12 e um material não-tecido cardado, ligado, assimétrico como a segunda lâmina 14. Deve-ser ser entendido que a presente invenção pode ser praticada usando-se uma única lâmina de material não-tecido assimétrico laminado por extrusão ao material de filme elástico.

Polímeros elastoméricos termoplásticos úteis à pratica desta invenção, como a camada de filme elástico, podem ser, mas não se limitam a, aqueles produzidos a partir de copolímeros em bloco como poliuretano, ésteres de copoliéter, copolímeros em bloco de 35 poliamida e poliéter, acetatos de etileno-vinila (EVA), vinil areno (por exemplo, estirênico) contendo copolímeros em bloco com a fórmula geral A--B-A' ou A-B como copolímero (estireno/etileno - butileno), poliestireno-poli (etileno-propileno) poliestireno, poliestireno-poli (etileno - butileno)-poliestireno, (poliestireno/poli(etileno - butileno)/poliestireno, poli(estireno/etileno - butileno/poliestireno), poliolefinas catalisadas com metaloceno ou copolímeros dos mesmos, como etileno-(prolileno, buteno, hexeno ou octeno), sendo que tais materiais geralmente tem densidade de cerca de 0,866 a 0,910 g/cc.

Resinas elastoméricas úteis incluem, mas não se limitam a, copolímeros em bloco com

a seguinte fórmula geral A--B--A' ou A--B, onde AeA' são, cada, um bloco terminal de polímero termoplástico que contém uma porção vinil areno como um poli (vinil areno), que é tipicamente estireno, e onde B é um bloco central de polímero elastomérico como um dieno conjugado ou um polímero alceno inferior. Os copolímeros em bloco do tipo A--B--A' podem ter diferentes ou 0 os mesmos polímeros em bloco termoplásticos para os blocos A e A', e os copolímeros em bloco presentes são destinados a incluir os copolímeros em bloco radiais, ramificados, lineares. Nesse sentido, os copolímeros em bloco radiais podem ser designados (A-B)m-X, sendo que X é um átomo ou molécula polifuncional e no qual cada (A--B)m-se estende a partir de X de modo que A é um bloco terminal. No copolímero em bloco radial, X pode ser um átomo ou molécula polifun5 cional orgânico ou inorgânico e m é um número inteiro que tem o mesmo valor do grupo funcional originalmente presente em X, em geral, pelo menos 3 e frequentemente 4 ou 5, mas não se limita aos mesmos. Assim, na presente invenção, a expressão “copolímero em bloco”, e particularmente copolímero A--B-A1 e A-B, destina-se a incluir todos os copolímeros em bloco que têm tais blocos borrachosos e blocos termoplásticos como discutido acima, os quais podem ser ex>0 trudados e com um número ilimitado de blocos. Os copolímeros A--B-A-B com quatro blocos são também considerados copolímeros em bloco, como discutido acima, e podem também ser usados na prática desta invenção como a camada de filme elástico.

Polímeros elastoméricos incluem, também, os copolímeros de etileno e pelo menos um monômero de vinila como, por exemplo, acetatos de vinla, ácidos monocarboxílicos in

saturados alifáticos, e ésteres destes ácidos monocarboxílicos. Os copolímeros elastoméricos e a formação de mantas elastoméricas de não-tecido destes copolímeros elastoméricos são discutidos na, por exemplo, patente US n° 4.803.117.

Em uma modalidade preferencial, as fibras do material não-tecido assimétrico são orientadas principalmente na direção DM. Essas mantas de não-tecido podem ser formadas por 50 qualquer um dos inúmeros processos ou técnicas bem conhecidos pelos versados na técnica e descritos brevemente acima. São preferenciais as mantas cardadas ligadas e as mantas cardadas não ligadas. O resultado destes processos é que a orientação das fibras tem um vetor ou ângulo médio baixo em relação à direção da máquina da lâmina. De preferência, o vetor de orientação da fibra no material não-tecido assimétrico (a partir da direção da máquina da lâmina) é

55 de cerca de 0o a cerca de 30 graus, com mais preferência, de cerca de 0 a 20 graus. O material não-tecido assimétrico tem geralmente uma resistência à tração no rompimento na direção transversal menor que 750 gramas força por 50 mm ou menor que 600 gramas força por 50 mm. O material não-tecido assimétrico tem geralmente uma resistência à tração no rompimento na direção DM de pelo menos IOOOgramas força por 50 mm ou pelo menos 2.000 gramas força por 50 mm. O material não-tecido assimétrico precisa também ter, em geral, um alongamento no rompimento de pelo menos 50 porcento na direção DT ou na direção DM.

Na modalidade específica ilustrada na figura 1, a primeira manta de não-tecido as

simétrica 12 é alimentada diretamente a partir da estação de formação da manta cardada

16 e uma segunda manta de não-tecido assimétrica, ligada e preformada 14 é liberada do cilindro de suprimento 18. As mantas de não-tecido assimétricas 12 e 14 são preconfiguradas para promover um relacionamento de interseção com um uma zona de estrangulamento IO 34 localizada abaixo da estação de extrusão 40.

Uma lâmina 50 de material de filme elástico e'extrudada como um polímero elastomérico termoplástico através de uma abertura da matriz 52. O peso base do filme elastomérico é, em geral, de 30 a 100 g/m2 ou de 40 a 80 g/m2. O filme elástico 50 pode também ser um material de filme multicamada.

Adicionalmente, o filme 50 pode ser um material de filme multicamada no qual uma das

camadas ou mais é um camada de filme inelástico. Como exemplo de manta elástica do último tipo, referência é feita à patente US n° 5691034.

O filme elástico extrudado 50 é depositado na zona de estrangulamento 34 de modo que o filme extrudado 50 é imediatamente colocado entre as mantas de não-tecido assimétricas >0 12 e 14. O filme extrudado está ainda macio de modo que certas fibras que formam as mantas de não-tecido assimétricas podem, pelo menos parcialmente, penetrar na matriz da camada de filme que forma uma ligação autógena, também chamada de embutimento na presente invenção. Na zona de estrangulamento 34 o estrangulamento geralmente tem um vão entre os dois cilindros opostos 58 e 60 de 50 a 250 mícrons (2 a 10 mils), ou de 100 a 200 mícrons (4 a 8 mils). O vão, entretanto, depende da espessura e/ou do peso base do filme extrudado e das mantas de não-tecido assimétricas. O vão precisa ser suficiente para assegurar que algumas fibras da manta de não-tecido assimétrica sejam embutidas na camada de filme e não permitir que o laminado se tome muito achatado ou rígido. O laminado resultante precisa ter uma extensão inicial na direção DT de pelo menos 10 porcento a 2,5 kg força por 50 mm ou pelo menos SO 30 porcento a 2,5 kg força por 50 mm. O alongamento na direção DM a 2,5 kg força por 50 mm precisa ser geralmente menos que 10 porcento ou menos que 5 porcento.

As mantas de não-tecido assimétricas 12, 14 e o filme extrudado 50 são introduzidos na zona de estrangulamento 34 formada por um primeiro cilindro de pressão 58 e um segundo cilindro de pressão 60, que são configurados para definir o vão controlado entre os 35 cilindros. Pelo menos um dos cilindros 58 ou 60 tem uma série de cristas salientes que formam uma ou mais linhas de ligação na direção transversal, enquanto o cilindro oposto é, de preferência liso ou pelo menos ficam em contato com as cristas que formam as linhas de contato do cilindro de pressão oposto. As cristas correspondem às linhas de ligação e têm larguras e espaçamentos correspondentes. As cristas e as linhas de ligação resultantes são geralmente contínuas na largura do laminado, entretanto, uma ou mais das cristas pode ser intermitentes. Se uma ou mais das cristas é intermitente, e onde uma ou ambas as mantas 5 de não-tecido assimétricas é uma manta cardada não ligada, ou similar, é preferencial que uma ou mais das cristas adjacentes à crista intermitente se estenda através das áreas de direção transversal onde uma crista intermitente não esteja presente para evitar que haja extensões não ligadas do laminado na direção da máquina que são mais longos que a média do comprimento da fibra das fibras que formam a manta cardada. Desejavelmente, um 10 ou ambos os cilindros 58 e 60 podem ser resfriados.

O laminado elástico resultante tem um filme extrudado de material elástico termoplástico e pelo menos um manta de não-tecido assimétrica fixada ou autogenamente ligada que tem linhas de ligação que se se estendem na direção DT que são longitudinalmente espaçadas na direção DM do laminado. O filme elástico tem uma morfologia substancial15 mente igual nas linhas de ligação entre as linhas de ligação e se mantém elástico nos locais de linha de ligação. O material laminado 62 pode se enrolado em um cilindro de suprimento 64 para armazenamento. Alternativamente, o material 62 pode ser movido diretamente a um conjunto de estiramento transversal à manta 70.

A figura 2 é uma modalidade alternativa do processo descrito na figura 1. Todas as 20 características iguais são numeradas de modo idêntico e não se repetirá a descrição de suas funções. Na figura 2 em vez de se usar uma manta cardada não ligada, duas mantas cardâdas não ligadas separadas são alimentadas a partir da unidade de cardação 16 aos lados opostos do filme elástico extrudado na zona de estrangulamento 34. A segunda manta cardada não ligada 24 é transportada por esteiras transportadoras 33, 33’ 33” ao lado do 25 estrangulamento adjacente ao cilindro liso 60 como mostrado.

O resultado surpreendente da presente invenção é o produto laminado elástico resultante formado com muito boas propriedades elásticas na direção DT e alta resistência na direção DM usando apenas linhas de ligação na direção transversal. O laminado elástico resultante é um laminado de filme elástico extensível na direção transversal que é capaz de 30 extensão uniforme na direção transversal AT com relativamente baixos alongamentos e que pode ser usado sem a necessidade de mecanicamente “ativar” o laminado para que se torne elástico. Embora ativação pode ser usado, o laminado é tal que a ativação é facilmente passível de ser realizada por um consumidor usando-se um nível relativamente baixo de força. Também, como apenas são usadas linhas de ligação DT, a manta de não-tecido as35 simétrica fica elevada entre as linhas de ligação resultando em um laminado de não-tecido elástico que tem flexibilidade e propriedades táteis muito boas.

O laminado elástico da presente invenção pode ser usado em produtos absorventes para cuidados pessoais como abas laterais em fraldas, “training pants” (roupa íntima infantil com um forro grosso especial entre as pernas usada na fase de treinamento de uso do vaso sanitário), e similares que precisam ser fortes e elásticos mas resistentes ao descolamento. Produtos inteiros podem ser feitos usando-se o material laminado elástico da pre5 sente invenção. Outro uso do laminado elástico da presente invenção é como as partes laterais em produtos para incontinência em adultos e calcinhas femininas para tratamento, onde elasticidade é importante. Adicionalmente, o laminado elástico da presente invenção pode ser incorporado em um vestuário de proteção.

Esta presente invenção pode ser ilustrada por meio dos exemplos a seguir.

Exemplo da invenção

Um laminado elástico extensível na direção transversal 62, de acordo com a presente invenção, foi produzido com o uso do método ilustrado e descrito com respeito à figura 1. Fibras de polipropileno de 4 denier cortadas com 4,76 centímetros (1,875 polegadas) de comprimento, obtidas sob as designações comercias de “4.0 Denier T-196, Merge 840-060-1702” de FiberVisi15 ons™, Covington, Geórgia, EUA foram formadas, com o uso da máquina de cardação 16, em uma manta de fibras contínuas 12 com um peso base de 35 gramas por metro quadrado com a maior parte das fibras orientadas na direção da máquina (isto é, 90 porcento).

Uma mistura de 98 porcento, em peso, de um elastômero especial olefínico, comercialmente designando “Vistamaxx VM-1100” e disponível comercialmente junto à Ex20 xonMobil Chemical Company, Houston, Texas, EUA e dois porcento de um lote principal na cor branca com a designação comercial de “P White 1015100S” disponível junto à Clariant Masterbatches, Minneapolis, MN, EUA, foi alimentado em uma extrusora de rosca única para se obter uma mistura homogênea de material fundido; o material fundido foi extrudado através da abertura da matriz 52 a uma temperatura de matriz de 464 graus F 25 (240 graus C) para formar uma cortina contínua de polímero elástico fundido 50 com um peso base de 60 gramas por metro quadrado.

As mantas de fibras assimétricas 12 (manta cardada) e o polímero elástico fundido 50 foram alimentados em um estrangulamento formado por um cilindro de pressão da linha na direção transversal 58 e um segundo cilindro de pressão 60. Uma manta de não-tecido 30 assimétrica 14 obtida sob a designação comercial “Hidrophbic Apparel Non Woven 15 gr/m2" disponível comercialmente junto à Maquin S.A. de C.V., Huejotzingo, Puebla (México), com uma razão de resistência à tração entre DM/DT de 7 a 10 e com muito baixa resistência à tração na direção transversal (isto é, 0,26 a 0,28 kg força por 50 mm de largura, avaliada usando-se uma máquina Instron com 5 cm (2 polegadas) de largura entre as gar35 ras, 3 cm (1,18 polegadas) de separação entre as garras e velocidade de separação das garras de 50 cm/min (20 polegadas/min)) foi também alimentada no estrangulamento na lateral do polímero elástico fundido oposto ao lado da manta cardada assimétrica 12. O cilindro de pressão de linha na direção transversal 58 com uma temperatura entre 220 e 238 graus F (140 e 150 graus C) foi usado para ligar as fibras da manta de fibras assimétricas 12 e, ao mesmo tempo, para ligar a manta de fibras assimétricas 12 ao filme elástico 50 e à manta de não-tecido assimétrica 14. Um vão de 150 mícrons 5 (6 mil) (ou 0,006 polegadas) foi usado entre o primeiro cilindro de pressão 58 e o segundo cilindro de pressão 60 o qual foi mantido a uma temperatura de cerca de 14 graus F negativos (10 graus C). O vão supracitado, a temperatura do cilindro do primeiro cilindro de pressão 58, a temperatura do filme elástico 50 extrudado através da matriz 52 e a temperatura do segundo cilindro de pressão 60 foram suficientes para assegurar um grau ade10 quado de ligação do laminado elástico resultante

O laminado elástico extensível na direção transversal 62 foi avaliado quanto à resistência à tração no ponto de rompimento e a análise de três ciclos de histerese (conduzidos a 2.500 gramas força máxima). Amostras foram testadas na direção da máquina e na direção transversal à manta. Foi usado para o teste uma máquina Instron modelo 5564, com velocidade 15 de garra de 50 cm/min (20 polegadas/minuto), 5 cm (2 polegadas) de largura da garra, e 3 centímetros (1,18 polegadas) de separação entre as garra.

A avaliação na direção transversal à manta mostrou que o laminado elástico no ponto de rompimento teve uma resistência à tração de 3,534 kg força por 50 mm de largura e e um alongamento de cerca de 190 porcento. Em uma força máxima de 2,5 kg por 50 mm de Iargura, o material mostrou uma deformação permanente entre 10 e 20 porcento e teve uma alongamento de cerca de 46 porcento (primeiro ciclo da análise de histerese).

A avaliação na direção da máquina mostrou que o laminado elástico no ponto de rompimento teve uma resistência à tração de 8,447 kg força por 50 mm de largura e um alongamento de cerca de 51 porcento, para uma força de 2,5 kg por 50 mm de largura o material teve um alongamento entre 3 e 4 porcento.

Várias modificações e alterações da presente invenção, sem se desviar do escopo desta invenção, serão evidentes aos versados na técnica e deve-se compreender que esta invenção não é indevidamente limitada às modalidades ilustrativas aqui apresentadas, mas é para ser controlada pelas limitações descritas nas reivindicações e quaisquer equivalentes àquelas Iimita30 ções. Adicionalmente, todas as publicações de patentes mencionadas na presente invenção são por meio desta expressamente incorporadas, por referência, em sua totalidade. Outras modalidades da invenção estão dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims (15)

1. Laminado elástico de não-tecido CARACTERIZADO pelo fato de compreender: uma camada de filme elástico autogeneamente ligada ao longo de pelo menos uma face a uma manta de não-tecido assimétrica ao longo de uma pluralidade de linhas de Iigação que se estendem na direção transversal, onde as fibras de não-tecido assimétricas são pelo menos parcialmente embutidas no filme elástico ao longo das linhas de ligação.

2. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que há uma manta de não-tecido assimétrica ligada em ambas as faces da camada de filme elástico.

3. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as linhas de ligação têm de 0,1 a 2,0 mm de largura e há de 0,5 a 10 linhas de ligação/cm.

4. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as linhas de ligação têm de 0,5 a 1,5 mm de largura e há de 1 a 5 linhas de ligação/cm.

5. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico é substancialmente não ligado ao filme elástico entre as linhas de ligação.

6. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de o não-tecido assimétrico tem um peso base de 10 a cerca de 50 g/m2.

7. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o peso de base do filme elastomérico é de 30 a 100 g/m2 e o peso base do não-tecido assimétrico é de 10 a 20 g/m2.

8. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico tem uma força de tração no rompimento na direção DT menor que 750 gramas força por 50 mm.

9. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico tem uma força de tração no rompimento na direção DT menor que 600 gramas força por 50 mm.

10. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico tem uma força de tração no rompimento na direção DM maior que 1.000 gramas força por 50 mm.

11. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico tem uma força de tração no rompimento na direção DM maior que 2.000 gramas força por 50 mm.

12. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico é um não-tecido cardado.

13. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico é um não-tecido cardado não ligado.

14. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o não-tecido assimétrico é um não-tecido cardado ligado.

15. Laminado elástico de não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as linhas de ligação se estendem continuamente através do laminado.