ES2208926T3

ES2208926T3 - Procedimiento para el acabado hidrofilo de fibras o telas no tejidas.

Info

Publication number: ES2208926T3
Application number: ES97931815T
Authority: ES
Inventors: Raymond Mathis
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: DK0914512T3; US6190736B1; ATE250159T1; EP0914512A1; KR20000067894A; WO1998003716A1; EP0914512B1; KR100471528B1; DE19629667A1; DE59710761D1

Abstract

SE DESCRIBE UN PROCESO PARA EQUIPAMIENTO HIDROFILO DE FIBRAS, QUE CONTIENE EXCLUSIVAMENTE BIEN POLIOLEFINA PREDOMINANTE O POLIESTER, O BIEN MATERIAL DE VELLON, QUE CONTIENE PREDOMINANTEMENTE TALES FIBRAS, DONDE LAS FIBRAS O EL MATERIAL DE VELLON SON TRATADOS CON UNA DISPERSION ACUOSA DE UNA PREPARACION QUE CONTIENE ENTRE 75 Y 100 % EN PESO DE UN MONOESTER DE GLICERINA Y UN ACIDO GRASO C 6 - C 14 , CON RELACION AL PESO TOTAL DE LA PREPARACION, Y OPCIONALMENTE HASTA 25 % EN PESO, RELATIVAMENTE CON RESPECTO AL PESO TOTAL DE LA PREPARACION, DE GLICOSIDOS ALQUILO DE LA FORMULA RO(G) X , DONDE R DESIGNA U NA PRIMERA CADENA RECTA O GRUPO ALIFATICO RAMIFICADO CON METILO, CON ATOMOS DE CARBONO ENTRE 8 Y 22, Y G ES UNA UNIDAD GLICOSIDO CON 5 O 6 ATOMOS DE CARBONO Y X ES UN NUMERO ENTRE 1 Y 10. LOS MATERIALES DE VELLON TRATADOS DE ESTE TIPO, INCLUSO CUANDO SON SOMETIDOS A TENSION REPETIDAMENTE, MUESTRAN TIEMPOS DE "PENETRACION DE LIQUIDO" INFERIORES A 10 SEGUNDOS, MEDIDOS DE ACUERDO CON EL TEST DE EDANA, SEGUN PROCEDIMIENTO 150.0-8.

Description

Procedimiento para el acabado hidrofilo de fibras o telas no tejidas.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el acabado hidrófilo de fibras, que contienen exclusiva o predominantemente poliolefinas o poliésteres, o telas no tejidas, que contienen predominantemente tales fibras, así como a fibras o telas no tejidas, a las que se concede acabado hidrófilo según este procedimiento.

En la obtención de artículos higiénicos, como pañales o compresas, se emplean materiales absorbentes para absorber líquidos acuosos. Para impedir el contacto directo con el material absorbente durante el uso, y para aumentar la comodidad al uso, se envuelve este material con una tela no tejida delgada, permeable al agua. Tales telas no tejidas se obtienen habitualmente a partir de fibras sintéticas, como fibras de poliolefina o poliéster, ya que estas fibras se pueden producir a precio razonable, presentan buenas propiedades mecánicas, y son solidificables por vía térmica en el caso de poliolefina. Sin embargo, las fibras de poliolefina o poliéster no tratadas no son apropiadas para este fin de empleo, ya que, debido a su superficie hidrófoba, no presentan una permeabilidad suficiente para líquidos acuosos. Con este fin se debe conceder acabado hidrófilo a la superficie de las fibras mediante una correspondiente preparación. Además es deseable que el acabado hidrófilo de la fibra se mantenga durante el mayor tiempo posible, sin que se reduzca la permeabilidad al agua de la tela no tejida. Si se elaboran tales telas no tejidas, a modo de ejemplo en pañales, se pueden someter estas varias veces a esfuerzo, sin volverse permeables. De este modo se aumenta el tiempo de uso de los pañales, y se reduce el residuo ocasionado por pañales usados.

La US 5,045,387 describe, a modo de ejemplo, un agente para el acabado hidrófilo de fibras de poliolefina, que contienen una mezcla de un derivado de ácido ricinoleico alcoxilado, un derivado de ácido ricinoleico hidrogenado, un ácido graso con 18 átomos de carbono y un polimetilsiloxano polialcoxilado. La EP 372 890 B1 da a conocer fibras que comprenden poliolefinas o poliésteres, que se trataron con un agente, que contiene unadietanolamida de ácido graso, una silicona modificada con poliéter, un éster de ácido graso de sorbitano, y una sal metálica de un sulfonato de alquilo. El inconveniente de tales preparaciones se debe ver, sobre todo, en su precio elevado. Además, las fibras que se acabaron con tales agentes, pueden mostrar un peor comportamiento en la obtención de la tela no tejida, en especial en el caso de unión por pegado térmico, lo que conduce a una resistencia de tela no tejida reducida. Por la EP 395 099 A2 son conocidos materiales absorbentes, en especial tampones de fibras de rayón o poliéster, que están acabadas con monolaurato de glicerina como componente bacterioestático, inhibidor de toxinas. No se describe un hidrofilizado de los materiales fibrosos. La DE 33 09 530 C1 describe capas de absorción higiénicas, como compresas o tampones, que están provistos de una lámina cubriente permeable al líquido, que está impregnada con una mezcla de triglicéridos y/o glicéridos parciales de ácido graso de coco con 8 a 18 átomos de carbono como componente protector. En compresas que presentan una lámina cubriente permeable al líquido, según la enseñanza del documento DE, el tiempo de absorción para una disolución acuosa de cloruro sódico a 20ºC se aumenta en un 50%.

En el artículo "Durable hydrophile finishes for olefinic nonwobens, films and laminates in disposable articles" (Research Disclosure, Nº 353, 1993, Emsworth página 593) se describe el acabado de fibras sintéticas con poliésteres etoxilados, efectuándose la aplicación en forma disuelta.

La tarea de la presente invención consistía en poner a disposición un procedimiento mejorado, con el que se pudiera conceder un acabado hidrófilo a fibras que contienen poliolefina o poliéster, o a telas no tejidas que contienen tales fibras, debiéndose mantener el acabado hidrófilo también después de humectación reiterada.

Ahora se encontró que se cumplen estos requisitos mediante un procedimiento en el que se trata las fibras o telas no tejidas con una preparación que contiene monoésteres de glicerina y determinados ácidos grasos.

Por lo tanto, es objeto de la invención un procedimiento para el acabado hidrófilo de fibras, que contienen exclusiva o predominantemente poliolefinas o poliésteres, o telas no tejidas que contienen predominantemente tales fibras, tratándose las fibras o telas no tejidas con una dispersión acuosa de una preparación, que contiene un 75 a un 100% en peso, referido al peso de la preparación, de al menos un monoéster de glicerina y un ácido graso con 6 a 14 átomos de carbono, y en caso dado hasta un 25% en peso de al menos un glicósido de alquilo con la fórmula general RO(G)_{x}, en la que R significa un resto alifático primario de cadena lineal o ramificado con metilo, con 8 a 22 átomos de carbono, y G representa una unidad glicósido con 5 o 6 átomos de carbono, y x significa un número entre 1 y 10.

El procedimiento según la invención es apropiado para fibras que contienen exclusiva o predominantemente, es decir, en más de un 50% en peso, poliolefinas o poliésteres, y para telas no tejidas, contienen predominantemente tales fibras, siendo preferentes fibras que contienen exclusivamente poliolefinas o poliéster. Son especialmente apropiadas telas no tejidas que están constituidas en un 100% en peso por fibras de poliolefina o poliéster. Las fibras de poliolefina pertenecen a las fibras empleadas más frecuentemente para la obtención de telas no tejidas. Son ejemplos de poliolefinas apropiadas polipropileno, polietileno o copolímeros de etileno o propileno con butadieno. Además, también se emplean fibras de poliéster, principalmente fibras de tereftalato de polietileno. Además de los citados tipos de fibras, también se pueden emplear otras fibras sintéticas apropiadas para la obtención de telas no tejidas, a modo de ejemplo fibras de Nylon®. En especial son apropiadas también fibras que están constituidas por dos o más componentes, a modo de ejemplo fibras de poliéster-copoliéster, o fibras de polipropileno-polietileno.

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Las telas no tejidas empleadas en el procedimiento según la invención se pueden obtener según todos los procedimientos de obtención de telas no tejidas conocidos en el estado de la técnica, como se describen, a modo de ejemplo, en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 17, VCH Weinheim 1994, páginas 572 - 581. En este caso son preferentes telas no tejidas que se obtuvieron según el denominado procedimiento "dry laid", o de tela no tejida o spunbond. El procedimiento "dry laid" parte de fibras cortas, que se separan en fibras aisladas, habitualmente mediante cardado, y a continuación se reúnen bajo empleo de un procedimiento aerodinámico o hidrodinámico, para dar la tela no tejida no solidificada. Después se une esta, a modo de ejemplo mediante un tratamiento térmico, para dar la tela tejida acabada (el denominado "thermobonding"). En este caso se calientan las fibras sintéticas hasta que su superficie se funde, y las fibras aisladas se unen entre sí en los puntos de contacto, o bien se revisten las fibras con un aditivo que se funde en el caso de tratamiento térmico, y une de este modo las fibras aisladas entre sí. Mediante enfriamiento se fija la unión. Además de este procedimiento, naturalmente, también son apropiados otros procedimientos que se emplean en el estado de la técnica para la unión de telas no tejidas.

Por el contrario, la formación de tela no tejida parte de filamentos aislados, que se forman según el procedimiento de hilatura en fusión a partir de polímeros extrusionados, que se comprimen bajo presión elevada a través de toberas de hilatura. Los filamentos que salen de las toberas de hilatura se empaquetan, se estiran, y se depositan para dar una tela no tejida, que se solidifica habitualmente mediante "thermobonding".

El procedimiento según la invención es apropiado en especial para telas no tejidas, que se obtienen según el procedimiento de tela no tejida o el procedimiento "dry laid".

En el procedimiento según la invención, se acaban las fibras o telas no tejidas con una preparación que contiene al menos un monoéster de glicerina y un ácido graso con 6 a 14 átomos de carbono, o una mezcla constituida por al menos un monómero de glicerina y un ácido graso con 6 a 14 átomos de carbono, así como al menos un glicósido de alquilo. Conforme al procedimiento según la invención, se aplica la preparación en forma de una dispersión acuosa, que contiene preferentemente entre un 5 y un 30% en peso de preparación, referido al peso total de dispersión, sobre la tela no tejida no tratada. A tal efecto se pueden emplear todos los métodos y máquinas habituales en la técnica textil, a modo de ejemplo un foulard. En primer lugar se pone en contacto la tela no tejida con la dispersión acuosa en un baño, y se conduce la tela no tejida tratada de este modo entre dos rodillos, exprimiéndose el agua mediante la presión de los rodillos. Preferentemente se configura el procedimiento según la invención de modo que las fibras o telas no tejidas obtengan una capa de preparación en cantidades de un 0,3 a un 2,0% en peso, referido al peso de fibra o tela no tejida.

La preparación empleada en el procedimiento según la invención contiene al menos un monoéster de glicerina y un ácido graso con 6 a 14 átomos de carbono. La fracción de monoglicérido se sitúa en al menos un 75% en peso, referido al peso total de la preparación. En este caso, los glicéridos de ácidos grasos debían ser de pureza lo más elevada posible, es decir, la fracción de di- o triésteres de glicerina y ácido graso debía ser lo más reducida posible. También se pueden emplear mezclas de diferentes de monoglicéridos. Los ácidos grasos apropiados son, a modo de ejemplo, el ácido caprónico, caprílico, caprínico, láurico y mirístico. Un éster empleado preferentemente es el monoéster de glicerina y ácido laurico, el monolaurato de glicerina.

Como componente adicional, la preparación empleada en el procedimiento según la invención puede contener glicósidos de alquilo de la fórmula general RO(G)_{x} en cantidades entre un 5 y un 25% en peso, referido al peso total de la preparación, representando en la fórmula R un resto alifático primario de cadena lineal o ramificado con metilo, en especial ramificado con metilo en posición 2, con 8 a 22, y preferentemente 12 a 18 átomos de carbono, y G es el símbolo que representa una unidad glicósido con 5 o 6 átomos de carbono, preferentemente glucosa. El grado de oligomerizado x, que indica la distribución de monoglicósidos y oligoglicósidos, es un número arbitrario entre 1 y 10; x se sitúa preferentemente en 1,2 a 1,4. Es especialmente preferente emplear preparaciones que contienen glicósidos de alquilo en cantidades entre un 5 y un 20% en peso, referido al peso total de la preparación.

Además de los compuestos descritos anteriormente, se pueden emplear aún otras substancias conocidas de la técnica textil, a modo de ejemplo antiestáticos o agentes deslizantes. Habitualmente se emplean estos en cantidades hasta un máximo de un 20% en peso, referido al peso total de la preparación.

También puede ser ventajoso configurar el procedimiento según la invención de modo que se trate la tela no tejida con una preparación que contiene, adicionalmente a los componentes ya descritos, también compuestos de esteramina cuaternarios de la fórmula (I)

(I)R^{3}-

\melm{\delm{\para}{(CH _{2} ) _{n} -R ^{2} }}{N}{\uelm{\para
+}{(CH _{2} ) _{n} -R ^{2} }}

-(CH_{2})_{n}-O-COR^{1}

\hskip2mm

X

representando COR^{1} un resto aciloalifático con 12 a 22 átomos de carbono, con 0, 1, 2 o 3 dobles enlaces, y siendo R^{2} igual a H o OH, así como significando R^{3} un resto alquilo con 12 a 22 átomos de carbono, o preferentemente un resto (CH_{2})_{n}-O-COR^{1}, teniendo n el valor 1, 2 o 3, y siendo X un anión halogenuro, metosulfato, metofosfato, o bien fosfato, en cantidades entre un 5 y un 25% en peso, referido a la cantidad total de preparación.

Conforme al procedimiento según la invención se obtienen fibras con acabado hidrófilo, que contienen exclusiva o predominantemente poliolefinas o poliéster, o telas no tejidas que contienen predominantemente tales fibras. Las fibras o telas no tejidas muestran propiedades hidrófilas, que se conservan preferentemente también en el caso de humectado reiterado. Las telas no tejidas obtenidas según la invención presentan en especial tiempos "liquid strike through" de menos de 10 segundos, y en especial menos de 5 segundos. En el ámbito de esta solicitud se entiende por tiempos "liquid strike through" los tiempos que requiere una determinada cantidad de agua, o de orina artificial, para llegar a una subcapa absorbente a través de la tela no tejida. Se determina este tiempo según la EDANA (unión europea de fabricantes de telas no tejidas) método de ensayo 150.0-84. Para el empleo en compresas o artículos higiénicos similares, el tiempo "liquid strike through" debía ser lo más reducido posible, para garantizar un transporte rápido del líquido a través de la tela no tejida al material absorbente. De este modo, la superficie de tela no tejida permanece seca, y conduce así a una comodidad al uso elevada. Las telas no tejidas obtenidas según la invención conservan esta propiedad conveniente también en el caso de empleo reiterado, y además se distinguen porque, preferentemente en el caso de determinación triple, en especial en el caso de determinación quíntuple, llevada a cabo sucesivamente, del tiempo "liquid strike through" según el método de ensayo EDANA y 150.0-8, presentan en cualquier caso un tiempo "liquid strike-through" de menos de 10 segundos, en especial de menos de 5 segundos.

Ejemplos

Para la medida de la hidrofilia de las telas no tejidas obtenidas de diferente manera se midieron los tiempos "strike-through" de las telas no tejidas de ensayo según el método de ensayo EDANA 150.0-84. Se llevaron a cabo las medidas con un aparato de ensayo con cronómetro (Lister-Tester) de la firma Lenzing AG. Se pulverizaron las telas no tejidas de ensayo (tela no tejida de polipropileno-spunbond con un peso de 20 g/m^{2} - Lutrasil® 4420, firma Freudenberg) con la dispersión acuosa de la preparación. A continuación se secaron las telas no tejidas de ensayo a 70ºC durante 1 hora.

Para las verdaderas medidas se colocaron 6 capas de un papel filtrante (Evans-Adlard FF3 WIS 150) bajo una capa de tela no tejida preparada, y a continuación se pusieron en contacto con 5 mm de orina artificial (1.000 ml de H_{2}O destilada, 9 g de NaCl) a partir del Lister-Tester. Se llevaron a cabo las medidas a 20ºC, y un 65% de humedad relativa del aire. Se leyó en el cronómetro en segundos el tiempo que necesita el líquido para atravesar la tela no tejida. Para medir las propiedades hidrófilas de las telas no tejidas en el caso de esfuerzo reiterado, se revistió la tela no tejida, tras la primera medida, sin ser secada, con una nueva capa de papel filtrante, y se repitió la medida. Se valoraron como buenos tiempos de un máximo de 5 segundos en el caso de 5 repeticiones respectivamente. Ya no se reprodujeron tiempos por encima de 5 segundos.

Los resultados se pueden extraer de la tabla 1. Se indican los tiempos "strike-throug" en segundos para telas no tejidas, que se prepararon con diferentes agentes. Se reproducen valores medios de 5 medidas respectivamente. Se cubrieron las telas no tejidas con un 1,0 y un 2,0% en peso, referido al peso del tela no tejida, de la correspondiente preparación.

Se sometieron en el ensayo telas no tejidas que se prepararon con las siguientes mezclas. Los datos en % en peso se refieren al peso total de las preparaciones empleadas. Se empleó la respectiva preparación en forma de una dispersión acuosa, que contenía un 20% en peso de substancia activa, referida a la dispersión acuosa.

Preparación 1

100% en peso de monolaurato de glicerina.

Preparación 2

85% en peso de monolaurato de glicerina.

15% en peso de poliglucósido de alquilo con 8 a 14 átomos de carbono.

Preparación 3

80% en peso de monolaurato de glicerina.

20% en peso de poliglucósido de alquilo con 8 a 14 átomos de carbono.

Como comparación se empleó la siguiente preparación:

Preparación V1

100% en peso de poliglucósido de alquilo con 8 a 14 átomos de carbono.

TABLA 1

1

Se observa que una tela no tejida obtenida según la invención, que se trató con la preparación 1, también en la cuarta medida, tanto en el caso de una capa de un 2,0%, como también un 1,0%, muestra aún tiempos "liquid strike through", un máximo de 5 segundos. Del mismo modo, se consigue este efecto mediante la combinación de monolaurato de glicerina con un glucósido de alquilo, como muestra la tela no tejida tratada con las preparaciones 2 y 3. En este caso, la preparación 3 muestra la mejor permanencia. También una tela no tejida, se trató sólo con un poliglucósido de alquilo, como con la preparación V1, muestra un buen hidrofilizado. No obstante, este acabado no se conserva en el caso de carga reiterada, de modo que los tiempos "liquid strike through" se prolongan claramente ya en las siguientes medidas.

Claims

1. Procedimiento para el acabado hidrófilo de fibras, que contienen exclusiva o predominantemente poliolefinas o poliéster, o telas no tejidas que contienen predominantemente tales fibras, caracterizado porque se tratan las fibras o telas no tejidas con una dispersión o preparación acuosa, que contiene entre un 75 y un 100% en peso, referido al total de la preparación, al menos un monoéster de glicerina, y un ácido graso con 6 a 14 átomos de carbono, y en caso dado hasta un 25% en peso, referido al peso total de la preparación, de glicósidos de alquilo de la fórmula RO(G)_{x}, en la que R significa un resto alifático primario de cadena lineal o ramificado con metilo, con 8 a 22 átomos de carbono, y G representa una unidad glicósido con 5 ó 6 átomos de carbono, y x significa un número entre 1 y 10.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la preparación contiene glicósidos de alquilo en cantidades entre un 5 y un 20% en peso, referido al peso total de la preparación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se emplea una dispersión acuosa, que contiene entre un 5 y un 30% en peso de preparación, referido al peso de la dispersión.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se emplea monolaurato de glicerina como monoéster de glicerina.