ES2234977T3

ES2234977T3 - Elemento poroso.

Info

Publication number: ES2234977T3
Application number: ES02076724T
Authority: ES
Inventors: Richard M. Berger
Original assignee: Filtrona Richmond Inc
Current assignee: Filtrona Richmond Inc
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 2005-07-01
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: BR9608340A; US5633082A; EP0881889A1; DE69625619T2; DE69625619D1; DE69634057D1; JP2008095270A; ATE284627T1; ATE230223T1; US5620641A; DE69634057T2; JPH11507994A; PT1230863E; US5607766A; AU6157496A; WO1996039054A1; EP0881889A4; EP0881889B1

Abstract

Elemento poroso tridimensional, substancialmente auto-portante, formado de una cinta o velo de material fibroso termoplástico flexible que comprende una red de interconexión de fibras continuas altamente dispersas orientadas de forma aleatoria principalmente en una dirección longitudinal y adheridas entre sí en puntos de contacto, donde al menos una parte principal de dichas fibras continuas son fibras bicomponentes que comprenden un núcleo de material polímero termoplástico substancialmente rodeado en su totalidad por una funda de material polímero seleccionado a partir de tereftalato de polietileno y de copolímeros del mismo, siendo dicho material de la funda de un punto de fusión más alto que dicho material del núcleo.

Description

Elemento poroso.

Esta invención se refiere a un elemento poroso que comprende fibras bicomponentes poliméricas y a su producción.

El documento EP-B-0881889, a partir de cuya solicitud 96919167.5 se divide la presente solicitud, se refiere a fibras bicomponentes continuas que comprenden un núcleo de material polímero termoplástico substancialmente rodeado en su totalidad por una funda de material polímero seleccionado a partir de tereftalato de polietileno y de copolímeros del mismo, siendo dicho material polímero de la funda de un punto de fusión más alto que dicho material polímero del núcleo y teniendo dichas fibras, por término medio, un diámetro de 12 micras o menos.

La invención proporciona un elemento poroso tridimensional, substancialmente auto-portante, formado de una cinta o velo de material fibroso termoplástico flexible que comprende una red de interconexión de fibras continuas altamente dispersas orientadas de forma aleatoria principalmente en una dirección longitudinal y adheridas entre sí en puntos de contacto, donde al menos una parte principal de dichas fibras continuas son fibras bicomponentes que comprenden un núcleo de material polímero termoplástico substancialmente rodeado en su totalidad por una funda de material polímero seleccionado a partir de tereftalato de polietileno y de copolímeros del mismo, siendo dicho material de la funda de un punto de fusión más alto que dicho material del núcleo; con preferencia, dichas fibras bicomponentes tienen, por término medio, un diámetro de aproximadamente 12 micras o menos.

La invención proporciona también un método para la producción de un elemento poroso alargado substancialmente auto-portante, que comprende: a] proporcionar fuentes separadas de un material fundido de formación de la funda, seleccionado de tereftalato de polietileno y copolímeros del mismo y de un material termoplástico fundido de formación del núcleo; b] extruir de forma continua dichos materiales fundidos de formación del núcleo y de formación de la funda a través de una pluralidad de orificios en una tobera conjugada de funda y núcleo para proporcionar una pluralidad de fibras bicomponentes, comprendiendo cada fibra un núcleo continuo de dicho material de formación de núcleo rodeado substancialmente del todo por una funda de dicho material de formación de funda; c] recoger dichas fibras bicomponentes sobre una superficie continuamente móvil para formar una cinta o velo altamente entremezclados de dichas fibras bicomponentes en forma de una red de interconexión de fibras continuas altamente dispersas orientadas de forma aleatoria principalmente en la dirección de movimiento de dicha superficie móvil; d] reunir dicha cinta o velo de fibras bicomponentes; e] calentar dicha cinta o velo reunidos para ligar dichas fibras entre sí en sus untos de contacto y cristalizar dicho material de formación de la funda; f] refrigerar dicha cinta o velo reunidos para formar un elemento poroso continuo tri-dimensional adherido, que tiene espacios intersticiales de intercomunicación y en el que dicho material de formación de la funda tiene un punto de fusión más alto que dicho material de formación del núcleo; y g] cortar dicho elemento poroso continuo adherido en longitudes discretas; con preferencia dicha pluralidad de fibras bicomponentes es puesta en contacto con un gas bajo presión a medida que las fibras bicomponentes salen desde la tobera de la funda y el núcleo para adelgazar dichas fibras bicomponentes mientras se encuentran todavía en su estado fundido. El método puede incluir una o más de las etapas de [i] formar continuamente un receso longitudinal en dicho elemento poroso a lo largo de su periferia; [ii] cubrir continuamente dicho elemento poroso con una funda exterior antes de cortarlo en longitudes discretas; [iii] recubrir continuamente dicho elemento poroso con un material de tira para formar una funda exterior; y [iv] formar dicho elemento poroso como una barra y arrollar dicha barra porosa con un material de punta del filtro antes de cortarlo en longitudes discretas.

El método de la invención puede incluir la producción de fibras bicomponentes de "funda - núcleo", en el que se hila una funda de tereftalato de polietileno o un copolímero del mismo para cubrir y abarcar completamente un núcleo de un material polimérico termoplástico de coste relativamente bajo, de retracción baja, de alta resistencia, tal como tereftalato de polipropileno o de polibutileno, utilizando con preferencia un proceso de fibras "fundidas por soplado" para atenuar las fibras extruídas (es decir, para adelgazar las fibras).

El tereftalato de polietileno o copolímero del mismo del elemento poroso de la invención es un homopolímero de tereftalato de polietileno o un copolímero del mismo que tiene un punto de fusión que es más alto que el punto de fusión del material del núcleo termoplástico en la fibra bicomponentes.

El poliéster lineal convencional utilizado para la producción de fibras es el producto de reacción de etileno glicol (1,2 etandiol)y ácido tereftálico (ácido benceno-para-dicarboxílico). Cada una de estas moléculas tiene sitios reactivos en extremos opuestos. De esta manera, la molécula más grande que resulta de una reacción inicial puede reaccionar de nuevo de la misma manera, dando lugar a cadenas largas formadas de unidades repetitivas o "meros". El mismo polímero se puede producir industrialmente con etileno glicol y tereftalato de dimetilo (dimetil benceno-paradicarboxilato). Se cree que los poliésteres de una amplia gama de viscosidades intrínsecas son útiles para esta invención, aunque se prefieren con viscosidades intrínsecas más bajas.

Substituyendo parcialmente otro diol por el etileno glicol u otro diácido por el ácido tereftálico, se obtiene un "copolímero" más irregular. El mismo efecto se consigue por la substitución de otro dimetil éster para el tereftalato de dimetilo. Por lo tanto, existe una amplia posibilidad de elección de reactivos alternativos y de niveles de substitución.

La desviación desde un polímero lineal, que se repite regularmente, hace más difícil (menos rápida) la cristalización y menos completa. Esto se refleja en una gama de fundición más baja y más amplia. La substitución excesiva puede dar lugar a un polímero totalmente amorfo, que es inaceptable para uso en esta invención.

Crystar 1946 ó 3946 producido por DuPont ha sido utilizado con éxito como el material de formación de la funda en la producción de las fibras bicomponentes para esta invención. Este copolímero tiene dimetil isoftalato (dimetil bencil-meta-dicabroxilato substituido por 17% del dimetil tereftalato, reduciendo el pico del punto de fusión desde 258ºC hasta 215ºC. Este punto de fusión está todavía muy por encima del punto de fusión de polipropileno (166ºC).

Crystar 3991 de DuPont con 40% de dimetil isocianato tiene un punto de fusión de 160ºC, es decir, ligeramente por debajo del punto de fusión de 166ºC de polipropileno. Por lo tanto, para las fibras bicomponentes que incorporan un núcleo de polipropileno, es cree que los copolímeros de tereftalato de polietileno que contienen hasta aproximadamente 35% en peso de dimetil isocianato o ácido isociánico serán aceptables en el comercio.

Aunque es difícil identificar una lista amplia de reactivos alternativos, otros substitutos probables para el diol son propileno glicol, polietileno glicol y butileno glicol, y otros substitutos probable para el diácido son ácido adípico y ácido hidroxibenceno.

El término "fundido por soplado" cuando se utiliza aquí se refiere al uso de una corriente de gas a alta presión en la salida de una tobera de extrusión de fibras para atenuar las fibras mientras están en su estado fundido. El soplado por fusión de las fibras componentes de polímero individual fue iniciado en el Naval Research Laboratory en 1951. Los resultados de esta investigación fueron publicados en Industrial Engineering Chemistry 48, 1342 (1956). Siete años más tarde, Exxon completó la primera demostración de una unidad de fundición por soplado de productos semiacabados grandes. Ver, por ejemplo, Buntin Patentes de los Estados Unidos Nº 3.595.245, 3.615.995 y 3.972.759 (las patentes '245, '995 y '759, cuyos asuntos objetos se incorporan aquí en toda su integridad por referencia) para una descripción amplia del proceso de fundición por soplado.

Las fibras monocomponente de polipropileno fundido por soplado se utilizan actualmente en la producción de una variedad de productos, que incluyen filtros de aire y de líquido de partículas finas, y medios de alta capacidad de absorción de fluidos corporales (pañales). Sin embargo, tales fibras tienen una rigidez baja y una capacidad de recuperación muy baja cuando se comprimen. Además, no son susceptibles de adhesión térmica y son difíciles de unir por medios químicos. Por lo tanto, aunque se han utilizado con éxito en la producción de cintas porosas no tejidas. No son aceptables en el comercio para la producción de objetos tri-dimensionales, auto-portantes, tales como depósitos de tinta, filtros de cigarrillos, mechas para dispositivos de ensayo químicos y médicos, y hojas de filtro lisas u onduladas.

Las fibras monocomponente fundidas por soplado, formadas a partir de poliésteres, tales como tereftalato de polietileno han encontrado todavía menos aceptación en el comercio. Tales fibras, que están en gran medida no estiradas y no cristalizadas, se contraen rápidamente y se vuelven extremadamente frágiles después de calentarlas por encima de aproximadamente 70ºC. Una descripción amplia de este problema y una propuesta para el tratamiento de cintas de poliéster fundidas por soplado con disolventes volátiles, tales como acetona para estabilizarse, se encuentra en Pret y col., patente de los Estados Unidos Nº 5.010.165 (la patente '165, cuyo asunto objeto se incorpora también aquí en toda su integridad por referencia). La patente '165 proporciona una buena definición del tipo de poliésteres fundidos por soplado que son reconocidos por la industria como problemáticos, pero la solución propuesta en la patente '165 parece cuestionable desde el punto de vista del medio ambiente o, como mínimo, es bastante costosa cuando se lleva a la práctica de una manera segura. La presente invención soluciona la falta de estabilidad con los poliésteres iterados en la patente '165 de una manera más aceptable desde el punto de vista comercial y ecológico.

La fusión por soplado de fibras bicomponentes es un desarrollo reciente y se describe para una aplicación muy específica en Krueger, patente de los Estados Unidos Nº 4.795.668 (la patente '668, cuyo asunto objeto es incorporado aquí en su integridad por referencia). También es relevante Berger, US-A-5.509. 430 (cuyo asunto objeto se incorpora también aquí en su integridad por referencia), que describe el uso de este procedimiento para la producción de fibras bicomponentes muy finas que tienen una funda de acetato de celulosa plastificado, copolímero de etileno acetato de vinilo, alcohol de polivinilo, o copolímero de etileno alcohol de vinilo, sobre un núcleo de un material termoplástico tal como polipropileno o similar, principalmente para la fabricación de elementos de filtro fumar tabaco.

A pesar de todo, la técnica anterior realmente extensiva sobre fibras bicomponentes e incluso la técnica anterior limitada relacionada con las fibras bicomponentes fundidas por soplado, se cree que los conjugados de funda y núcleo en esta invención, que comprenden una funda de tereftalato de polietileno o un copolímero del mismo sobre un núcleo termoplástico, tal como tereftalato de polipropileno o de polibutileno, son único, ya estén fundidos por soplado o no, que tienen atributos que no eran previsibles. Sin embargo, esta carencia de técnica anterior específicamente relevante no es sorprendente, puesto que las fibras bicomponentes han sido propuestas comúnmente hasta ahora sobre todo como materiales de adhesión térmica en la producción de telas no tejidas, por ejemplo en el moldeo de máscaras faciales o similares, como se ve en la patente '668 mencionada anteriormente, o en la producción de productos de filtro, tales como filtros para cigarrillos o similares, como se ve, por ejemplo, en Tomioka y col., atente de los Estados Unidos Nº 4.173.504 o Sugihara y col., patente de los Estados Unidos Nº 4.270.962 (las patentes '504 y '962, respectivamente, cuyos asuntos objeto se incorporan aquí en su integridad por referencia. Sin embargo, tales usos requieren que se forme una porción circunferencial significativa de las fibras de un polímero que tiene un punto de fusión más bajo que el polímero conjugado con el mismo. Por lo tanto, durante la fundición o formación de productos a partir de tales fibras bicomponentes, se pueden calentar hasta una temperatura entre los puntos de fusión de los polímeros, permitiendo que el polímero de punto de fusión más bajo en la superficie funcione como el agente de adhesión sin que ello afecte de una manera perjudicial al material polímero de punto de fusión más alto. Evidentemente, en una construcción de funda y núcleo, de acuerdo con estas enseñanzas de la técnica anterior, la funda debe formarse del polímero de punto de fusión más bajo o el conjugado no tendrá propiedades útiles para la adhesión térmica.

En contraste con la tecnología de bicomponentes de la técnica anterior, las fibras bicomponentes de funda y núcleo en el producto de esta invención tienen una cubierta continua de un polímero de punto de fusión más alto, a saber, tereftalato de polietileno o un copolímero del mismo, sobre un núcleo de polímero de punto de fusión más bajo, con preferencia de retracción baja, tal como tereftalato de propileno o de polibutileno. Tales fibras, particularmente cuando están fundidas por soplado, se adaptad de una manera única para elementos porosos útiles para diversas aplicaciones comerciales. Sin embargo, se cree que los intentos iniciales para producir y liego atenuar las fibras bicomponentes de poliéster/polipropileno fundidas por hilado fueron abandonados debido a la delaminación en la interfaz de las fibras. El método de esta invención puede incluir la producción de fibras finas a partir de tales polímeros diversos por medio de soplado por fusión de las estructuras bicomponentes de funda y núcleo.

Un enfoque principal de esta invención son elementos de depósito de tinta altamente porosos para instrumentos de marcar y escribir. Los depósitos de tinta han sido formados convencionalmente de un haz de fibras compacto junto en una unidad configurada en forma de barra que tiene pasos capilares longitudinales que se extienden a través de ella entre las fibras y que sirven para retener la tinta y para liberarla a la velocidad controlada requerida. Durante algunos años, el material fibroso empleado, en general, para la producción de depósitos de tinta eran fibras de acetato de celulosa plastificadas, que se podían unir fácilmente con calor en un cuerpo unitario, y que eran compatibles con todas las formulaciones de tinta entonces en uso.

Por ejemplo, Bunzl y col., patente de los Estados Unidos Nº 3.094.736 (la patente '736, cuyo asunto objeto se incorpora aquí en su integridad por referencia) describe un dispositivo de marcar que tiene, como el cuerpo adsorbente del mismo, una estopa o segmento de estopas reunidos con sus filamentos orientados de forma aleatoria principalmente en una dirección longitudinal y adheridos en una pluralidad de lugares espaciados por un plastificante activado con calor para tales filamentos. Se ha utilizado una envoltura impermeable para proporcionar rigidez al cuerpo y facilitar su manipulación.

El término "estopa de filamentos" se define en la patente '736 y se describen también estopas de filamentos continuos de este tipo en Berger, patente de los Estados Unidos Nº 3.095.343 y 3.111.702 (las patentes '343 y '702, respectivamente, cuyos asuntos objetos se incorporan también aquí en su integridad por referencia). Tales estopas de filamentos comprenden habitualmente al menos 50% de fibras de acetato de celulosa. Tales cuerpos de estopa, ligados con plastificantes, proporcionan rigidez. La patente '702 muestra un aparato para la manipulación y el tratamiento con vapor del material de estopa para formar un cuerpo continuo de fibras orientadas de forma aleatoria principalmente en una dirección longitudinal. La frase "orientada de forma aleatoria principalmente en una dirección longitudinal" está destinada para describir la condición de un cuerpo de fibras que están aleadas, en conjunto longitudinalmente y que están, en el agregado, en una orientación paralela, pero que tienen porciones cortas que se extienden de forma más o menos aleatoria en direcciones divergentes y convergentes no paralelas. La patente '702 enseña la adhesión, tensión e impregnación de una estopa bruta en una capa impregnada con plastificante de filamentos continuos no rizados, y luego el endurecimiento de la estopa de filamentos continuos simultáneamente o inmediatamente después de la reunión de dicha capa impregnada en una forma bruta final. Se muestra un aparato para la manipulación de dicha estopa bruta. La estopa bruta se toma de una bala de suministro a través de un dispositivo que tiene chorros para separar la estopa y un dispositivo de plastificación añade plastificante a las fibras. Las fibras son reunidas juntas simultáneamente y calentadas, comprendiendo de esta manera una estación de endurecimiento. Algunos de los aparatos utilizados para el procesamiento de estopa de acetato de celulosa en estas patentes de Berger de la técnica anterior es útil, tal vez con pequeñas modificaciones, para procesar las cintas de fibras bicomponentes fundidas por soplado para esta invención, como se describirá con más detalle a continuación.

En el transcurso de los años han sido desarrolladas formulaciones de tinta que no son compatibles y tienden a degradar el acetato de celulosa. Por lo tanto, varias fibras termoplásticas, en particular las fibras de poliéster de denier fino, tales como tereftalato de polietileno, substituyeron al acetato de celulosa como el polímero de elección en la producción de elementos de depósitos de tinta para instrumentos de escribir y de marcar desechables. Desafortunadamente, tales fibras de poliéster son prácticamente imposibles de adherir térmicamente debido a la naturaleza altamente cristalina de las fibras de tereftalato de polietileno convencionales. La adhesión de la resina es lenta y costosa y reduce en gran medida la absorción de tinta. Las fibras de tereftalato de polietileno no estiradas no están cristalizadas y se pueden adherir térmicamente, pero tales polímeros amorfos se contraen en una medida excesiva en el uso normal y se vuelven frágiles.

Por lo tanto, las técnicas para formar depósitos de tinta unitarios a partir de tales materiales han requerido generalmente la incorporación de adhesivos extraños y/o han recubierto la barra porosa con una cubierta o capa de película de plástico para volverla relativamente auto-portante. Los polímeros de poliéster son también relativamente costosos. El requerimiento de materiales adicionales o de técnicas de procesamiento para producir comercialmente elementos de depósitos de tinta a partir de tales materiales exacerbó los altos costes de fabricación.

Los esfuerzos para adherir con calor fibras de poliéster entre sí en ausencia de aditivos de adhesivos no han alcanzado mucho éxito. Debido al punto de reblandecimiento estrecho de los polímeros de poliéster cristalinos, no ha sido factible estirar por adhesión comercialmente fibras de poliéster, tales como estopa con calor. Como se ha indicado, las fibras de poliéster no estiradas o amorfas se pueden adherir con calor, pero generan un producto inutilizable que se contrae en una medida excesiva durante el procesamiento. Además, tales materiales carecen de estabilidad en la presencia de tintas comerciales a las temperaturas requeridas para el almacenamiento de instrumentos de escritura.

Por consiguiente, durante algún tiempo, los elementos de depósitos de tinta de poliéster fueron producidos comercialmente en forma de un haz no adherido de fibras compactadas y retenidas juntas en una unidad configurada en forma de barra por medio de un arrollamiento de película. Dependiendo del diseño del instrumento de escritura, en el que se incorporaron los depósitos, podían proveerse con un tubo "de respiración" de plástico de tubo pequeño, dispuesto entre el haz de fibras y la cubierta para servir como un paso de libración de aire, si es necesario.

Tales elementos de depósitos de tinta de fibras de poliéster arrollados con película, cuando se fabricaron con fibras de filamentos continuos paralelos, tenían capacidad adecuada para la retención de la tinta y propiedades para la liberación de la tinta para uso con ciertos tipos de instrumentos de marcar y de escribir, principalmente aquéllos que empleaban puntas o picos de fibras. Sin embargo, con el desarrollo más reciente de instrumentos de escribir de bola de rodillo que requieren una liberación más rápida de la tinta o un sistema "más húmedo", tales elementos de depósitos de tinta no son aceptables comercialmente. Los intentos para incrementar la velocidad de liberación de la tinta reduciendo la densidad de las fibras y/o cambiando el tamaño de las fibras tuvieron un éxito limitado, debido a que 1) la libración no era uniforme desde el comienzo hasta el fina; 2) la densidad reducida de las fibras disminuía la capacidad de retención de la tinta del depósito; 3) la estopa de poliéster de baja densidad formaba una "barra" muy blanda, que era difícil de manejar en el equipo de producción comercial automático de alta velocidad; y (4) la tinta era retenida a menudo tan floja que se producían "fugas" cuando se caían los instrumentos de escritura de incorporaban tales depósitos. Para verificar la existencia de "fugas", se deja caer en primer lugar la pluma o similar con la punta en primer lugar sobre una superficie dura. Si se produce una fuga o un chorro de cinta, entonces el producto no es aceptable.

Para solucionar tales "fugas" se han utilizado lonchas de poliéster que tienen fibras aleatorias, que retienen mejor la tinta a bajas densidades. Sin embargo, los elementos de depósitos de tinta de poliéster del tipo de loncha tienden hacia una blandura no deseable y a menudo experimentan una variación de peso no aceptable, que hace difícil controlar el flujo de tinta hasta un marcador de rodillo.

Formando el depósito a partir de fibras cortadas, tendidas de forma aleatoria, en lugar a partir de fibras paralelas de filamentos continuos. Se ha encontrado que se incrementan las propiedades de liberación de la tinta de los depósitos de longitud corta, pero en las longitudes más largas requeridas para una capacidad adecuada de retención de la tinta, esta construcción carece de capilaridad para funcionar adecuadamente.

Algunos de estos problemas de la técnica anterior fueron solucionados por técnicas descritas en Berger, patente de los Estados Unidos Nº 4.286.005 (la patente '005, cuyo asunto objeto se incorpora aquí en su integridad por referencia). El depósito de tinta de la patente '005 proporciona una combinación de capacidad de retención de la tinta y de propiedades de liberación de la tinta que son útiles con varios tipos de instrumentos de marcas o de escribir, que incluyen marcadores de rodillo o puntas de plástico. Tales depósitos de tinta se forman a partir de hojas coherentes de material fibroso termoplástico flexible compuesto de una red de interconexión de uniones de filamentos continuos, altamente dispersos, dispuestos de forma aleatoria, que ha sido estampada con una pluralidad de muescas paralelas que se extienden longitudinalmente y formadas o compactadas en un cuerpo configurado en forma de barra dimensionalmente estable, cuyo eje longitudinal se extiende paralelo a las muescas estampadas. Este depósito de tinta podría proveerse con una ranura longitudinal que se extiende continuamente a lo largo de la periferia de toda la longitud de su cuerpo si se requería un paso "de respiración" para el diseño particular el barril. Desafortunadamente, el depósito de tinta de la patente '005, aunque soluciona muchos problemas de los productos de la técnica anterior, requerían el uso de materiales relativamente costoso, que tienen una forma compleja y, por esta razón, no han encontrado aceptación comercial.

La mayoría de los depósitos de tinta de poliéster disponibles en el comercio se fabrican actualmente por el proceso descrito en Berger, patente de los Estados Unidos Nº 4.729.808 (la patente '808, cuyo asunto objeto se incorpora aquí por referencia) que utiliza un hilo estirado de materia prima, referido con frecuencia como "hilo estirado retorcido falso", que tenía propiedades inusuales, que incluyen la capacidad para estirarse y rizarse o retorcerse. En su mayor parte, el producto y el proceso de la patente '808 solucionaron substancialmente todos los problemas de la técnica anterior mencionados anteriormente y, por lo tanto, ha conseguido una aceptación considerable en el mercado de instrumentos de marcas y de escribir. Sin embargo, el hilo retorcido falso requiere el uso de fibras hiladas fundidas, que tienen por término medio más de 2 denier por filamento (dpf) -aproximadamente 2 micras de diámetro. Aunque las fibras más largas son útiles en algunos sistemas húmedos, ocupan mucho volumen, de manera que existe menos espacio intersticial para retener la tinta y, por lo tanto, menos capacidad en el depósito. Las fibras de tamaño pequeño, menores que aproximadamente 12 micras, que no se pueden conseguir con hilo retorcido falso, proporciona una presión de liberación mejorada sin reducir la capacidad. La presión de liberación más elevada, que reduce al mínimo las fugas, un problema particular con algunas composiciones de tinta de tensión superficial muy baja, es difícil de realizar con hilo retorcido falso. El incremento de la densidad para mejorar las fugas reduce adicionalmente la capacidad.

Como se ha indicado, los poliésteres tales como tereftalato de polietileno, que exclusivamente efectivos en la producción de elementos de depósito de tinta debido a su compatibilidad con formulaciones de tinta actualmente en uso, son costosos comparados con otros materiales polímeros. Por lo tanto, sería muy altamente deseable la capacidad de reducir al mínimo la cantidad de tereftalato de polietileno necesario para la producción de un depósito de tinta que tiene una capacidad aceptable de retención de la tinta, aun siendo capaz de liberar de forma controlada la tinta en un instrumento de marcas o de escribir. El uso de una fibra bicomponente, que substituye una porción significativa del tereftalato de polietileno con un polímero de coste más bajo es problemático debido a que el tereftalato de polietileno tiene un punto de fusión más alto que los polímeros termoplásticos comunes, con lo que se puede conjugar, tales como tereftalato de polipropileno o de polibutileno. Por lo tanto, sería previsible que una fibra bicomponente de funda y núcleo, en la que la funda fuese efectivamente totalmente tereftalato de polietileno, como se requiere para la compatibilidad con la tinta, no sería suficientemente adhesiva para producir una barra porosa substancialmente auto-portante para aplicación comercial como un depósito de tinta. Además, la atenuación de tales materiales por técnicas convencionales de embutición o de estiramiento para producir fibras bicomponentes finas capaces de formar una barra porosa de alta capacidad está limitada por la diferencia en las propiedades de procesamiento de los polímeros conjugados que dan como resultado la delaminación o separación del núcleo fuera de la funda durante el estiramiento. Éstos y otros problemas anticipados han desmotivado el uso de tecnología de formación de fibras bicomponentes hasta ahora en la producción de elementos de depósitos de tinta para instrumentos de marcar y de escribir. De una manera sorprendente, hemos encontrado que con una selección cuidadosa de las técnicas de procesamiento y de los materiales, se puede procesar comercialmente una fibra bicomponente que tiene una funda completa de tereftalato de polietileno para producir un elemento de depósito de tinta de bajo coste, altamente eficiente. El elemento poroso de acuerdo con la invención puede ser, por lo tanto, un elemento de depósito de tinta, definiendo dicha red de fibras continuas espacios intersticiales de intercomunicación capaces de retener y de liberar de forma controlada una cantidad de tinta; un elemento de este tipo puede ser una barra porosa que incluye adicionalmente [a] un paso alargado que se extiende a lo largo de toda la longitud de dicha barra porosa para definir un paso de aire desde un extremo hasta el otro extremo de la misma y/o [b] una película continua que envuelve substancialmente dicha barra porosa. Un instrumento de marca o de escribir puede incluir un elemento de depósito de este tipo, comprendiendo el instrumento un miembro de barril hueco alargado, cerrado en un extremo y que lleva una punta de marcar o de escribir en el extremo opuesto, estando el elemento de depósito contenido dentro del barril en contacto con dicha punta, y estando retenida una cantidad de tinta por dicho elemento de depósito para liberación controlada a través de dicha punta. Un instrumento de este tipo puede tener un paso de aire definido por un receso longitudinal formado en una película continua que envuelve circunferencialmente dicha barra porosa, extendiéndose dicho paso de aire de forma continua a lo largo de la periferia de dicha barra porosa desde uno al otro extremo.

Aunque una aplicación principal de la invención se refiere a elementos de depósito de tinta para uso en instrumentos de marchas y escribir, las fibras bicomponentes se pueden utilizar efectivamente para muchos otros productos importantes en el comercio. Por ejemplo, las láminas de fibras de este tipo tienen propiedades excelentes de filtración, que las hacen particularmente útiles en entornos de filtración a alta temperatura debido al punto de fusión relativamente alto del tereftalato de polietileno. Además, la misma barra porosa, que se puede utilizar como un elemento de depósito de tinta, comprende una red de fibras continuas que define trayectorias intersticiales tortuosas que son efectivas para capturas material en partículas finas cuando se hace pasar un gas o líquido a través de ellas en una aplicación de filtración. Las barras de filtro producidas a partir de tales materiales son substancialmente auto-portantes y proporcionan dureza aceptable en el comercio, caída de la presión, resistencia al estiramiento y características de filtración cuando se utilizan, por ejemplo, como elementos de filtro de fumar tabaco en la producción de cigarrillos con filtro o similares. Aunque las propiedades de sabor de la funda del polímero de tereftalato de polietileno en las fibras bicomponentes de un elemento de filtro de este tipo pueden no ser aceptables para muchos fumadores, se considera que es posible añadir un material de modificación del humo o de modificación del sabor a la superficie del filtro o incluso mezclar un material tal como u extracto de tabaco, o incluso mentol, en el polímero de formación de la funda para solucionar este problema. Además, la introducción de un aditivo, tal como partículas de carbón activado que mejora la eficiencia de filtración de la fase de gas de un elemento de filtro de fumar tabaco, en el entorno altamente turbulento producido en la salida de la tobera de extrusión de bicomponentes de funda y núcleo por las corrientes de gas a alta presión utilizadas en la atenuación del moldeo por soplado, da como resultado una incorporación sorprendentemente uniforme y una adhesión del aditivo en la cinta o velo y, en último término, en la barra de filtro, producida a partir de ello. El elemento poroso de acuerdo con la invención puede ser, por lo tanto, un elemento de filtro de fumar tabaco, definiendo dicha red de fibras continuas una trayectoria intersticial tortuosa para el paso de humo a través de la misma, y sus fibras pueden llevar aditivo (por ejemplo, seleccionado a partir de carbón activado o agente aromatizante). Una porción de filtro, que comprende un elemento de filtro de este tipo, se puede conectar a una porción de tabaco de un cigarrillo con filtro a través de envoltura de la punta.

Por lo tanto, esta invención tiene aplicaciones comerciales significativas en la producción de depósitos de mecha, es decir, materiales diseñados para absorber un líquido y para liberarlo posteriormente de forma controlada como en un depósito de tinta para un instrumento de marcar y de escribir. Es particularmente útil en la producción de filtros, ya sea en forma de lámina o en forma de barra.

Adicionalmente, debido a su alta capacidad, tales materiales funcionan efectivamente como simples mechas para el transporte de líquido desde un lugar a otro por acción capilar. Las propiedades de mecha de estos materiales se pueden utilizar, por ejemplo, en las puntas fibrosas encontradas en ciertos instrumentos de marcar y de escribir. El elemento poroso de la invención puede ser, por lo tanto, una mecha de flujo lateral diseñada para transportar tinta entre un depósito de tinta y una bola de rodadura en un instrumento de escribir, o una pluma para extraer y aplicar tinta desde un depósito a una superficie utilizada en un instrumento de marcar o de escribir. Las mechas de esta naturaleza se utilizan también en diversas aplicaciones médicas, por ejemplo como una mecha de flujo lateral para transportar un fluido corporal a un sitio de ensayo en un dispositivo de diagnóstico.

Los productos fabricados por la presente invención no sólo son útiles como mechas y depósitos de mecha, sino que se pueden utilizar también como depósitos de absorción, es decir, como una membrana para absorber y retener simplemente un líquido tal como en un pañal o en una compresa de incontinencia; o como un tampón de depósito capilar para absorber el exceso de tinta en un dispositivo de imprenta. Los depósitos de absorción de este tipo son útiles también en aplicaciones médicas, por ejemplo como un depósito para recoger y retener fluidos corporales que han pasado a través de un sitio de ensayo en un dispositivo de ensayo de diagnóstico; como un dispositivo de absorción para la toma de saliva o de otros fluidos corporales desde una cavidad corporal; o como material de filtro para filtrar materia sólida desde fluidos corporales en la preparación para ensayo de diagnóstico o para fines terapéuticos. Por ejemplo, una capa o compresa de material de este tipo se puede utilizar en un dispositivo de ensayo de diagnóstico de inmunoensayo de enzima, en el que se extraerá un fluido corporal a través de los poros finos de una membrana fina revestida, por ejemplo, con anticuerpos monoclonales que interactúan con antígenos en el fluido corporal impulsado a través de la membrana y retenido lugar en el depósito de absorción. También es posible un elemento poroso de acuerdo con la invención, en el que la superficie de dichas fibras bicomponentes es hidrófoba y en el que dicho elemento [a] es un material de filtro para uso como un filtro de ventilación en una punta de pipeta o [b] un material de filtro para uso en un sistema de inyección de solución intravenosa.

De acuerdo con formas de realización preferidas de esta invención, las fibras bicomponentes son atenuadas a medida que salen desde la tobera de extrusión de funda y núcleo bicomponente utilizando técnicas de fundición por soplado disponibles para producir una cinta o velo, donde la fibras tienen, por término medio, un diámetro de aproximadamente 12 micras o menos, hasta 5 micras e incluso 1 micra. Las fibras hiladas fundidas de un tamaño mayor o incluso a las fibras fundidas por soplado mayores, tal vez del orden de 20 micras, son útiles en ciertas aplicaciones, por ejemplo en algunas aplicaciones de mecha, donde la resistencia es más importante que la capilaridad; sin embargo, las fibras fundidas por soplado más finas que son posibles en esta invención tienen ventajas significativas en la mayoría de las aplicaciones mencionadas anteriormente. Por ejemplo, en los depósitos de tinta, estas fibras de diámetro pequeño proporcionan un área superficial grande, y una capacidad de retención incrementada en comparación con los depósitos de tinta convencionales disponibles actualmente producidos totalmente de tereftalato de polietileno. De la misma manera, en los elementos de filtro de fumar tabaco, el tamaño fino de las fibras de los filamentos continuos bicomponentes fundidos por soplado proporciona una eficiencia de filtración mejorada, proporcionando un área superficial de las fibras incrementada como el mismo peso de la fibra.

Por lo tanto, las fibras bicomponentes en esta invención, que contienen una funda continua de tereftalato de polietileno sobre un núcleo de polipropileno o de otro polímero cristalino, particularmente las fibras bicomponentes fundidas por soplado, tienen propiedades únicas e importantes comercialmente. Al contrario de las fibras de poliéster monocomponente fundidas por soplado, las fibras bicomponentes fundidas por soplado en esta invención son menos frágiles y evidencian mucha menos retracción con calor. Las fibras bicomponentes fundidas por soplado en esta invención solamente se retraen un 6% en la fase amorfa y 0% después del calentamiento hasta o por encima de 90ºC para cristalizar el tereftalato de polietileno. Esto en comparación con una retracción del 40 al 60% del tereftalato de polietileno fundido por soplado convencional.

La rigidez de las fibras en esta invención es mayor que la del polietileno fundido por soplado convencional; esto se refleja en un volumen más alto y más elástico. Además, la rigidez de las fibras bicomponentes y la adhesión del producto permite el uso de un material de arrollamiento menos grueso que el usado actualmente en la producción de los depósitos de tinta. De la misma manera, la resistencia al disolvente de las fibras bicomponentes fundidas por soplado aquí, que tienen una cubierta continua de tereftalato de polietileno cristalizado, es también muy superior a las fibras de polipropileno cuando se exponen a disolventes aromáticos, alifáticos y clorados.

Las cintas fibrosas o velos formados en el método de la invención se pueden adherir térmicamente con fluidos calientes, tales como aire caliente, vapor saturado, u otros medios de calentamiento debido a la propiedad inusual de la funda de tereftalato de polietileno de experimentar la cristalización a una temperatura menor que la temperatura de fundición del material del núcleo. Por lo tanto, la funda de tereftalato de polietileno es todavía amorfa hasta 90º o así en la cinta o velo fundidos por soplado recogidos. A medida que la cinta o velo es reunido o configurado en una zona de tratamiento de vapor u otra zona de tratamiento, las fibras se adhieren en sus puntos de contacto y se cristaliza el tereftalato de polietileno. La temperatura de fundición más alta del material del núcleo cristalino soporta la funda durante la etapa de calefacción y reduce al mínimo la retracción de la fibra bicomponente a medida que se cristaliza el tereftalato de polietileno. Sin embargo, una vez calentado a temperatura por encima de aproximadamente 90ºC, el producto configurado es relativamente auto-portante y el tereftalato de polietileno cristalizado hace que la funda se vuelva resistente al disolvente.

El método de esta invención permite la extrusión de las fibras y la fundición por soplado, y la conversión de la cinta de fibras resultante en una barra porosa alargada substancialmente auto-portante (que se puede dividir para el uso, por ejemplo, como elementos de depósito de tinta o filtros de fumar tabaco), es un proceso de una etapa o continuo. La barra porosa puede ser arrollada o cubierta de forma continua con una película o capa, si se desea, y se puede formar continuamente un paso de aire longitudinalmente a lo largo de la periferia de la barra porosa de una manera evidente. De la misma manera, si la barra porosa debe utilizarse como un filtro de cigarrillo, se puede encajar de una manera continua en una envoltura de filtro de papel permeable o impermeable al aire, si se desea, antes de que la barra sea cortada en barras de filtro discretas o tapones de filtro.

El elemento poroso de esta invención puede tener un área superficial alta y una porosidad muy alta, con preferencia mayor que 70%, siendo al menos una porción principal (preferentemente todas) de las fibras, que son dichas fibras bicomponentes, una funda continua de tereftalato de polietileno o un componente de la misma, y siendo el elemento dimensionalmente estable a temperaturas hasta 100ºC y resistentes a disolventes orgánicos comunes de la tinta, tales como alcoholes, cetonas y xileno hasta al menos 60ºC. Evidentemente, los productos de esta invención pueden ser de varios tipos y formas. En muchos casos, tales como, por ejemplo, cuando se utilizan como un depósito de tinta o un filtro de cigarrillos, tales elementos serán generalmente alargados y substancialmente cilíndricos. Sin embargo, cuando se utilizan, por ejemplo para otras aplicaciones, los elementos tri-dimensionales pueden estar configurados, tal como por rectificación o de cualquier otra manera convencional, dependiendo de su aplicación particular. Por lo tanto, aunque el término "barra porosa alargada" se utiliza aquí para describir muchos de estos elementos, debería entenderse que este término no está destinado para ser limitado a una forma cilíndrica, excepto conde sea apropiada tal configuración.

El método de esta invención produce con preferencia tales elementos alargados substancialmente auto-portantes combinando tecnología de extrusión bicomponentes con atenuado de fundición por soplado para producir una cinta o velo de fibras finas altamente enmarañadas con una funda de tereftalato de polietileno substancialmente amorfo o un copolímero del mismo, que se puede adherir a una temperatura más baja que el punto de fusión del material de núcleo, y luego reuniendo la cinta o velo y calentándolos por un fluido caliente, con preferencia vapor saturado, o en un horno dieléctrico, para adherir las fibras en sus puntos de contacto y cristalizar el tereftalato de polietileno al mismo
tiempo.

Los productos que incorporan elementos porosos de la invención pueden ser útiles en el comercio como a) depósitos de mecha, que incluyen depósitos de tinta e instrumentos de marcas y de escribir que incorporan la misma; 2) materiales de filtración, que incluyen filtros de fumar tabaco y cigarrillos de filtro formados a partir de ellos; 3) mechas para el transporte de líquido desde un lugar a otro por acción capilares, que incluyen puntas fibrosas para instrumentos de marcar y de escribir y mechas capilares en aplicaciones médicas diseñadas para el transporte de un fluido corporal hasta un sitio de ensayo en un dispositivo de diagnóstico; y 4) depósitos de absorción, que incluyen membranas para absorber y retener un líquido, tal como un pañal o una compresa de incontinencia, o en aplicaciones médicas tales como dispositivos de ensayo de diagnóstico de inmunoensayo de enzimas, donde una compresa de un material de este tipo absorberá un fluido corporal a través de una membrana fina y retendrá el fluido impulsado a través de la
misma.

Aunque todas las aplicaciones anteriores son importantes comercialmente, un producto principal de esta invención es un depósito de tinta de alta capacidad para un instrumento de marcar o de escribir definido por una barra porosa alargada formada de una red de fibras bicomponentes finos que tienen una funda continua de tereftalato de polietileno o un copolímero del mismo que es compatible con todas las formulaciones de tinta disponibles actualmente y que proporciona una presión de liberación adecuada para reducir al mínimo las "fugas" incluso cuando se utiliza en un bolígrafo de bola rodante o similar.

Después del estudio adicional de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones anexas, serán evidentes para los técnicos en la materias los objetos y ventajas adicionales de esta invención.

Breve descripción de los dibujos

Una mejor comprensión de la presente invención, así como otros objetos, características y ventajas de la misma, serán evidentes después de la consideración de la descripción detallada mostrada aquí, en conexión con los dibujos que se acompañan, donde los mismos caracteres de referencia se refieren a las mismas partes.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva ampliada de una fibra bicomponente de "funda y núcleo" para la presente invención.

La figura 2 muestra una vista en alzado extrema ampliada de un bicomponente configurado en forma de trébol o en forma de "Y" para esta invención.

La figura 3 es una vista similar de una forma de realización configurada en forma de "X" o en forma de cruz de una fibra bicomponente para esta invención.

La figura 4 es una vista en perspectiva ampliada de un elemento alargado substancialmente auto-portante de esta invención formado a partir de una cinta de las fibras bicomponentes.

La figura 5 es una vista en sección transversal, parcialmente fragmentaria, de una forma de un instrumento de escribir de la naturaleza de un bolígrafo de bola rodante desechable, que incorpora un depósito de tinta, y posiblemente una mecha de bola rodante, de acuerdo con la invención.

La figura 6 es una vista en alzado lateral de un elemento de depósito de tinta de acuerdo con esta invención, que incluye un paso de aire periférico longitudinalmente continuo formado de forma integral en el mismo.

La figura 7 es una vista de la sección transversal alargada a lo largo de las líneas 7-7 de la figura 6.

La figura 8 es una vista en alzado lateral, parcialmente fragmentaria, de un instrumento de marcas de la naturales que se designa comúnmente como marcador de "punta de fieltro", que incorpora también un depósito de tinta y, en este caso, una punta fibrosa, de acuerdo con la invención.

La figura 9 es una vista en perspectiva de una barra de filtro arrollado para fumar tabaco de acuerdo con la invención, producido a partir de fibras bicomponentes.

La figura 10 es una vista en perspectiva ampliada de un cigarrillo que incluye un elemento de filtro de acuerdo con esta invención.

La figura 11 es una vista en alzado esquemática de un dispositivo de ensayo de diagnóstico que incorpora una mecha de flujo lateral de acuerdo con la invención, que está diseñado para el transporte de un fluido corporal hasta un sitio de ensayo.

La figura 12 muestra una vista en alzado esquemática de una punta de una pipeta o un sistema de inyección de solución intravenosa que incorpora una compresa de material de acuerdo con la invención diseñada como un filtro en-línea para tratamiento in vitro o in vivo de una muestra de líquido.

La figura 13 es una vista esquemática de una forma de una línea de proceso para la producción de barras porosas de esta invención a partir de fibras bicomponentes.

La figura 14 es una vista esquemática ampliada de la porción de la tobera de fundición por soplado de funda y núcleo de la línea de proceso de la figura 13.

La figura 15 es una vista esquemática ampliada de un elemento de tobera hendido para formar fibras bicomponentes para la invención.

La figura 16 es una vista esquemática de la sección transversal de un aparato de tratamiento con vapor que se puede utilizar para adherir y formar una barra porosa continua de acuerdo con la presente invención; y

La figura 17 es una vista esquemática de un medio calefactor alternativo de la naturaleza de un horno dieléctrico para adherir y formar la barra porosa continua de esta invención.

Descripción detallada de la invención

El método de fabricación de los polímeros específicos utilizados en la producción de las fibras bicomponentes no es parte de la invención. Los procesos para la producción de estos polímeros son bien conocidos en la técnica y, como se ha indicado anteriormente, se pueden utilizar la mayoría de los materiales de tereftalato de polietileno o copolímeros de los mismos que están disponibles en el comercio. Aunque no es necesario utilizar materiales de funda y núcleo, que tengan la misma viscosidad de fundición, puesto que cada polímero se prepara por separado en el proceso de fundición por soplado de fibras bicomponentes, puede ser deseable seleccionar un material de núcleo, por ejemplo tereftalato de polipropileno o de polibutileno, de un índice de fundición similar al índice de fundición del polímero de la funda o, si es necesario, modificar la viscosidad del polímero de la funda para que sea similar al del material del núcleo para asegurar la compatibilidad en el proceso de extrusión de la fundición a través de la tobera de bicomponentes. La provisión de componentes de funda y núcleo con índices de fundición compatibles no es un problema significativo para los técnicos en la materia con polímeros termoplásticos y aditivos disponibles en el comercio.

Adicionalmente, aunque se hace referencia, por ejemplo, a una funda formada de tereftalato de polietileno o de un copolímero del mismo, se pueden incorporar o mezclar aditivos con el polímero antes de la extrusión para proporcionar las fibras y los productos producidos a partir de ellas con propiedades únicas, por ejemplo capacidad hidrófila incrementada o incluso capacidad hidrófoba incrementada.

Aunque el tereftalato de polipropileno de polibutileno son los materiales preferidos para el núcleo por las razones descritas más adelante, se pueden utilizar otros polímeros termoplásticos altamente cristalinos, tales como polietileno de alta densidad, así como poliamidas, tales como nylon 6 o nylon 66. El requerimiento principal del material del núcleo es que sea cristalizado cuando sea extruído o se pueda cristalizar durante el proceso de fundición por soplado. Por el contrario, el tereftalato de polietileno requiere normalmente una fase de estiramiento separada para la cristalización.

El polipropileno es un material preferido para la formación del núcleo debido a su bajo precio y a la facilidad de procesamiento. Se ha encontrado también que el polipropileno es particularmente útil para proporcionar la resistencia del núcleo que es necesaria para la producción de fibras finas utilizando técnicas de fundición por soplado. Se pueden utilizar varios polipropilenos modificados como el material de formación del núcleo para conseguir incluso una adhesión mejorada a la funda, tal como polipropilenos modificados con anhídrido designado con BYNEL CXA Serie 5000 de Dupont u otros polipropilenos de anhídridos de ácidos (con preferencia anhídrido de ácido maleico), polipropilenos funcionalizados con anhídrido, polipropilenos adhesivos, tales como polipropilenos adhesivos que se pueden extruir designados con PLEXAR de Quantum Chemical Corporation, u otros polipropilenos reactivos.

A diferencia del tereftalato de polietileno, el tereftalato de polibutileno cristaliza fácilmente y no es amorfo durante un periodo de tiempo apreciable. Por lo tanto, no es efectivo como un material para la formación de la funda de acuerdo con esta invención porque el fibra bicomponente resultante no se puede adherir. Una fibra bicomponente de funda de tereftalato de polietileno/núcleo de tereftalato de polibutileno tiene, sin embargo, la ventaja de una adhesión especialmente efectiva entre la funda y el núcleo debido a las propiedades similares en estos polímeros de poliéster relacionados, y es estable a temperaturas que se aproximan a 250ºC, en contraste con la degradación del producto a temperaturas substancialmente más bajas cuando se utiliza una fibra bicomponente de núcleo de poli-
propileno.

Ahora se hace referencia, en general, a los dibujos y, más particularmente, a la figura 1, en la que se muestra esquemáticamente una fibra bicomponente preferida para la invención en 20. Naturalmente, el tamaño de la fibra y las proporciones relacionadas de las porciones de la funda y del núcleo de la misma han sido exageradas en gran medida para mayor claridad de la ilustración. La fibra 20 tiene preferentemente una funde 22 de tereftalato de polietileno o de copolímero de tereftalato de polietileno y un núcleo 24 de tereftalato de polipropileno o de polibutileno. El material del núcleo constituye al menos aproximadamente el 30% y hasta aproximadamente el 90% en peso del contenido total de la fibra.

Es bien conocido que la presión capilar y la absorción de los medios porosos se incrementan en proporción aproximadamente directa a la superficie humedecible de la fibra. Una manera de incrementar la superficie de la fibra consiste en modificar la sección transversal de la fibra para producir fibras trilobulares o en forma de "Y" u otras secciones transversales de ramificaciones múltiples, tales como formas de "X" o de "H". Por lo tanto, los imperativos del proceso han producido fibras no redondas que son relativamente grandes, que dan lugar a un medio de absorción de área superficial grande, pero con un número relativamente bajo de fibras colocadas alejadas unas de las otras. Tales medios tienen poros grandes y, aunque retienen un líquido en la superficie de la fibra, el líquido es retenido débilmente en el centro de los poros. Esto es particularmente desfavorable en la producción de un depósito de tinta para instrumentos de escribir y de marcar, que requieren una liberación controlada de tinta suficiente hasta la punta o pico de escritura, reteniendo al mismo tiempo tinta suficiente para evitar las fugas bajo impacto (como en el ensayo de caída convencional) o en presencia de temperaturas crecientes (como en el ensayo de transporte y de horno convencional).

Con una densidad aparente o peso constante de la fibra, la superficie se incrementa a medida que disminuye el diámetro de la fibra. Los medios de absorción producidos de numerosas fibras pequeñas tienen una retención más uniforme y se pueden adaptar mejor para rendimiento óptimo. El proceso de fundición por soplado bicomponente utilizado con preferencia en la invención proporciona fibras finas con área superficial incrementada que tiene presión capilar y absorción mejoradas sobre las fibras ordinarias, incluso aquéllas que tienen secciones transversales no redondas. El caudal de flujo de un líquido solamente puede ser controlado a través de cambios de la densidad, cuando se utilizan las fibras comerciales más pequeñas. Con las técnicas de moldeo por soplado de esta invención, el caudal se puede controlar simplemente cambiando el tamaño de la fibra.

No obstante, si se desea, se pueden producir incluso fibras bicomponentes finas de sección transversal no redonda en esta invención para aplicaciones particulares. Por lo tanto, seleccionando los orificios en la tobera de extrusión de la funda y el núcleo de una forma adecuada, se pueden producir fibras bicomponentes fundidas por soplado con una sección transversal no redonda que tienen un área superficial incluso incrementada, que pueden ser ventajosas, por ejemplo, si el producto debe utilizarse como un filtro. Además, la sección transversal no redonda de las fibras mejora el uso de aire cuando la fibra es atenuada por técnicas de moldeo por soplado. Una fibra 20a configurada trilobular o en forma de "Y" se muestra en la figura 2 con una funda 22a y un núcleo 24a. De una manera similar, una fibra bicomponente en forma de cruz o en forma de "X", como se ve en 20b en la figura 3, que tiene una funda 22b y un núcleo 24b, es ilustrativa de muchas secciones posibles de núcleo de fibras de patas múltiples. Se verá que, en cada caso, la funda de tereftalato de polietileno cubre totalmente el material del núcleo. El fallo en la cobertura de cualquier porción importante del material del núcleo reduce o anular muchas de las ventajas de la invención.

Las figuras 13 a 17 ilustran de forma esquemática el equipo preferido utilizado en la fabricación de una fibra bicomponente, y el procesamiento de la misma en elementos porosos continuos, tri-dimensionales - que se pueden subdividir posteriormente para formar, por ejemplo, elementos de depósitos de tinta que son incorporados en instrumentos de marcas o de escribir, o para formar elementos de filtro de fumar tabaco que son incorporados en cigarrillos de filtro o similares. La línea general de procesamiento es designada, en general, por el número de referencia 30 en la figura 13. En la forma de realización mostrada, las fibras bicomponentes se producen en línea con el equipo utilizado para procesar las fibras en los elementos porosos. Un dispositivo de este tipo es aplicable en la práctica con las técnicas de fundición por soplado, debido a la cantidad reducida de equipo que se requiere para este procedimiento. Aunque el procesamiento en línea tiene ventajas comerciales evidentes, se entiende que la invención no está limitada a ello; las fibras bicomponentes y las cintas o velos formados a partir de tales fibras se pueden producir y procesar por separado de acuerdo con la invención en diversos productos en operaciones separadas o secuenciales.

Ya sea en línea o separadas, las fibras propiamente dichas se pueden producir utilizando técnicas estándar de hilado de fibras para formar filamentos bicomponentes de funda y núcleo como se ve, por ejemplo, en Powell, patentes de los Estados Unidos Nº 3.176.345 ó 3.192.562 o Hills, patente de los Estados Unidos Nº 4.406.850 (las patentes '345, '562 y '850, respectivamente, cuyos asuntos objeto son incorporados aquí en su integridad por referencia). De la misma manera, son bien conocidos métodos y aparatos para fundir por soplado materiales de fibras, ya sean bicomponentes o no. Por ejemplo, se hace referencia a las patentes '245, '995 y '759 mencionadas anteriormente así como a Schwarz, patentes de los Estados Unidos Nº 4.380.570 y 4.731.215, y a Lohkamp y col., patente de los Estados Unidos Nº 3.825.379 (las patentes '570, '215 y '379, respectivamente, cuyos asuntos objeto se incorporan aquí en su integridad por referencia). Las referencias anteriores deben considerarse como ilustrativas de técnicas y aparatos bien conocidos para la formación de fibras bicomponentes y para la fundición por soplado para atenuación que se puede utilizar en la invención, y no deben interpretarse como limitación de la misma.

En cualquier caso, una forma de una tobera de fundición por soplado de una funda y núcleo se muestra ampliada de forma esquemática en las figuras 14 y 15 en 35. El polímero fundido 36 de formación de la funda y el polímero fundido 38 de formación del núcleo son alimentados a la tobera 35 y son extruídos a partir de ella a través de un paquete de cuatro placas hendidas de distribución del polímero, que se muestran de forma esquemática en 40, 43, 44 y 46 en la figura 15, que puede ser del tipo descrito en la patente '850 mencionada anteriormente.

Utilizando técnicas y equipo como se ilustran en la patente '759, se extruyen las fibras bicomponentes 50 fundidas de funda y núcleo en una corriente de aire a alta velocidad, que se muestra de forma esquemática en 52, que atenúa las fibras 50, permitiendo la producción de fibras bicomponentes finas del orden de 12 micras o menos. Con preferencia, una pulverización de agua mostrada de forma esquemática en 54 es dirigida transversalmente a la dirección de extrusión y atenuación de las fibras bicomponentes 50 fundidas por soplado. La pulverización de agua enfría las fibras 50 para mejorar el enmarañado de las fibras, reduciendo al mínimo al mismo tiempo la adhesión de las fibras entre sí en este punto en el procesamiento, manteniendo de esta manera el carácter de pelusa de la masa fibrosa e incrementando la productividad.

Si se desea, se puede incorporar un acabado reactivo en la pulverización de agua para producir una superficie de la fibra de tereftalato de polietileno más hidrófila o "humedecible". Incluso se puede añadir un lubricante o un agente tensioactivo a la cinta de fibras de esta manera, aunque, a diferencia de las fibras hiladas que requieren un lubricante para reducir al mínimo la fricción y la estática en las operaciones de estiramiento siguientes, las fibras fundidas por soplado no necesita, en general, tales tratamientos de la superficie. La posibilidad de evitar tales aditivos es particularmente importante, por ejemplo, en dispositivos de diagnóstico médicos, donde estos materiales extraños pueden interferir o reaccionar con los materiales que se están ensayando.

Por otra parte, incluso para ciertas aplicaciones médicas, el tratamiento de las fibras o de los elementos tri-dimensionales, o bien a medida que son formados o posteriormente, puede ser necesario o deseable. Por lo tanto, aunque el producto resultante puede ser un elemento poroso que deja pasar fácilmente un gas, tal como el aire, es posible por tratamiento superficial o por el uso de un polímero de formación de la funda combinado de forma adecuada, hacer que las fibras se vuelvan hidrófobas, para que, en ausencia de presiones extremadamente altas, pueda funcionar para impedir el paso de un líquido seleccionado. Tal propiedad es particularmente deseable cuando se utiliza un elemento poroso de acuerdo con la invención, por ejemplo como un filtro de ventilación en una punta de una pipeta o en un sistema de inyección de solución intravenosa. Los materiales para tratar la fibra de esta manera son bien conocidos y la aplicación de tales materiales a la fibra o al elemento poroso a medida que se forman están perfectamente dentro del conocimiento de los técnicos en la materia.

Adicionalmente, se puede soplar una corriente de un material en partículas, tal como carbón activado granular o similar (no se muestra), en la masa fibrosa a medida que emana desde la tobera, produciendo una uniformidad excelente como resultado de la turbulencia causada por el aire a alta presión utilizado en la técnica de fundición por soplado. De la misma manera, se puede pulverizar un aditivo líquido, tal como un agente aromatizante o similar sobre la masa fibrosa de la misma manera.

La masa fibrosa fundida por soplado es recogida de forma continua como una cinta o velo 60 enmarañados, dispersados de forma aleatoria, sobre una cinta transportadora que se muestra de forma esquemática en 61 en la figura 13 (o una pantalla convencional cubierta con un tambor de recopilación a vacío, como se ve en la patente '759, y no se muestra aquí), que separa la cinta fibrosa del aire arrastrado para facilitar el procesamiento adicional. Esta cinta o velo 60 de fibras bicomponentes fundidas por soplado es adecuada, en una forma, para procesamiento inmediato sin atenuación siguiente o procesamiento de inducción del rizado.

El material de la funda de tereftalato de polietileno en este punto del procesamiento es todavía amorfo. Por el contrario. El material del núcleo, ya sea polipropileno, tereftalato de polibutileno u otro polímero adecuado, es cristalino, proporcionando resistencia a las fibras bicomponentes y excluyendo una retracción significativa de estos materiales.

El resto de la línea de procesamiento mostrado en la figura 13 puede utilizar aparatos conocidos en la producción de elementos de filtros para fumar tabaco de acetato de celulosa plastificado, aunque pueden ser necesarias pequeñas modificaciones en sus elementos individuales con el fin da facilitar la adhesión térmica de las fibras. Aparatos ejemplares se verán, por ejemplo, en Berger, patentes de los Estados Unidos Nº 4.869.275, 4.355.995, 3.637.447 y 3.095.343 (las patentes '275, '995, '447 y '343, cuyos asuntos objetos se incorporan aquí en toda su integridad por referencia). La cinta o velo de fibras bicomponentes 60 de la funda y núcleo fundidas por soplado no se adhiere o se adhiere muy ligeramente en este punto y es estirada por rodillos de intersticio de contacto 62 en un chorro de material 64, donde es abierto como se ve en 66 y reunido en una forma de barra 68 en un medio calefactor 70, que puede comprender una tobera de aire o vapor caliente, como se muestra en 70a en la figura 16 (del tipo descrito en la patente '343), o un horno dieléctrico como se muestra en 70b en la figura 17. Los medios calefactores elevan la temperatura de la cinta o velo reunidos por encima de 90ºC aproximadamente para endurecer la barra, ablandando en primer lugar el material de la funda para adherir las fibras entre sí en sus puntos de contacto y luego cristalizando el material de la funda de tereftalato de polietileno. El elemento 68 es refrigerado entonces por aire o similar en la tobera 72 para producir una barra de fibras 76 altamente porosas, estable y relativamente auto-portante.

Para los depósitos de tinta, la adhesión de las fibras solamente tiene que proporcionar resistencia suficiente para formar la barra y mantener la estructura de los poros. Opcionalmente, en función de su uso último, la barra porosa 75 se puede revestir con un material de plástico de una manera convencional (no se muestra) o se puede envolver con una película de plástico o con una envoltura de papel 76, como se muestra de forma esquemática en 78 para producir una barra porosa envuelta 80. La barra de fibras porosas 80 producida de forma continua, ya sea envuelta o no, puede pasar a través de un cabezal portacuchillas 82 estándar, en cuyo punto se corta en longitudes preseleccionada y son depositadas en una máquina automática de embalaje.

Subdividiendo la barra porosa continua de cualquier manera bien conocida, se forman una pluralidad de elementos porosos discretos, uno de los cuales se ilustra de forma esquemática en 90 en la figura 4. Cada elemento 90 comprende un cuerpo alargado permeable al aire de fibras bicomponentes finas fundidas por soplado, tales como se muestran en 20 en la figura 1, adheridas en sus puntos de contacto para definir un elemento auto-portante, altamente porosa, de un área superficial grande, que tiene propiedades capilares excelentes cuando se utiliza como un depósito o mecha y que proporciona una trayectoria intersticial tortuosa para el paso de un gas o líquido utilizado como filtro.

Se entiende que los elementos 90 producidos de acuerdo con esta invención no tienen que ser de construcción uniforme a través de los mismos, como se ilustra en la figura 4. Por ejemplo se puede prever una muesca periférica continua, que se extiende longitudinalmente, como se ve en 92 en las figuras 6 y 7, como un paso de aire en un depósito de tinta 95 (que puede o no incluir un revestimiento o envoltura de película 96), si es necesario, para uso, por ejemplo, en instrumentos de escribir, como se muestra, en general, en 100 en la figura 5. El instrumento de escribir 100 puede incluir una mecha de bola rodante 102 que se puede producir también por esta invención y que acopla una punta de escribir 103 de bola rodante de una manera convencional. El depósito de tinta 95 está contenido dentro de un tonel 104 en comunicación de fluido con la mecha de bola rodante 102 para liberar de una manera controlada una cantidad de tinta 106 a la bola rodante 103 de la manera habitual.

Como se conoce bien en la técnica, la mecha de bola rodante 102 tendrá generalmente una capilaridad más elevada que el depósito 95, estando orientadas sus fibras más longitudinalmente para extraer la tinta 106 desde el depósito 95 y para alimentarla a la bola rodante 103. Está perfectamente dentro de los conocimiento de los técnicos en la materia formar los elementos porosos tri-dimensionales de la invención con una mayor o menor capilaridad dependiendo de la aplicación particular, controlando, por ejemplo, la velocidad con la que la masa fibrosa es alimentada a los dispositivo de formación, el tamaño y la configuración de los dispositivos de formación y otros parámetros de procesamiento evidentes de este tipo.

En la figura 8 se muestra, en general, en 120 un dispositivo de marcar, que incluye un tonel convencional 122 que contiene un depósito de tinta 95a en comunicación de fluido con una mecha o punta fibrosa 124, que puede ser del tipo referido comúnmente como una "punta de fieltro". La mecha o punta fibrosa 124 puede estar provista con la configuración mostrada en la figura 8, o de cualquier otra configuración deseada, por técnicas de rectificación convencionales bien conocidos por los técnicos en la materia. De nuevo, la punta 124 es generalmente más densa, con las fibras orientadas, en general, más longitudinalmente que las fibras a partir de las cuales se produce el depósito 95, con el fin de proporcionar a la punta con la capilaridad más elevada necesaria para extraer la tinta desde el deposito durante el uso.

Los elementos 90 pueden estar provistos también con bolsas interiores, muescas exteriores, porciones rizadas u otras modificaciones (no se muestran) como en las patentes de la técnica anterior mencionadas más arriba a nombre de Berger y otros, particularmente si se utilizan como filtros de fumar tabaco. Un cigarrillo con filtro convencional se muestra en 110 en la figura 10, que comprende una barra de tabaco 112 cubierta por un papel de cigarrillos 114 convencional y asegurada a un medio de filtro que comprende un elemento de filtro discreto 115, tal como resultaría de la subdivisión adicional de una barra de filtro 116 mostrada en la figura 9. El elemento de filtro 115 puede ser envuelto con una envoltura de tapón 118 permeable o impermeable a aire y asegurada a la barra de tabaco 112 de una manera convencional, tal como por envoltura de la punta 119 estándar.

Para ilustrar otros varios usos para elementos porosos tridimensionales de acuerdo con la invención, se hace referencia a las figuras 11 y 12. En la figura 11, se muestra un dispositivo de ensayo de diagnóstico, en general, por el número de referencia 130, que comprende una cáscara o carcasa 132 que encierra un sitio de ensayo 134 que puede ser, por ejemplo, una membrana porosa o similar, con un elemento de mecha 136 expuesto, que puede estar producido de acuerdo con esta invención, con una mecha interna 138 de una capilaridad más alta, producida también por la invención, y con un depósito de absorción 140, también un producto de esta invención. Un dispositivo de este tipo es capaz, por ejemplo, de reunir un fluido corporal con la mecha 136 expuesta, transportarlo a través de la mecha interna 138 hasta y a través del sitio de ensayo 134 y absorber entonces y retener el líquido en el depósito 140. Por lo tanto, este dispositivo utiliza elementos porosos de acuerdo con esta invención como una mecha de flujo lateral diseñada para transportar un líquido hasta un sitio de ensayo, y entonces proporciona también un depósito para extraer el líquido más allá del sitio de ensayo y luego para retener el líquido.

La figura 12 es una vista esquemática que muestra el uso de un tapón 152 de material de filtro de acuerdo con esta invención como un filtro de ventilación en una pipeta designada, en general, por el número de referencia 150 (o como un filtro en línea, por ejemplo, en un sistema de inyección de solución intravenosa). El tampón o tapón de material 152 formado de acuerdo con esta invención puede haber sido tratado para volver las fibras o el elemento, en general, hidrófobo, de manera que puede dejar pasar aire, pero no líquidos. Los filtros en-línea son bien conocidos y se utilizan comúnmente in vitro para eliminar materiales no deseables desde una muestra antes de un ensayo de diagnóstico, o in vivo, por ejemplo, para inundar los riñones antes de la diálisis renal, o para eliminar por filtración coágulos de sangre en la cirugía a corazón abierto.

Los tampones de material producidos de acuerdo con esta invención se pueden utilizar también como capilares para absorber el exceso de tinta en un dispositivo de impresión, por ejemplo, como un "tampón excedente" en una impresora de chorro de tinta. De la misma manera, tales materiales se pueden utilizar como un dispositivo de absorción para la retirada de salida o de otros fluidos corporales desde la cavidad oral.

Las siguientes aplicaciones ilustrativas de elementos porosos tri-dimensionales producidos de acuerdo con la invención no deben considerarse como una limitación, sino que son indicativos de los muchos usos de tales materiales que serán reconocidos por los técnicos en la materia. Debido a la naturaleza adhesiva de tales elementos porosos, se pueden proporcionar en cualquier configuración, ya sea por formación directa o por rectificación o moldeo siguientes en cualquiera configuración deseada.

Los ejemplos siguientes proporcionan información adicional con relación a la invención e ilustran algunas de las ventajas de los productos de esta invención, particularmente cuando se utilizan como un depósito de tinta para producir un instrumento de marcar o de escribir. No obstante, se entiende que estos ejemplos son ilustrativos y los varios materiales y parámetros de procesamiento se pueden variar dentro de los conocimientos de la técnica sin apartarse de la invención.

Se extruyó tereftalato de polietileno seco con una viscosidad intrínseca de 0,57 (medida en 60/40 fenol/tetra-
cloretano) aproximadamente a 290ºC. Al mismo tiempo, se extruyó polipropileno de un flujo de fusión de 400 g/10 minutos a partir de una segunda máquina de extrusión dentro de un cabezal portatoberas común. En el cabezal portatoberas, se distribuyeron los dos polímeros por separado por medio de canales múltiples en un "cono saliente" de sección triangular. Los polímeros fueron excitados en la punta del cono saliente a través de capilares del tipo de hilera, teniendo cada filamento fundido una funda de tereftalato de polietileno amorfo sobre un núcleo de polipropileno cristalino con una relación de peso aproximadamente de 50/50. Los filamentos fueron atenuados (estirados) por aire a alta velocidad, circulando por ambos lados del cono saliente de una manera típica de los procesos de fundición por soplado.

Las cintas fundidas por soplado resultantes fueron configuradas en barras cilíndricas estirándolas a través de toberas, donde las fibras fueron expuestas a vapor activo. El calentamiento con vapor no sólo configuró y adhirió la cinta, sino que también cristalizó las fibras.

Las fibras cristalizadas eran dimensionalmente estables al calentamiento posterior y no se hinchaban cuando se sumergían en disolventes portadores de la tinta, tales como alcoholes inferiores, cetonas y tintas que contienen xileno y ácido fórmico.

TABLA 1

1

El producto de fibras de tereftalato de polietileno/polipropileno muestra una absorción de líquido substancialmente igual utilizando aproximadamente 40% en peso menos de fibra. Se reducen los costes de la materia prima en comparación con el tereftalato de polietileno, particularmente sobre la base del volumen (la gravedad específica del tereftalato de polietileno es 1,38 g/cm^{3}, mientras que la del polipropileno es sólo 0,90 g/cm^{3}). El precio de mercado del tereftalato de polietileno por pulgada cúbica, indicado en la edición de Noviembre de 1995 de Plastics Technology, es 3,6 céntimos para cantidades de automotor, mientras que el precio comparativo para polipropileno es sólo 1,3 céntimos.

Se consiguen ahorros adicionales de costes debido a las eficiencias de fabricación del método de esta invención. Por ejemplo, la producción de depósitos de tinta de poliéster convencional requiere el hilado por fusión de hilo de tereftalato de polietileno, seguido por una etapa separada de estiramiento y rizado, y finalmente una operación adicional separada para envolver la estopa con película de plástico. El proceso ejemplificado de esta invención lleva a cabo todo el procesamiento en una sola etapa, puesto que la formación de las fibras y la configuración del depósito se realizan en-línea, mientras que no es necesario el estiramiento ni el rizado. Incluso se puede reducir al mínimo o evitar la envoltura en muchos casos debido a la naturaleza relativamente auto-portante de la barra porosa. Los ahorros de costes de laboratorio, de costes de inventario y de tiempo son evidentes.

En la Tabla 2 se muestra una comparación similar.

TABLA 2

2

Las fibras bicomponentes moldeadas por soplado de las muestras 1 - 3 contienen aproximadamente 40% de tereftalato de polietileno en peso. De nuevo, la absorción más elevada de los elementos de fibras bicomponentes de esta invención se ve cuando se compara con la misma cantidad de producto de hilo rizado de tereftalato de polietileno convencional. La Tabla 2 muestra también la ventaja de fibras cada vez más pequeñas, que solamente pueden ser proporcionadas con el proceso de fundición por soplado preferido en esta invención.

Aunque se ha mostrado y descrito formas de realización y parámetros de procesamiento preferidos, se entiende que estos ejemplos son ilustrativos y se pueden variar dentro de los conocimientos de la técnica sin apartarse de la invención.

Claims

1. Elemento poroso tridimensional, substancialmente auto-portante, formado de una cinta o velo de material fibroso termoplástico flexible que comprende una red de interconexión de fibras continuas altamente dispersas orientadas de forma aleatoria principalmente en una dirección longitudinal y adheridas entre sí en puntos de contacto, donde al menos una parte principal de dichas fibras continuas son fibras bicomponentes que comprenden un núcleo de material polímero termoplástico substancialmente rodeado en su totalidad por una funda de material polímero seleccionado a partir de tereftalato de polietileno y de copolímeros del mismo, siendo dicho material de la funda de un punto de fusión más alto que dicho material del núcleo.

2. Un elemento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas fibras bicomponentes tienen, por término medio, un diámetro de aproximadamente 12 micras o menos.

3. Un elemento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichas fibras bicomponentes se fabrican mediante soplado por fusión de una coextrusión continua de dichos materiales del núcleo y de la funda.

4. Un elemento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 ó 3, en el que dicho material del núcleo es polipropileno o tereftalato de polibutileno.

5. Un elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho material del núcleo constituye entre el 30 y el 90% en peso de la fibra bicomponente total.

6. Un elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichas fibras bicomponentes tienen una configuración en forma de "Y" o en forma de "X" u otra sección transversal no-redonda.

7. Un elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que es un elemento de depósito de tinta, definiendo dicha red de fibras continuas espacios intersticiales de intercomunicación que son capaces de retener y de liberar de forma controlada una cantidad de tinta.

8. Un elemento de acuerdo con la reivindicación 1, que es un elemento de filtro de tabaco de fumar, definiendo dicha red de fibras continuas una trayectoria intersticial tortuosa para el paso del humo a través de la misma.

9. Un elemento de acuerdo con la reivindicación 1 que es [a] una mecha para transportar líquido desde un lugar a otro por acción capilar, por ejemplo una mecha de flujo lateral diseñada para transportar tinta entre un depósito de tinta y una bola rodante en un instrumento de escritura; o [b] una punta para extraer y aplicar tinta desde un depósito a una superficie utilizada en un instrumento de marcas o de escribir; o [c] una mecha de flujo lateral diseñada para transportar un fluido corporal hasta un sitio de prueba en un dispositivo de diagnóstico; o [d] un depósito de absorción para extraer y retener líquidos; o [e] un depósito para recoger y retener fluidos corporales que han pasado a través de un sitio de prueba en un dispositivo de prueba de diagnóstico; o [f] una compresa de depósito capilar para absorber el exceso de tinta en un dispositivo de imprenta; o [g] un dispositivo de absorción para la eliminación de saliva u otros fluidos corporales desde una cavidad corporal; o [h] un material de filtro para filtrar material sólido desde fluidos corporales en la preparación para pruebas de diagnóstico o para fines terapéuticos.

10. Un elemento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie de dichas fibras bicomponentes es hidrófoba y en el que dicho elemento es [a] un material de filtro para uso como un filtro de ventilación de la punta de una pipeta o [b] un material de filtro para uso en un sistema de inyección de solución intravenosa.

11. Un elemento de depósito de tinta de acuerdo con la reivindicación 7, que es una barra porosa que incluye, además, [a] un paso alargado que se extiende a lo largo de toda la longitud de dicha barra porosa para definir un paso de aire desde un extremo hasta el otro de la misma y/o [b] una película continua que envuelve circunferencialmente dicha barra porosa.

12. Un instrumento de marcar o de escribir, que comprende un miembro de barril hueco alargado cerrado en un extremo y que lleva una punta de marcas o de escribir en el extremo opuesto, un elemento de depósito de reserva de acuerdo con la reivindicación 7 contenido dentro de dicho barril en contacto con dicha punta, y una cantidad de tinta retenida por dicho elemento de depósito para la liberación controlada a través de dicha punta.

13. Un instrumento de acuerdo con la reivindicación 12 que tiene un elemento de depósito de acuerdo con la reivindicación 11 y un paso de aire definido por un receso longitudinal formado en una película continua que envuelve circunferencialmente dicha barra porosa, extendiéndose dicho paso de aire continuamente a lo largo de la periferia de dicha barra porosa desde un extremo hasta el otro.

14. Un elemento de filtro de acuerdo con la reivindicación 8, que incluye, además, un aditivo llevado por las fibras de dicho elemento de filtro, siendo seleccionado dicho aditivo con preferencia a partir de carbón activado y un agente aromatizante.

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15. Una barra de filtro que comprende una pluralidad de elementos de filtro de acuerdo con la reivindicación 8 ó 14 conectados integralmente entre sí en una relación de extremo a extremo.

16. Un cigarrillo que comprende una porción de tabaco y una porción de filtro conectadas entre sí por medio de arrollamiento de las puntas, donde dicha porción de filtro comprende un elemento de filtro de acuerdo con las reivindicaciones 8 ó 14.

17. Un método de fabricación de un elemento poroso alargado substancialmente auto-portante, que comprende:

a]: proporcionar fuentes separadas de un material fundido de formación de la funda, seleccionado de tereftalato de polietileno y copolímeros del mismo y de un material termoplástico fundido de formación del núcleo;

b]: extruir de forma continua dichos materiales fundidos de formación del núcleo y de formación de la funda a través de una pluralidad de orificios en una tobera conjugada de funda y núcleo para proporcionar una pluralidad de fibras bicomponentes, comprendiendo cada fibra un núcleo continuo de dicho material de formación de núcleo rodeado substancialmente del todo por una funda de dicho material de formación de funda;

c]: recoger dichas fibras bicomponentes sobre una superficie continuamente móvil para formar una cinta o velo altamente entremezclados de dichas fibras bicomponentes en forma de una red de interconexión de fibras continuas altamente dispersas orientadas de forma aleatoria principalmente en la dirección de movimiento de dicha superficie móvil;

d]: reunir dicha cinta o velo de fibras bicomponentes;

e]: calentar dicha cinta o velo reunidos para ligar dichas fibras entre sí en sus untos de contacto y cristalizar dicho material de formación de la funda;

f]: refrigerar dicha cinta o velo reunidos para formar un elemento poroso continuo tri-dimensional adherido, que tiene espacios intersticiales de intercomunicación y en el que dicho material de formación de la funda tiene un punto de fusión más alto que dicho material de formación del núcleo; y

g]: cortar dicho elemento poroso continuo adherido en longitudes discretas.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dicha pluralidad de fibras bicomponentes es puesta en contacto con un gas bajo presión a medida que las fibras bicomponentes salen desde la tobera de la funda y el núcleo para adelgazar dichas fibras bicomponentes mientras se encuentran todavía en su estado fundido.

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que dichas fibras son reducidas en el espesor para producir una cinta o velo de fibras que tienen un diámetro medio de las fibras de aproximadamente 12 micras o menos.

20. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que las fibras bicomponentes se forman y procesan en dicho elemento poroso de una manera continua, en-línea.

21. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que dicho material de formación del núcleo es polipropileno o tereftalato de polibutileno.

22. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, en el que dichos orificios de dicha tobera de la funda y el núcleo, a través de los cuales se extruyen dichas fibras bicomponentes, son no circulares, produciendo de esta manera fibras bicomponentes de una sección transversal no redonda (por ejemplo, una sección transversal configurada en forma de "Y" o en forma de "X").

23. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, que incluye, adicionalmente, incorporar un aditivo (por ejemplo, carbón activado o un agente aromatizante) con dicha pluralidad de fibras bicomponentes a medida que dichas fibras bicomponentes saben desde la tobera de la funda y el núcleo.

24. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 23, que incluye, adicionalmente, una o más de las etapas de [i] formar continuamente un receso longitudinal en dicho elemento poroso a lo largo de su periferia; [ii] cubrir continuamente dicho elemento poroso con una funda exterior antes de cortarlo en longitudes discretas; [iii] recubrir continuamente dicho elemento poroso con un material de tira para formar una funda exterior; y [iv] formar dicho elemento poroso como una barra y arrollar dicha barra porosa con un material de punta del filtro antes de cortarlo en longitudes discretas.