ES2263032T3 - Materiales polileofina hidrofilos y procedimiento de procuccion correspondiente. - Google Patents
Materiales polileofina hidrofilos y procedimiento de procuccion correspondiente.Info
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Abstract
Materiales poliolefínicos hidrófilos, en especial fibras y/o filamentos y/o telas no tejidas y/o productos de tela no tejida fabricados a partir de una mezcla de por lo menos una poliolefina y por lo menos un aditivo fundente, que contenga un éster de ácidos grasos, con la fórmula genérica R - CO - O - CH2 - CH2 - O - R0 siendo R un resto alquilo de cadena recta o ramificada con entre 23 y 35 átomos C, y en donde R0 = H, -CH3, -C2H5, -C3H7, -C4H9 caracterizado por el hecho de que los materiales poliolefínicos presentan una activación a posteriori sobre la superficie del material poliolefínico del éster de ácidos grasos contenido en el aditivo fundente mediante la aplicación de una sustancia activa en superficie en forma de una formulación, que contiene un compuesto de silicona y un compuesto de amonio cuaternario.
Description
Materiales poliolefina hidrófilos y
procedimiento de producción correspondiente.
La presente invención se refiere a materiales
poliolefínicos hidrófilos, especialmente fibras y/o filamentos y/o
telas no tejidas y/o productos de tela no tejida, fabricados a
partir de una mezcla de por lo menos un poliolefínico y por lo menos
un aditivo fundente, incluyendo un éster de ácidos grasos,
presentando los materiales poliolefínicos una activa-
ción a posteriori del éster de ácidos grasos incluido en el aditivo fundente en la superficie del material poliolefínico.
ción a posteriori del éster de ácidos grasos incluido en el aditivo fundente en la superficie del material poliolefínico.
Los poliolefínicos, especialmente el
polietileno, el polipropileno y sus copolímeros se han establecido
como materiales para la fabricación de telas no tejidas.
Aplicaciones típicas en que se utilizan telas no tejidas fabricadas
con poliolefínicos son los productos higiénicos (higiene infantil y
femenina, productos contra la incontinencia) y los materiales de
filtrado. Así por ejemplo, en caso de utilizar telas no tejidas como
capa exterior en pañales para bebés, éstas deben ser permeables a
los líquidos corporales como por ejemplo a la orina. Como
consecuencia del carácter manifiestamente hidrófobo de los
poliolefínicos en dicho caso se precisa un tratamiento hidrófilo,
que preferentemente se realice a posteriori en forma de un
tratamiento tópico. Para ello se utilizan líquidos acuosos que
contienen sustancias anfífilas activas en superficie,
preferentemente componentes catiónicos (sales de amonio
cuaternarias), aniónicos (sulfatos, fosfatos) o
no-iónicos (etoxilatos, ésteres, alcoholes,
siliconas) y/o formulaciones a partir de dichas sustancias.
DE la US 6.008.145 conocemos una receta para la
hidrofilación permanente de fibras, filamentos poliolefínicos y de
tejidos fabricados a partir de ellos, utilizando compuestos de
amonio cuaternarios.
Según US 6.963 929 y DE 19645380 se utilizan
ténsidos no iónicos combinados con siloxano de polidimetilo
modificado catiódicamente.
US 6.028.016 describe una fórmula y un método
para que los telas no tejidas sean humectables de forma duradera,
presentando la fórmula un modificador de viscosidad para el ajuste
selectivo de la viscosidad de sustancias activas en superficie
habitualmente no utilizables, utilizándose un poliglicósido
alquilizado en combinación con sustancias activas en superficie, por
ejemplo mezclas de aceite de ricino modificado y monoleato de
sorbitan.
Otro método para el tratamiento hidrófilo de
fibras de poliolefina o de poliéster se describe en DE 1985 1688,
publicitándose una mezcla de poliolefina o poliéster, así como una
combinación de por lo menos una sustancia de la categoría de los
ésteres de azúcar etoxiliados.
En US 6.211.101 se describen fibras hidrófilas
permanentes y los telas no tejidas resultantes, utilizadas
preferentemente en el ámbito de la medicina y de la higiene, en que
el agente para el tratamiento de las fibras está formado por una
betaína amfoiónica activa en superficie y un éster dicarboxílico,
fabricado a partir de ésteres de ácidos grasos hidroxilizados de
alta moleculización.
No obstante en la práctica se ha visto que el
tratamiento tópico de telas no tejidas va acompañado de las
desventajas siguientes:
1. Con el uso las sustancias activas en
superficie resultan eliminadas por la orina y otros líquidos
corporales, perdiéndose sucesivamente las propiedades
hidrófilas.
2. Las sustancias activas en superficie
lixiviadas, afectan negativamente los procesos de reabsorción y
distribución de líquidos en productos higiénicos.
3. La distribución de sustancias activas en
superficie sobre la tela no tejida ocurre a menudo únicamente de
forma irregular.
Para mejorar la capacidad de manipulación de las
poliolefinas a menudo se utilizan los llamados elementos auxiliares
del proceso como aditivo fundente. Aquí se utilizan por ejemplo
derivados de ácidos grasos, equipados con grupos polares como
"lubrificantes externos" (Ullmann's Enciclopedia of Industrial
Chemistry, VCH Weinheim, 5ª Ed., Vol. A20, pág. 479).
Menos difundida está no obstante, la utilización
de este tipo de aditivos fundentes para la hidrofilación selectiva
de telas no tejidas de poliolefina. Debido a la incompatibilidad de
fases tiene lugar una migración de restos hidrófilos en la
superficie de las fibras. La migración ocurre durante el proceso de
hilado en la masa fundida de polímeros pero también tras el proceso
de hilado en las fibras semicristalinas.
Para el uso de aditivos fundentes hidrófilos en
la US 5.439.734 se describen telas no tejidas con humectabilidad
permanente, formada por una poliolefina y un aditivo hidrófilo, que
comprenden ácidos grasos esterificados con glicoles de polietileno
dihidroxilados.
De la UD 5.969.026 conocemos fibras e hilos
humectables formados a partir de polímeros y reactivos humectantes
integrados, eligiéndose polímeros procedentes de la categoría de las
poliolefinas, los poliésteres y las poliamidas y en donde la
sustancia activa está formada principalmente por un glicérido.
En US 5.240.985; US 5.272.196, US 5.281.438, US
5.328.951, US 5.464.691 se revela el uso de aditivos anfífilos para
la modificación de poliolefinas, estando formados los compuestos
anfífilos a partir de una combinación
A-B-A del grupo hidrófilo central,
por ejemplo polietilenglicol, combinada con dos grupos laterales,
seleccionados de la categoría de los ácidos grasos o de alcoholes de
cadena larga.
De la US 5.696.191 y de la US 5.641.822
conocemos asimismo mezclas termoplásticos extrusionables de
migración superficial, formados por un mínimo de un aditivo, siendo
dicho aditivo un copolímero polisiloxano injertado con cadenas
laterales de óxido polialcano. Mediante extrusión de la mezcla es
posible fabricar telas no tejidas humectables que a los dos años
siguen presentando las correspondientes propiedades.
De la US 20020019184 también conocemos polímeros
con hidrofilia mejorada, creados mediante la adición de una cantidad
apropiada de un aditivo, formado por ácidos grasos esterificados con
glicoles de polietileno.
En la US 20010008965 se describen fibras
multicomponentes, cuyo primer componente está fabricado a partir de
un polipropileno hidrófobo y un segundo componente formado por una
mezcla de un polipropileno hidrófobo y un aditivo fundente
hidrófilo, estando posicionado el segundo componente en la
superficie de las fibras.
WO 9842767A1, WO 9842776A1 y WO 9842898A1
revelan un proceso para la fabricación de una mezcla de poliolefinas
con compatibilidad mejorada para adhesivos y/o recubrimientos. La
mezcla está formada por una poliolefina, una anfífila migratoria y
un metal de transición.
En las patentes US 20020002242A1 y WO 0158987A2
se describe una posibilidad para incrementar la energía superficial
de sustratos poliméricos mediante el uso de nuevos copolímeros de
bloque anfífilos, equipando los copolímeros de bloque, formados por
polímeros o oligómeros lineales hidrófobos y un polímero u oligómero
estadísticamente híperramificado, total o parcialmente con grupos
finales lipófilos.
La US 5.582.904 describe un método y un producto
resultante de dicho método, equipándose telas no tejidas
poliolefínicos hidrófobos con propiedades hidrófilas. Para ello se
añade a la masa fundida de polímeros un porcentaje necesario de una
amina de ácidos grasos alcoxilado, opcionalmente en combinación con
hasta un 60% del peso de una amida primaria de ácidos grasos.
De la WO 0071789 conocemos fibras de
polipropileno y productos fabricables a partir de ellas, en las que
se añade un monoglicérido de ácidos grasos al polipropileno como
aditivo fundente y se utilizan otros aditivos como mejoradores de la
hidrofilia y sustancias antimicrobianas.
Finalmente, en la WO 0242530 se revelan fibras,
filamentos y telas no tejidas formados por una mezcla de masa
fundida de una poliolefina y un aditivo, siendo el aditivo una
sustancia química formada por una cadena de alquiles y un oligómero
hidrófilo. Los velones fabricados muestran una humectabilidad
permanente, preferentemente respecto a líquidos corporales.
Las telas no tejidas higiénicos hidrofilizados
con aditivos fundentes se caracterizan especialmente por una elevada
permanencia de los grupos hidrófilos en la superficie de las fibras.
No obstante, en muchos casos el nivel hidrófilo logrado mediante
aditivos fundentes es excesivamente bajo para satisfacer las
exigencias planteadas en la industria higiénica.
En este punto es donde se aplica la
invención.
La invención tiene por objeto proporcionar
materiales poliolefínicos hidrófilos, en especial fibras y/o
filamentos y/o telas no tejidas y/o productos de tela no tejida que
de forma selectiva y permanente presenten el nivel de hidrofilia de
los materiales poliolefínicos y/o la permanencia de las propiedades
hidrófilas necesarios para el uso previsto y que cuenten con una
humectabilidad espontánea de la superficie de los materiales
poliolefínicos (inicial wetting).
Esta tarea es solucionada de forma acorde a la
invención mediante las reivindicaciones 1 a 13, mediante materiales
poliolefínicos hidrófilos, en especial fibras y/o filamentos y/o
telas no tejidas y/o productos de tela no tejida formados por una
mezcla de por lo menos una poliolefina y un aditivo fundente, que
contenga un éster de ácidos grasos, con la fórmula genérica
R-CO-O-CH_{2}-CH_{2}-O-R'
siendo R un resto alquilo de cadena
recta o ramificada con entre 23 y 35 átomos C, y en
donde
R' = H,
\hskip0.2cm-CH_{3},
\hskip0.2cm-C_{2}H_{5},
\hskip0.2cm- C_{3}H_{7},
\hskip0.2cm-C_{4}H_{9}
presentando los grupos hidrófilos
del éster de ácidos grasos una activación posterior en las
superficies de las fibras de los materiales poliolefínicos como
consecuencia de la aplicación de pequeñas cantidades de una
sustancia activas en
superficie.
La mezcla, formada por una poliolefina y un
aditivo fundente, que contenga un éster de ácidos grasos, para la
fabricación de los materiales poliolefínicos es extrusionada en el
modo conocido. A continuación, se elaboran fibras o filamentos por
un método común y a partir de ellos telas no tejidas y/o productos
de tela no tejida, realizándose a continuación una activación
posterior en las superficies de las fibras de los materiales
poliolefínicos como consecuencia de la aplicación acorde a la
invención de una sustancia activas en superficie, una formulación en
forma de preparado acuoso.
Preferentemente se elige la poliolefina de entre
un amplio grupo de homopolímeros, copolímeros, copolímeros
aleatorios y copolímeros de bloque del etileno y del propileno. Pero
también es posible utilizar copolímeros con alcanos superiores,
especialmente buteno, hexeno y octeto. Se han mostrado especialmente
idóneos los siguientes polímeros:
Poli(etilenos) como HDPE (high density
polyethylene), LDPE (low density polyethylene), VLDPE (very low
density polyethylene), LLDPE (linear low density polyethylene), MDPE
(medium density polyethylene), UHMPE (ultra high molecular
polyethylene), VPE (polietileno reticulado), HPPE (high pressure
polyethylene), Poli(propilenos) como polipropileno
isotáctico; polipropileno sindiotáctico; polipropileno catalizado
con metaloceno, polipropileno modificado a resistencia elevada a los
choques, copolímeros aleatorios con base de etileno, propileno y
1-olefinas superiores, copolímeros de bloque, con
base de etileno y propileno; EPM
(PoIy[ethylen-co-propylen]);
EPDM
(Poly[ethylen-co-propylen-co-Dien]).
Son asimismo adecuados copolímeros injertados y
mezclas de polímeros, es decir mezclas de polímeros que contienen,
entre otros, los polímeros anteriormente mencionados, por ejemplo
mezclas de polímeros con base de polietileno y polipropileno.
Preferentemente se opta por copolímeros del
etileno y/o del propileno con olefinas superiores y/o
diolefinas.
Como poliolefina es especialmente apreciado un
homopolímero del etileno o del propileno, en una realización
preferida la invención presenta la mezcla 0,5 a 10% del peso,
preferentemente entre el 0,5 y el 3% del peso, y aun mejor entre el
1% y el 2,5% del peso del aditivo fundente. Asimismo la mezcla puede
presentar dióxido de titanio entre el 0,05% y el 2% del peso,
preferentemente entre el 0,1% y el 0,5% del peso. Las mezclas
preferidas presentan entre un 96% y un 99% del peso de
homopolipropileno y/o homopolietileno, 0 a 1% del peso de dióxido de
titanio y del 1 al 3% de aditivo fundente. Este tipo de mezclas
pueden emplearse sin problemas para la fabricación de un material
poliolefínico, como por ejemplo velo de hilatura y concretamente a
pesar de las altas temperaturas imperantes en la masa fundida
termoplástico en un margen de entre 190ºC y 310ºC. Para la
fabricación de las masas fundidas termoplásticas puede optarse por
juntar primero en estado no fundido la mezcla acorde a la invención,
fundiéndose a continuación, o también puede incorporarse a la masa
fundida de poliolefinas el aditivo fundente y otros aditivos, como
por ejemplo dióxido de titanio, a través de guías laterales en un
extrusionadora.
La invención se refiere asimismo a materiales
poliolefínicos hidrófilos, como por ejemplo fibras y/o filamentos
y/o telas no tejidas y/o productos de tela no tejida, que también
pueden contener fibras bicomponentes. Por ejemplo puede lograrse una
estructura núcleo - manto a la hora de fabrica las fibras y/o los
filamentos. Según un diseño sólo el manto del material poliolefínico
presenta un aditivo fundente.
El núcleo no va equipado con aditivo fundente.
Otro diseño prevé que el núcleo presente un homopropileno mientras
que el manto por el contrario cuenta con un homopolietileno equipado
con el aditivo fundente. Este tipo de estructuras permiten la
presencia del aditivo fundente únicamente en aquellas zonas en que
su presencia es necesaria para el despliegue de su propiedad
hidrófila. Además de una estructura núcleo -manto una sección de
fibra y/o de filamento puede presentar otras distribuciones de los
componentes. Por ejemplo, pueden ser estructuras segmentadas,
estructuras en forma de media luna, geometrías no esféricas u
otras;
Un diseño preferido de la invención para la
activación a posteriori del éster de ácidos grasos contenido
en el aditivo fundente sobre la superficie de la fibra del material
poliolefínico es una formulación en forma de preparación acuosa, que
de manera acorde a la invención incluye un compuesto de silicona
catiónicamente modificado y un compuesto de amonio cuaternario, que
es un éster cuaternario de ácidos grasos y trietanolamina. En este
caso la fórmula en forma de preparación acuosa se fija
preferentemente a la superficie de la fibra del material
poliolefínico.
En otra realización de la invención la mezcla, a
partir de la cual se fabrican los materiales poliolefínicos
hidrófilos, presenta entre el 0,01% y el 0,5% del peso,
preferentemente entre el 0,05% y el 0,15% del peso de la fórmula
para la activación del éster de ácidos grasos contenido en el
aditivo fundente sobre la superficie de la fibra.
Los materiales poliolefínicos acordes a la
invención, especialmente fibras y/o filamentos y/o telas no tejidas
y/o productos de tela no tejida, fabricados a partir de una mezcla
de por lo menos un poliolefínico y por lo menos un aditivo fundente,
incluyendo un éster de ácidos grasos, presentando los materiales
poliolefínicos una activación a posteriori del éster de
ácidos grasos incluido en el aditivo fundente en la superficie del
material poliolefínico, pueden utilizarse como "acquisition
layer" aparte del uso ya previsto en una "top sheet". Debido
a sus propiedades hidrófilas permanentes este tipo de materiales
poliolefínicos pueden ser utilizados, además de en artículos
higiénicos y/o médicos, también en aquellos casos en que es
necesaria una rápida absorción de líquidos. Como por ejemplo en el
ámbito de los filtros.
Una capa de filtración puede presentar los
materiales poliolefínicos hidrófilos en forma de telas no tejidas,
transportándose el líquido a una capa situada por debajo. Partículas
presentes en el líquido pueden ser retenidas por la tela no tejida.
Gracias a la rápida absorción del líquido se evita que se forme una
acumulación de líquido delante del
fieltro.
fieltro.
Según una versión el material poliolefínico
acorde a la invención presenta unos tiempos de penetración (Repeated
Strike Through Time) según el método de ensayo EDANA ERT
154.0-00 inferiores a 5 s.
Preferentemente el material poliolefínico
presenta a la hora de determinar el peso de rebose según el método
de ensayo EDANA ERT 152.0-99 (Repeated
Run-Off) un peso de rebose inferior al 25% del peso
del líquido del ensayo, respecto a la cantidad de líquido
incorporado.
Este y otros diseños y evoluciones ventajosos de
la presente invención se explican con más detalle con ayuda de los
ejemplos que se citan a continuación. Las propiedades expuestas
unidas a aquellas otras mencionadas anteriormente pueden conllevar
unas evoluciones adicionales aquí no contempladas.
La figura 1 muestra una sección de un producto
higiénico;
La figura 2 muestra una sección de un filtro de
absorción de aceite.
La figura 3 muestra una sección de un producto
absorbente de líquidos.
La figura 1 muestra una sección de un producto
higiénico 1. El producto higiénico 1 presenta una capa superior 2,
una capa de distribución 3 y un núcleo 4. La capa superior 2 está
realizada con una tela no tejida, fabricada con los materiales
poliolefínicos hidrófilos acordes a la invención. La tela no tejida
hidrófila fabricada a partir de los materiales poliolefínicos
hidrófilos acordes a la invención absorbe líquidos, enviándolos a la
capa de distribución 3. Desde la capa de distribución 3 el líquido
puede ser enviado al núcleo 4. En el núcleo 4 se acumula el la
líquido. Junto a la propiedad hidrófila de la capa superior 2 la
capa de distribución 3 también puede ser fabricada a partir de los
materiales poliolefínicos hidrófilos acordes a la invención, siendo
de este modo fuertemente hidrófila. No obstante, la capa de
distribución 3 también puede ser fabricada a partir de otro material
termoplástico. Por ejemplo la capa superior 2 es un velo de
hilatura, mientras que la capa de distribución 3 es una tela no
tejida soplada desde la fusión. Preferentemente la capa superior 2
presenta una hidrofilia superior, preferentemente que supere en un
10% o, mejor aun, en un 20% a la de la capa superior 2. De este modo
se logra un efecto de aspiración desde la superficie de la capa
superior 2 hacia la capa de distribución 3.
La figura 2 muestra una sección de un filtro de
aceite 5. El filtro de aceite 5 presenta una capa de absorción 6. La
capa de absorción 6 sirve por un lado para la absorción del aceite
que entre en contacto con la capa de absorción. Por otro lado la
capa de absorción 6 sirve asimismo como filtro para aquellas
partículas contenidas en el aceite que no deban ser transportadas.
La capa de absorción 6 va unida en este ejemplo a otra capa de
filtrado 7 no imprescindible. La capa de filtrado 7 es
preferentemente de un poro más fino que la capa de absorción 6. La
capa de absorción 6 sirve como filtro previo para la capa de
filtrado 7. El filtro de aceite 5 puede por ejemplo estar destinado
a un uso permanente o también utilizarse únicamente en caso
necesario. La capa de absorción 6 está formada por una tela no
tejida, fabricada a partir de los materiales poliolefínicos
hidrófilos acordes a la invención. La capa de filtrado 7 situada
debajo de la anterior y que también puede presentar propiedades de
absorción, puede ser asimismo una tela no tejida, fabricada a partir
de los materiales poliolefínicos hidrófilos acordes a la invención.
La capa de absorción 6 también puede utilizarse individualmente como
material para la absorción de aceite. Esta aplicación se utiliza por
ejemplo en aquellos puntos en que debe absorberse aceite saliente de
las máquinas o similares.
La figura 3 muestra la utilización de una tela
no tejida, fabricada a partir de los materiales poliolefínicos
hidrófilos acordes a la invención, para la absorción de líquidos en
que una tela no tejida hidrófila 8 está incluida en un producto 9,
en este caso situada entre dos capas. La tela no tejida hidrófila 8
está en situación de absorber humedad en el producto 9 y de
almacenarla en si misma. Por ejemplo, el producto 9 puede utilizarse
para volver a liberar en caso necesario la humedad retenida en la
tela no tejida hidrófila 8. La liberación puede realizarse por
ejemplo mediante calentamiento del producto 9.
A continuación procedemos a explicar la
invención con más detalle, ayudándonos para ello de una serie de
ejemplos.
Se fabricaron diferentes mezclas poliolefínicas
a partir de las cuales y por medio del proceso de velo de hilatura
Lurgi-Dorcan se procedió a la fabricación de
materiales poliolefínicos en forma de una tela no tejida con un
gramaje de 30 g/m^{2}. Las telas no tejidas fueron fabricadas a
partir de los siguientes materiales:
Como referencia se fabricó un velo de hilatura a
partir de un 100% de homopropileno (Empresa, Basell, Moplen HP
460R), que presenta una estabilización básica estándar para el
proceso de extrusionado.
\newpage
Mezcla
1
La mezcla 1 presentó un 98% del peso porcentual
correspondiente al homopropileno según la referencia, y
adicionalmente un 2% del peso correspondiente al aditivo fundente
C_{25}H_{51}-CC-O-CH_{2}-CH_{2}-C-CH_{3}.
Mezcla
2
La mezcla 2 presentó un 97,6 del peso porcentual
correspondiente al homopropileno según la referencia, 2% del peso
correspondiente al aditivo fundente según la mezcla 1 y
adicionalmente un 0,4% del peso correspondiente a una carga maestra
de dióxido de titanio (Empresa Clariant, Remfin RCLAP, tamaño de
gránulo 2,2 a 2,6 micras).
Tanto la referencia como las mezclas 1 y 2
fueron procesados bajo idénticas condiciones de procedimiento hasta
convertirse en un velo de hilatura.
La activación acorde a la invención del éster de
ácidos grasos sobre la superficie de la fibra; al velo de hilatura
fabricado a partir de la mezcla 2, se le aplicó con ayuda de una
pistola de mano una formulación B en forma de preparación acuosa,
que entre otros contenía un compuesto de silicona modificado
catiónicamente, y un compuesto de amonio cuaternario, que es un
éster cuaternario a partir de ácidos grasos y trietanolamina, sobre
la tela no tejida, procediéndose a continuación al secado a
temperatura ambiente durante un período de 10 horas.
Como comparativa se sometió una tela no tejida
de la mezcla 2 al mismo tratamiento, utilizando una formulación A en
forma de preparación acuosa, presentando las mezclas las siguientes
cantidades en formulaciones A y/o B:
- -
- Muestra 8: 0,15 peso porcentual de la formulación A
- -
- Muestra 9: 0,05 peso porcentual de la formulación B
- -
- Muestra 10: 0,15 peso porcentual de la formulación B
Tal y como se desprende de la Tabla 2, las
mezclas de las muestras 2 a 5 de pura tela no tejida de
polipropileno contienen asimismo como referencia diferentes
cantidades de las formulaciones A y B.
Asimismo, la muestra 11 presenta un tratamiento
con agua pura. Con ello se investigó el efecto activador de la
humectación pura sin utilización de la formulación A y/o B.
La hidrofilia de las muestras y/o la permanencia
de las propiedades hidrófilas fueron determinadas con ayuda de
mediciones Repeated Strike Through Time según el método de ensayos
EDANA ERT 154.0.00 y/o mediciones Repeated Run Off según el método
de ensayos EDANA ERT 152.0-99) (Tablas 2 y 3).
También se determinó el comportamiento a la
lixiviación (wash-out) según la US 5.945.175 de los
velos de hilatura fabricados a partir de las mezclas 1 y 2 (Tabla
1).
El comportamiento a la lixiviación
(wash-out) se determinó mediante la siguiente
metodología de ensayo:
Antes de sumergir el velo de hilatura en agua se
determina la tensión superficial del mismo según DIN 53914. De dicha
tela no tejida se extraen una serie de probetas mediante punzonado
(aprox. 2,5 x 22 cm, unos 0,17 g), sumer-
giéndolas en 80 ml de agua durante 30 minutos. A continuación, vuelve a medirse la tensión superficial del agua.
giéndolas en 80 ml de agua durante 30 minutos. A continuación, vuelve a medirse la tensión superficial del agua.
| Tensión superficial (mN/m) | Mezcla 1 | Mezcla 2 |
| Antes de la prueba | 72,5 | 72,5 |
| Después de la prueba | 65,5 | 66,8 |
Normalmente en el caso de las poliolefinas con
un tratamiento hidrófilo a posteriori la tensión superficial
baja claramente por debajo de 60 mN/m tras el test de
"Wash-Out". Tal y como muestran los resultados
de las pruebas correspondientes a la mezcla 1 y a la mezcla 2, la
tensión superficial en las telas no tejidas fabricadas de manera
acorde a la invención se mantiene casi constante. De ello debe
sacarse la conclusión que no tiene lugar una lixiviación del aditivo
fundente. Las mezclas 1 y 2, así como otras mezclas acordes a la
invención permiten una fabricación de tela no tejida permanentemente
hidrófila. Especialmente el aditivo fundente se incorpora en una
cantidad tal, que tras el test de "Wash-Out" el
agua presenta una tensión superficial que ha experimentado una
modificación de monos del 15% respecto a la tensión original.
Preferentemente la modificación de la tensión superficial del agua
se encuentra en un margen situado por debajo del 2%. Una tensión
superficial del agua ventajosa tras la lixiviación de la tela no
tejida se sitúa en un margen entre 60 mN/m y 70 mN/m.
El tiempo de penetración (Repeated Strike
Through Time) según el método de ensayos EDANA ERT 154.0.00 aparece
indicado en la Tabla 2.
La tela no tejida de referencia presentó las
propiedades hidrófobas típicas para las poliolefinas. La orina
sintética empleada (solución de sal común al 0,9%) no pudo atravesar
la tela no tejida. Por consiguiente la prueba fue interrumpida una
vez transcurridos más de 60 segundos. Por el contrario, las telas no
tejidas fabricadas con el aditivo fundente según las mezclas 1 y 2
presentaron unos tiempos de penetración por debajo de los 4
segundos. Tal y como se desprende de la tabla 2, los tiempos de la
tela no tejida de la mezcla 1 quedaron ligeramente por debajo de los
tiempos correspondientes a la tela no tejida de la mezcla 2.
Mientras que en la tela no tejida según la mezcla 1 las propiedades
hidrófilas de la tela no tejida disminuyeron mínimamente tras el
primer ensayo, la propiedad hidrófila de la tela no tejida
procedente de la mezcla 2 se vio reforzada en los ensayos
posteriores.
Tal y como se desprende de los tiempos de la
tabla 2, la tela no tejida provista de el aditivo fundente no sólo
está en condiciones de poder garantizar en el primer ensayo una
rápida penetración de la orina artificial vertida, sino que dicha
propiedad se mantiene al repetir la humectación. Esto es
especialmente relevante en caso de utilizar una tela no tejida de
este tipo como capa superior de un pañal, de una compresa o de un
producto contra la incontinencia. Por regla general, en dichos casos
el producto no se ve obligado a absorber y distribuir una única
descarga de líquido sino que por el contrario debe estar en
condiciones de repetir varias veces dicha absorción y distribución
del líquido. A fin de incrementar el confort de llevado para el
usuario de este tipo de artículo higiénico, la tela no tejida
presenta un tiempo de penetración que incluso después de tres
ensayos se encuentra por debajo de los 4
segundos.
segundos.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Es conocido que los ésteres de ácidos grasos
pueden servir como dispersantes para cargas inorgánicas, por ejemplo
pigmentos. En EP 0605831A1 se describe la correspondiente adición de
ésteres de ácidos grasos a mezclas formadas por copolímeros de
etileno/olefina y cargas inorgánicas. No obstante, tal y como nos
muestra la comparativa de las propiedades de las telas no tejidas,
fabricadas a partir de la mezcla 1 y de la mezcla 2, en este caso el
aditivo fundente no actúa como dispersante sino únicamente como
hidrofilizante en la superficie de las fibras. Incluso en caso de
adición de dióxido de titanio (Mezcla 2) se miden unos valores bajos
para los Repeated Strike Through
Time.
Time.
Tal y como se esperaba la muestra 1 presenta las
propiedades hidrófobas típicas de las poliolefinas, caracterizadas
por unos largos tiempos de penetración.
La aplicación acorde a la invención de la
formulación A sobre la superficie del material poliolefínico (tela
no tejida: muestra 8) provoca que a corto plazo mejore el nivel
hidrofílico (valores Strike Through y Run Off inferiores) de la tela
no tejida provista de aditivo fundente. No obstante, los valores Run
Off empeoran a medida que va aumentando el número de
repeticiones.
A pesar de ello, la reducida cantidad de la
formulación A (0,05% del peso en la muestra 8), que en al tela no
tejida PP pura (muestra 2) aun no muestra ningún efecto
hidrofilizante, provoca en combinación con un aditivo fundente
hidrofilizante (Muestra 8) una mejora significativa de la
permanencia de la hidrofilia.
Sorprendentemente en la aplicación acorde a la
invención de cantidades reducidas de la formulación B (muestras
9-10) sobre la superficie de las fibras del material
poliolefínico, se descubrió que tanto el nivel hidrofílico (valores
Strike Through y Run Off inferiores) como la permanencia de las
propiedades hidrófilas habían mejorado respecto a un material
poliolefínico modificado únicamente con aditivo fundente (tela no
tejida: muestra 7).
La formulación B aplicada a posteriori en
cantidades reducidas, incluyendo una silicona modificada
catiónicamente y una combinación de amonio cuaternaria, sirve
claramente como activador.
Mientras que las muestras 3-5
revelan a partir del segundo vertido una fuerte pérdida de
hidrofilia en Repeated Strike Through y Run Off, pérdida que cabe
achacar a una lixiviación de la formulación B, las muestras 9 y 10
muestran una mejora de la permanencia de la hidrofilia.
Mediante la activación de una tela no tejida
modificada con un aditivo fundente con ayuda de reducidas cantidades
de la formulación B, preferentemente 0,05% a 0,15% del peso se
obtienen unas telas no tejidas acordes a la invención acordes a las
muestras 9 y 10, que se caracterizan por su buena y duradera
hidrofilia. Este perfil de propiedades no puede lograrse únicamente
con la formulación B sin el uso de un aditivo fundente. La
aplicación de una cantidad de formulación B equivalente al 0,3% del
peso sobre una tela no tejida de PP pura según la muestra 5 es
insuficiente para dotar al material de una hidrofilia y una
permanencia equiparable a las de las muestras 8 y 9. Una comparación
de la hidrofilia y de la permanencia de las propiedades hidrófilas
de las muestras 11 y 7, muestra que el tratamiento únicamente con
agua pura no provoca ningún efecto activador significativo.
Un mejor comportamiento muestran las telas no
tejidas fabricadas mediante la activación a posteriori del
aditivo fundente hidrófilo, con una hidrofilia mejorada en
comparación con una tela no tejida no activada, especialmente en
caso de humectación espontánea de la tela no tejida seca.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (14)
1. Materiales poliolefínicos hidrófilos, en
especial fibras y/o filamentos y/o telas no tejidas y/o productos de
tela no tejida fabricados a partir de una mezcla de por lo menos una
poliolefina y por lo menos un aditivo fundente, que contenga un
éster de ácidos grasos, con la fórmula genérica
R-CO-O-CH_{2}-CH_{2}-O-R'
siendo R un resto alquilo de cadena
recta o ramificada con entre 23 y 35 átomos C, y en
donde
R' = H,
\hskip0.2cm-CH_{3},
\hskip0.2cm-C_{2}H_{5},
\hskip0.2cm- C_{3}H_{7},
\hskip0.2cm-C_{4}H_{9}
caracterizado por el hecho
de que los materiales poliolefínicos presentan una activación a
posteriori sobre la superficie del material poliolefínico del
éster de ácidos grasos contenido en el aditivo fundente mediante la
aplicación de una sustancia activa en superficie en forma de una
formulación, que contiene un compuesto de silicona y un compuesto de
amonio
cuaternario.
2. Material poliolefínico según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
compuesto de silicona está modificado catiónicamente.
3. Material poliolefínico según la
reivindicación 1 y 2, caracterizado por el hecho de que el
compuesto de amonio cuaternario es un éster cuaternizado procedente
de ácidos grasos y tritanolamina.
4. Material poliolefínico según la
reivindicación 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la
formulación para la activación a posteriori del éster de
ácidos grasos utilizado sobre una superficie de fibras es una
preparación acuosa.
5. Material poliolefínico según la
reivindicación 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la
formulación para la activación a posteriori del éster de
ácidos grasos utilizado sobre una superficie de fibras va fijado a
la superficie preferentemente de forma física.
6. Material poliolefínico según la
reivindicación 1 a 5, caracterizado por el hecho de que éste
presenta 0,01% a 0,5% del peso, preferentemente 0,05% a 0,15% del
peso de la formulación para la activación del éster de ácidos grasos
utilizado sobre una superficie de fibras.
7. Fibra fabricada a partir de un material
poliolefínico según una de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Filamento fabricado a partir de un material
poliolefínico según una de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Tela no tejida fabricada a partir de un
material poliolefínico según una de las reivindicaciones 1 a 6.
10. Uso de un material poliolefínico según una
de las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de fibras y/o
filamentos y/o telas no tejidas y/o productos de tela no tejida.
11. Tela no tejida según la reivindicación 8,
caracterizada por el hecho de que presenta un tiempo de
penetración (Repeated Strike Through Time) según el método de ensayo
EDANA ERT 154.0-00 inferior a 5 s.
12. Tela no tejida según la reivindicación 8,
caracterizada por el hecho de que al determinar un peso de
rebose según el método de ensayo EDANA ERT 152.0-99
(Repeated Run-Off) presenta un peso de rebose
inferior al 25% del peso del líquido del ensayo, respecto a la
cantidad de líquido incorporado.
13. Producto de tela no tejida, que incluye una
tela no tejida según una de las reivindicaciones 10 a 11.
14. Procedimiento para la fabricación de
materiales poliolefínicos hidrófilos, en especial fibras y/o
filamentos y/o telas no tejidas y/o productos de tela no tejida
formados a partir de por lo menos una poliolefina y un aditivo
fundente, que contenga un éster de ácidos grasos,
caracterizado por el hecho de que los materiales
poliolefínicos presentan una activación a posteriori sobre la
superficie del material poliolefínico, del éster de ácidos grasos
contenido en el aditivo fundente mediante la aplicación de una
sustancia activa en superficie en forma de una formulación, que
contiene un compuesto de silicona y un compuesto de amonio
cuaternario.
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