ES2282143T3

ES2282143T3 - Estructura compuesta elastica.

Info

Publication number: ES2282143T3
Application number: ES00972951T
Authority: ES
Inventors: Leo Hatjasalo; Kari Rinko
Original assignee: OMS Optomedical Systems Ltd Oy
Current assignee: OMS Optomedical Systems Ltd Oy
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2007-10-16
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: RU2305038C2; RU2002114576A; MXPA02004036A; JP4785313B2; CN1387476A; US20080020664A1; AU773021B2; BR0015244A; WO2001032416A8; EP1237717B1; CA2390119C; EP1237717A1; BR0015244B1; JP2003512952A; DE60033424T2; WO2001032416A1; US9878499B2; DE60033424D1; US7153789B1; AU1150901A

Abstract

Una estructura compuesta elástica, la cual destinada a ser utilizada como estructura de lámina fina flexible y plegable en la fabricación de un producto bidimensional o tridimensional con el fin de asegurar la protección mecánica contra cortes y/o perforaciones, comprendiendo la estructura primero un sistema de elastómero (1), constituido por uno o varios materiales elastómeros cualitativamente diferentes basados en PUR (resina de poliuretano), PUD (dispersión de poliuretano) y/o silicona (SI) y en segundo lugar por un sistema de refuerzo mecánicamente duradero (2), caracterizada porque el sistema de refuerzo (2) incluido en la estructura compuesta comprende una estructura de tela, tejida o de punto (2a), la cual está fabricada con un hilo flexible híbrido (L) enrollado de fibras de polímero rígidas y elásticas (L1, L2) para maximizar la elasticidad entre los puntos de fricción (fp) presentes en la estructura de tela, tejida o de punto (2; 2a), estando dicha estructura de tela, tejida o depunto (2; 2a) además al menos en parte previamente revestida/impregnada de una matriz de elastómero elástico y maleable (2; 2b) para conservar la elasticidad óptima de la estructura de tela, tejida o de punto con el fin de permitir la formación de la capa de superficie real de la estructura compuesta (1) encima de la matriz de elastómero maleable (2; 2b) de modo que la estructura compuesta permanezca elástica.

Description

Estructura compuesta elástica.

La invención se refiere a una estructura compuesta elástica destinada a ser usada como estructura de lámina fina, flexible, plegable en la fabricación de un producto bidimensional o tridimensional, en particular para proporcionar una protección mecánica contra cortes, perforaciones y/o similares. Dicho tipo de estructuras elásticas compuestas puede ser utilizado p. ej. en productos textiles para aplicaciones relacionadas con los servicios sanitarios y la industria de productos sanitarios, así como en otros numerosos contextos.

Con referencia a la técnica anterior, p. ej. las publicaciones de patentes EP 0.318.415, US 5.230.937, US 3.974.320, US 5.447.594, US 4.338.370 y JP 6278247 describen estructuras, que están basadas en capas de material textil tejido o no tejido. Todas ellas son inadecuadas en términos de sus funciones, especialmente debido a su falta de propiedad de estiramiento o de alargamiento y por lo tanto, son inaplicables para la fabricación de productos con requisitos particulares de elasticidad. Esto es debido a que las estructuras textiles tejidas o no tejidas utilizadas en dichos productos son únicamente capaces de proporcionar construcciones plegables o flexibles, que no sean, sin embargo, realmente extensibles. Esto se aplica también ampliamente a las soluciones descritas en las publicaciones de patentes JP 62297333, JP 11172860, y JP 1096227, todas ellas no están necesariamente provistas de una estructura textil de las llamadas tejidas o no tejidas como refuerzo sino, por ejemplo, con sistemas de fibra de carbono o similares. Tampoco estas soluciones pueden permitir la fabricación de un producto elástico bidimensional o tridimensional, ya que las citadas soluciones sólo son capaces de poder elaborar estructuras plegables. Todas estas soluciones pueden servir para producir estructuras altamente flexibles, aunque incapaces de producir estructuras que sean axialmente uni-, y menos aún bi- o tridimensionalmente extensibles, como requiere la elasticidad.

La técnica anterior describe además la introducción de estructuras especialmente provistas de una estructura de refuerzo basada en un tejido, p. ej. tal como se indica en las publicaciones de patentes WO 9200343 o JP 60259682. Incluso en el mejor de los casos, el alargamiento proporcionado por estas soluciones es inferior al 36%, lo cual restringe notablemente la utilidad de dichas soluciones en la fabricación de productos que requieran una elasticidad especial. Las propiedades inadecuadas de estiramiento y el modulo elevado de elasticidad resultan del hecho que las estructuras del tejido usadas en relación con las mismas y que están basadas en éstas son compatibles con la tecnología tradicional. Por lo tanto, no se proporcionará de ese modo una elasticidad suficiente, ya que en aplicaciones prácticas, en particular en relación con las demandas de la industria de productos sanitarios, el requisito mínimo de elasticidad se sitúa fácilmente en torno al 100%.

Uno de los objetos con una estructura compuesta elástica de esta invención es proporcionar una solución decisiva a dichos problemas y de este modo, mejorar sustancialmente el estado actual de la técnica. Para alcanzar dicho objetivo, la estructura compuesta elástica de la invención se caracteriza principalmente por lo que se señala en las cláusulas caracterizadoras de la reivindicación independiente relativa a ésta invención.

Las ventajas más importantes obtenidas por la estructura compuesta elástica de la invención incluyen la sencillez de su construcción y fabricación, que permite la fabricación de productos con elasticidad muy elevada, pero al mismo tiempo provistos de propiedades de resistencia mecánica suficientemente buenas, en particular contra la perforación, corte y/o similares. La estructura compuesta elástica de la invención es opcionalmente factible con una amplia variedad de construcciones, pudiéndose construir el sistema de refuerzo incluido en la misma, en primer lugar, como una estructura de tela, tejida o de punto, realizada con un hilo híbrido, opcionalmente con una estructura de refuerzo de copos orientados realizada con copos laminados. La estructura de tela, tejida o de punto de la invención, protegida p. ej. por una matriz protectora particularmente elástica, utiliza un hilo híbrido enrollado de fibras de polímero elástico y rígido, obteniendo de este modo la maximización de un recurso de elasticidad entre puntos de fricción en una estructura de tela, tejida o de punto. La construcción objeto de la invención es igualmente factible utilizando copos orientados dispuestos como una o varias capas de polímero duro, íntegramente provistas de una matriz de elastómero para la creación de una estructura elástica. Es igualmente posible utilizar la invención como estructuras combinadas proporcionándoles a la vez capas de refuerzo estructuradas de tela, tejida o de punto y capas de refuerzo estructuradas en láminas junto con una matriz de elastómero.

De este modo, la estructura compuesta elástica de la invención ofrece una solución, la cual difiere esencial y favorablemente de las soluciones tradicionales y que es aplicable incluso en condiciones de gran exigencia, p. ej. en prendas utilizadas por sí solas en el contexto de la higiene hospitalaria sin necesidad de prendas separadas y multicapas que se lleven las unas encima de las otras.

La invención será ahora descrita en detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que

Las fig. 1a y 1b muestran unos cuantos principios preferidos para una estructura compuesta elástica de la invención, en relación en particular con un sistema de refuerzo de tejido de punto.

Las fig. 2a-2c muestran unas cuantas construcciones opcionales para una estructura elástica compuesta de la invención, en relación en particular con un sistema de refuerzo con una estructura de tela, tejida o de punto,

Las fig. 3a-3c muestran además unas cuantas soluciones opcionales preferidas para una estructura compuesta elástica de la invención, en relación en particular con un sistema de refuerzo estructurado con copos de refuerzo,

Las fig. 4a-4d muestran además modos de realización preferidos para una estructura compuesta elástica de la invención por medio de las también llamadas estructuras combinadas, y

Las fig. 5a y 5b muestran además unas cuantas construcciones preferidas de una estructura compuesta elástica de la invención, que han sido producidas por medio de ciertos tipos de técnicas de fabricación.

La invención se refiere a una estructura compuesta elástica, que se destina al uso como estructura de lámina fina, flexible y plegable en la fabricación de un producto bi- o tridimensional, en particular para proporcionar una protección mecánica contra cortes, perforaciones y/o similares. La estructura compuesta comprende en primer lugar un sistema de elastómero 1, que está constituido por uno o más materiales de elastómero basados en PUR- (resina de poliuretano), PUD- (dispersión de poliuretano), SI- (silicona) cualitativamente diferentes y/o similares, y en segundo lugar por un sistema de refuerzo mecánicamente duradero 2, que sea una tela, tejida o de punto 2a realizada con uno o más hilos híbridos flexibles, y opcionalmente una estructura de refuerzo de copos orientados 2c realizada con copos laminados y y/o similares.

En un modo de realización particularmente preferido, una estructura de tela o una estructura de punto 2 descrita a título de ejemplo en las Fig. 1a y 1b, incluida en el sistema de refuerzo de una estructura compuesta, es fabricada con un hilo híbrido L enrollado de fibras de polímero rígido y elástico L1, L2, tal como un polímero de cristal líquido (LCP) y fibras de elastano, en particular para la maximización de un recurso de elasticidad x entre puntos de fricción fp presentes en la estructura de tela, tejida o de punto 2; 2a. De este modo, es incluso posible conseguir un estiramiento de p. ej. 500% entre los puntos de fricción. Se puede igualmente distendir el hilo híbrido L p. ej. por la aplicación de calor, de modo que la estructura multifilamentos ensartada del mismo conserve más eficazmente su desplazamiento y proporcione una elasticidad proporcional específica a cada punto que sea mejor que la obtenida con un hilo no distendido. La fabricación de un hilo híbrido puede realizarse utilizando varios materiales de fibras y sistemas tales como fibras orgánicas e inorgánicas, mono o multifilamentos, para obtener una variedad de propiedades finales.

Una estructura de punto constituida por el hilo híbrido L puede ser "demasiado elástica" antes del revestimiento, pese a lo cual, como el punto pierde parte de su elasticidad en el proceso de revestimiento, es preferible que el hilo híbrido y el punto estén provistos del máximo recurso de elasticidad posible en el modo descrito. Naturalmente, también puede utilizarse un hilo híbrido para producir, telas, tejidos o similares.

Con referencia a los modos de realización representados en las fig. 2a-2c, una tela 2; 2a' o una estructura de punto 2a incluida en el sistema de refuerzo de una estructura compuesta es previamente revestida/
impregnada parcial o totalmente con una matriz de elastómero elástico y maleable 2b, el cual, con un estiramiento del 100%, tiene un módulo de elasticidad de 1.0 Mpa o inferior, en particular para proteger el hilo híbrido L y los puntos de fricción fp de la estructura de tela, tejida o de punto 2; 2a o para conservar la característica de elasticidad óptima de la tela, tejida o de punto, formando la capa de superficial real 1 de la estructura compuesta encima de la matriz de elastómero maleable 2; 2b.

En un modo de realización preferido, la matriz de elastómero 2; 2b de la estructura de tela 2a; 2a', tejida o de punto 2a, está fabricada con un principio de multicomponentes mediante el tratamiento previo de la estructura de tela, tejida o de punto, local o totalmente, con un primer componente, siendo en segundo lugar la tela, tejida o de punto, revestida con una mezcla de componentes, por ejemplo mediante inmersión, pulverización y/o de una manera similar, usando una mezcla de componentes que contengan un segundo y tercer componentes, por lo que, durante el proceso de revestimiento el segundo componente reaccione con el primer componente para producir una matriz maleable y elástica 2; 2b alrededor/encima de la estructura de tela, tejida o de punto 2; 2a y el tercer componente produzca una capa de superficie mecánicamente más duradera 1 encima de la matriz de elastómero maleable.

En este contexto, el primer componente puede estar compuesto p. ej. de un prepolímero, pudiendo el segundo componente ser un elemento de ligadura transversal o un alargador/formador de cadena y, además, el tercer componente puede ser un poli/elastómero inerte neutralizado.

Naturalmente, dicho tipo de estructura compuesta puede también estar preparada con una tela, tejida o similar, por recubrimiento como se ha descrito anteriormente. La estructura compuesta tiene un contenido reforzador en la matriz que se sitúa preferiblemente entre los 5-95% del volumen. Con una estructura optimizada, es posible alcanzar propiedades de elasticidad similares tanto a lo largo como a lo ancho de la estructura. De este modo, es posible variar la característica de elasticidad de la estructura incluso más allá del 100%-1500%.

Por otra parte, la invención se refiere a una estructura compuesta elástica, la cual está destinada a ser usada como estructura de lámina fina flexible y plegable para la fabricación de un producto bi- o tridimensional y que comprende un sistema de refuerzo 2 para reforzarla mecánicamente contra cortes, perforaciones y/o similares. El sistema de refuerzo 2 para una estructura compuesta de la invención puede comprender adicionalmente un sistema de refuerzo por copos 2c, consistente en materiales duros orgánicos y/o inorgánicos y que tengan sus copos y dispuestos como una o más capas de polímero duro y que contengan una matriz de elastómero 2; 2b adaptada para proporcionar una composición integral a la estructura elástica. En este contexto, se hace referencia especialmente a las figuras 3a-3c, todas las cuales sin embargo incluyen también la estructura de superficie real 1.

En un modo de realización preferido adicional, el refuerzo de copos para una estructura compuesta de la invención es fabricado con material orgánico y/o inorgánico duro, que tiene un área de superficie preferiblemente >2 mm^{2} y un grosor que se sitúa entre 0,02-1 mm, preferiblemente mediante laminación de una o más capas de polímero duro y proporcionando preferiblemente también refuerzos extra a la estructura laminada, tales como un reforzador de tela o de tejido no tejido o similar extremadamente fino y denso.

Las aplicaciones preferidas para este tipo de disposición incluyen p. ej. las soluciones siguientes, en las que el sistema de refuerzo por copos 2; 2c está diseñado como una capa de protección mecánica integral y total, en la cual una o más capas estructurales del sistema de refuerzo por copos están definidas:

-: aplicando los copos y con orientación manual y/o mecánica en la superficie de un revestimiento de elastómero 1;

-: aplicando los copos y en la superficie de un revestimiento de elastómero 1 electrostáticamente por pulverización junto con el revestimiento de elastómero maleable 2; 2b;

-: aplicando los copos y con orientación libre en la superficie de un elastómero 1; o

-: aplicando los copos y electrostática o neumáticamente de modo que se sitúen como se desee para constituir una capa de orientación del tipo deseado 2c; 2c'' antes de un revestimiento de elastómero siguiente, estando esta aplicación representada especialmente en la figura 5a.

Con referencia en especial a lo descrito anteriormente, la orientación de los copos y es preferiblemente realizada electrostáticamente de modo que los copos y estén polarizados para una orientación deseada usando, como patrón de orientación, una llamada estructura imbricada o similar tal como se muestra p. ej. en las figuras 3a o 3b, o también una orientación libre 2c; 2c' como se muestra p. ej. en la figura 3c.

En los modos de realización preferidos mostrados especialmente en las figuras 4a-4d, el sistema de refuerzo 2 incluido en una estructura compuesta ha sido preparado a partir de una combinación de refuerzos, que comprenden la estructura de tela, tejida o de punto 2a y las capas de refuerzo de copos 2c.

Como aplicación preferida adicional, la composición de refuerzo de copos 2c está unida en este tipo de modo de realización a la estructura de tela, tejida o de punto 2a, mediante una técnica de anclaje, siendo el refuerzo de copos tratado con un primer componente y la estructura de tela, tejida o de punto, respectivamente, total o localmente, con un segundo componente para proporcionar una adherencia deseada entre la estructura de tela, tejida o de punto y el refuerzo de copos, en un lugar deseado.

Con particular referencia a la construcción mostrada en la figura 5b, está previsto un sistema de refuerzo de copos 2c; 2c' encima de una capa estructural 2a de tela, tejida o de punto, provista de un revestimiento de elastómero 1, de modo que no restrinja la elasticidad de la capa estructural de la tela, tejida o de punto, mediante la aplicación de un principio de multicomponentes o similar, siendo tratado el refuerzo de copos con un tercer componente, el cual no proporcione una adherencia con la estructura de tela, tejida o de punto 2a, o con el hilo L usado en la misma.

Es evidente que la invención no se limita a las aplicaciones descritas o representadas anteriormente sino que, como se describe en los siguientes ejemplos, puede aplicarse en muchas variantes. De este modo, estas estructuras especialmente a prueba de cortes como se muestra en la figuras 2a-2c, al igual que las estructuras a prueba de perforaciones, como se muestra en las figuras 3a-3c especialmente, o también las estructuras tanto a prueba de cortes como de perforaciones tal como se muestra en las figuras 4a-4c pueden por supuesto prepararse mediante la aplicación de las más diversas técnicas de fabricación, p. ej de modo que dichas estructuras sean prediseñadas con cierto tipo de textura de superficie, tal como unos patrones ranuras, patrones de nódulos o similares. Además, el uso de las técnicas de fabricación apropiadas, tal como el revestimiento electrostático, también permite la preparación de productos perfectamente tridimensionales, tal como guantes o similares, que proporcionen adicionalmente un llamado ajuste perfecto de modo que en vez de formas tubulares, el proceso de fabricación está destinado a producir estructuras con secciones transversales que varíen en la dirección longitudinal de las mismas. Además, el tipo de principios de elasticidad representados en particular en las figuras 2a y 2b se cumplirán también en el caso de estructura con textura realizada con tela, tejida o trama, usando un hilo híbrido torcido.

Claims

1. Una estructura compuesta elástica, la cual destinada a ser utilizada como estructura de lámina fina flexible y plegable en la fabricación de un producto bidimensional o tridimensional con el fin de asegurar la protección mecánica contra cortes y/o perforaciones, comprendiendo la estructura primero un sistema de elastómero (1), constituido por uno o varios materiales elastómeros cualitativamente diferentes basados en PUR (resina de poliuretano), PUD (dispersión de poliuretano) y/o silicona (SI) y en segundo lugar por un sistema de refuerzo mecánicamente duradero (2), caracterizada porque el sistema de refuerzo (2) incluido en la estructura compuesta comprende una estructura de tela, tejida o de punto (2a), la cual está fabricada con un hilo flexible híbrido (L) enrollado de fibras de polímero rígidas y elásticas (L1, L2) para maximizar la elasticidad entre los puntos de fricción (fp) presentes en la estructura de tela, tejida o de punto (2; 2a), estando dicha estructura de tela, tejida o de punto (2; 2a) además al menos en parte previamente revestida/impregnada de una matriz de elastómero elástico y maleable (2; 2b) para conservar la elasticidad óptima de la estructura de tela, tejida o de punto con el fin de permitir la formación de la capa de superficie real de la estructura compuesta (1) encima de la matriz de elastómero maleable (2; 2b) de modo que la estructura compuesta permanezca elástica.

2. Una estructura compuesta según la reivindicación 1, caracterizada porque las fibras de polímero rígidas y elásticas (L1, L2) comprenden fibras de polímeros de cristal líquido (PCL) y de elastano.

3. Una estructura compuesta según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la matriz de elastómero (2; 2b) de la estructura de tela tejida o de punto está fabricada según el llamado principio de multicomponentes mediante el tratamiento previo de la estructura de tela, tejida o de punto, local o totalmente con un primer componente, siendo en segundo lugar la estructura de tela, tejida o de punto, además revestida mediante inmersión y/o pulverización con una mezcla de componentes, utilizando una mezcla de componentes que contenga un segundo y un tercer componentes; de modo que, durante el proceso de revestimiento, el segundo componente reaccione con el primero para producir una matriz maleable y elástica (2; 2b) alrededor/encima de la estructura en tela, tejida o de punto (2; 2a) y el tercer componente produzca una capa de superficie mecánicamente más duradera (1) encima de la matriz de elastómero
maleable.

4. Una estructura compuesta según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizada porque el sistema de refuerzo (2) incluido en la estructura compuesta está constituido por una combinación de refuerzos, que comprenden una estructura de tela, tejida o de punto (2a), la cual está fabricada con un hilo híbrido flexible y una estructura de refuerzo con copos orientados (2c) fabricada con copos laminados (y).

5. Una estructura compuesta según la reivindicación 4, caracterizada porque el sistema de refuerzo con copos (2c) está constituido por materiales orgánicos y/o inorgánicos duros, donde los copos (y) están dispuestos en forma de una o varias capas de polímero duro, que contiene una matriz de elastómero (2; 2b) adaptada para proporcionar una composición integral a la estructura elástica.

6. Una estructura compuesta según la reivindicación 4 ó 5,

caracterizada porque el sistema de refuerzo con copos (2; 2c) está concebido como una capa protectora mecánica integral y completa en la cual se forme una o varias capas estructurales del sistema de refuerzo con copos:

-: por la aplicación de los copos (y) con una orientación mecánica y/o manual en la superficie de un revestimiento de elastómero (1);

-: por la aplicación de los copos (y) en la superficie de un revestimiento de elastómero (1) electrostáticamente, pulverizándolos junto con el revestimiento de elastómero maleable (2; 2b);

-: por la aplicación de los copos (y) con orientación libre en la superficie de un elastómero (1); ó

-: por la aplicación de los copos (y) electrostática o neumáticamente para colocarlos del modo deseado para constituir un tipo deseado de capa de orientación (2c'; 2c'') antes de un revestimiento posterior de elastómero (1).

7. Una estructura compuesta según la reivindicación 7, caracterizada porque se realiza la orientación de los copos (y) de preferencia electrostáticamente de tal modo que los copos (y) sean polarizados para una orientación deseada por el uso, como patrón de orientación, de una llamada estructura imbricada o de una orientación libre (2c').

8. Una estructura compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 4 a 7, caracterizada porque el sistema de refuerzo con copos (2c) está unido a la estructura de tela, tejida o de punto (2a) por una técnica de anclaje, siendo el refuerzo de copos tratado con un primer componente y la estructura de tela, tejida o de punto, tratada total o localmente, respectivamente, con un segundo componente destinado a proporcionar una adherencia deseada entre la estructura de tela, tejida o de punto y el refuerzo con copos en un lugar deseado.

9. Una estructura compuesta según la reivindicación 8, caracterizada porque el sistema de refuerzo con copos (2c) está situado encima de la capa estructural de tela o de punto (2a) para no bloquear la elasticidad de la capa estructural de tela, tejida o de punto, por la aplicación de dicho principio multicomponentes, siendo el refuerzo con copos tratado con un tercer componente, el cual no confiera adherencia con la estructura de tela, tejida o de punto (2a) o con el hilo (L) utilizado.