ES2342736T3 - Banda continua de material, elastica transversalmente, de multiples capas, producida mediando utilizacion de materiales de velo. - Google Patents
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Abstract
Banda continua de material elástica, de múltiples capas, a base de capas de materiales de velo y láminas poliméricas, caracterizada porque la por lo menos una capa de material de velo, después de su extrusión y antes de su unión con la lámina polimérica, se consolida con ayuda de chorros de agua, de tal manera que ella es fácilmente alargable en la dirección transversal, y la banda continua de material es deformable elásticamente con una fuerza situada por debajo de 12 N hasta una longitud de un 200% de su longitud original en la dirección transversal.
Description
Banda continua de material, elástica
transversalmente, de múltiples capas, producida mediando utilización
de materiales de velo.
El presente invento se refiere a una banda
continua de material, elástica, de múltiples capas, que se produce
mediando utilización de una lámina de material sintético, que está
unida con un material de velo.
Una tal banda continua de material se conoce
p.ej. a partir del documento patente alemana DE 103 04 370. El
material allí descrito se compone de una lámina elástica de soporte
(de material elastómero), que está forrada por ambas caras con un
velo que se apoya de un modo liso, realizándose que unos puntos de
soldadura en forma de retículo, que penetran a través de toda la
estructura estratificada mantienen juntas a las capas. El material
que sirve para la soldadura se compone de una parte del material de
velo o respectivamente de la lámina central. El punto individual de
soldadura atraviesa (perfora) a la lámina central y une una con otra
a las bandas continuas de velo superior e inferior. De manera
preferida, el punto de soldadura está estructurado con una forma
anular, mediante lo cual el estratificado es activo para respirar.
Eventualmente, tal como es conocido, este centro anular está
cerrado por una delgada piel de lámina.
Este material tiene una alargabilidad de hasta
200%, siendo posible introducir todas las tres bandas continuas
paralelamente, p.ej. en un dispositivo de unión por soldadura, en
donde las bandas continuas son conducidas entre dos rodillos, que
penetran a través la banda continua de material por medio de unas
púas de soldadura calentadas, y que funden incipientemente a la
lámina central de soporte hasta tal punto que ésta se une
puntualmente con las bandas continuas de velo. Mediante utilización
de unas correspondientes púas de soldadura situadas sobre ambos
rodillos, que coinciden en cada caso en el centro de la lámina de
soporte, se producen unos puntos de soldadura anulares, que todavía
están cerrados, por medio de un delgado resto de la lámina, contra
el paso del líquido a su través, pero que permiten ampliamente un
paso de gases a su través.
Los materiales de velo se producen extrudiendo
unos polímeros adecuados, de manera preferida unos homopolímeros de
propileno con un índice de fusión MFI (230º/2,16 kg) de
8-12 g por 10 min, a través de unas boquillas de
hilatura, formándose un velo de fibras, en el que la cantidad de las
fibras orientadas transversalmente está distribuida con respecto a
la cantidad de las fibras orientadas longitudinalmente en la
relación de 20-40 por 80-60, de
manera preferida de 30 por 70. Esta relación se consigue mediante el
recurso de que un rodillo enmarañador en sí conocido,
correspondientemente estructurado, lleva a una alta proporción de
las fibras desde la orientación horizontal a la posición
transversal. El velo fibroso producido de este modo, que todavía no
se ha consolidado, es estirado en varias etapas por medio de una
disposición de estiramiento a lo ancho, en la dirección
transversal, con lo cual las fibras se orientan adicionalmente en la
dirección transversal, y a continuación se consolidan en un
dispositivo de soldadura, p.ej. en un dispositivo de soldadura con
calandria, en el que las fibras del velo son soldadas unas con
otras en forma de puntos a distancias regulares. Los velos (velos
de carda) se componen de fibras de polipropileno y/o de mezclas de
diferentes tipos de fibras, tales como p.ej. de un polipropileno y
una viscosa, de un polipropileno y una poliamida, de un
polipropileno y un poliéster, etc.
Los velos obtenidos de esta manera tienen un
peso por unidad de superficie de aproximadamente
15-50 g por m^{2}, de manera preferida de
aproximadamente 20-30 g por m^{2}, y, debido al
modo de su producción, son muy blandos y moldeables. La relación de
fuerzas de rotura en la MD/CD es de aproximadamente 4 por 1, el
alargamiento en la MD/CD
es de 1 por 2,5 (MD = Machine Direction (dirección de la máquina), CD = Cross Direction (dirección transversal)).
es de 1 por 2,5 (MD = Machine Direction (dirección de la máquina), CD = Cross Direction (dirección transversal)).
La lámina elástica, que sirve como soporte, se
emplea usualmente en unos espesores de 20-150
\mum, y se compone de manera preferida de poliolefinas
termoplásticas, elastómeros y sus combinaciones. Mediante estas
combinaciones se pueden ajustar individualmente las propiedades
elásticas requeridas.
En este modo de proceder resulta desventajoso el
hecho de que la banda continua de material se tiene que
"activar" en una etapa separada del procedimiento mediante un
estiramiento, con el fin de conservar su alargabilidad, puesto que
las fibras forman una unión relativamente rígida con la lámina, que
se rompe tan sólo al realizar la activación.
Además, resulta desventajoso el hecho de que el
estiramiento trae consigo también un deterioro para el material.
Además de esto, a partir del documento de
patente europea EP 1.066.957 se conoce un procedimiento para la
producción de materiales compuestos alargables elásticamente, en el
que una segunda estructura laminar plana alargable elásticamente se
coloca sobre una primera estructura laminar plana, que comprende
unas fibras alargables, y se une con ésta por puntos para formar un
material compuesto laminar plano. El material compuesto se alarga
entonces mediante una deformación plástica de las fibras y se
contrae elásticamente, obteniéndose el material compuesto alargable
elásticamente.
En el documento de patente de los EE.UU. US
6.074.966 se describe un material compuesto a base de fibras y de
una capa espumada, siendo unidas las fibras con la capa espumada
mediante un procedimiento de chorros de agua. La capa espumada es
responsable de las propiedades elásticas y de la estabilidad del
material compuesto. Unos materiales compuestos similares se conocen
a partir del documento US 6.028.017, allí estos velos son agujados
con unas capas espumadas para formar un material compuesto.
El documento de patente británica GB 2.341.578
divulga unas bandas continuas para tender por debajo de tejados,
que comprenden unos velos, que se pueden consolidar con chorros de
agua, por una estratificación con pegamento, por una
estratificación con ultrasonidos o por una unión térmica (conocida
como Thermobonding), siendo preferida esta unión térmica. Estos
materiales compuestos no son elásticos.
A partir del documento de solicitud de patente
internacional WO 03/006233 se conocen unos materiales laminares
planos cosidos con hilos elásticos, que también pueden estar unidos
con un velo. Después de la costura, el hilo se contrae y confiere
al material laminar plano unas especiales propiedades hápticas,
visuales y funcionales. El material no es impermeable al agua.
Por lo tanto, el presente invento se ha
planteado la misión de encontrar un procedimiento, en el que se
pueda suprimir una tal activación.
Sorprendentemente, se encontró por fin que unos
materiales de velo, que son consolidados de un modo determinado
mediante chorros de agua, tienen una alta alargabilidad en la
dirección transversal, y, por consiguiente, al realizar una
estratificación con láminas elásticas, proporcionan los
estratificados deseados, que ya no deben de ser activados. La
solución del problema planteado por esta misión se consigue, por
consiguiente, mediante la creación de unas bandas continuas de
material elásticas, de múltiples capas, que se componen de capas de
materiales de velo y de láminas poliméricas, siendo consolidadas las
capas de materiales de velo, después de su extrusión y antes de la
unión con la lámina polimérica, con ayuda de chorros de agua, de tal
manera que ellas son fácilmente alargables en la dirección
transversal. Unas ventajosas formas de realización se encuentran en
las reivindicaciones subordina-
das.
das.
Sorprendentemente, los estratificados producidos
conforme al invento poseen desde el principio una alta elasticidad,
de tal manera que se puede suprimir la etapa de activación que era
necesaria hasta ahora.
La consolidación de materiales de velo con
chorros de agua se puede efectuar p.ej. de acuerdo con el documento
US 6.321.425 B1 (para velos de carda) o p.ej. de acuerdo con el
documento WO 03/087455 A1, recayendo allí la atención principal en
obtener unas solideces más altas, unos volúmenes más altos y una
blandura más alta.
En contraposición con esto, en el presente caso
un velo de fibras (una estructura tendida (cañamazo) a base de
fibras cortadas o de fibras continuas) es consolidado por los
chorros de agua, de tal manera que la alargabilidad del velo adopta
una evolución atípica en el diagrama de fuerza y alargamiento. Para
conseguir un aumento del alargamiento de 0% a 100% se necesita una
fuerza de \leq 1 N. Un aumento del alargamiento en un 50% hasta
150% requiere una duplicación del consumo de fuerza de 1 N a 2 N. El
alargamiento hasta 200% de la longitud original exige un consumo de
fuerza de > 4 N.
Este velo, en combinación con una lámina
elástica, tal como se ha descrito ya en el documento DE 103.04.370
B1 antes mencionado, y los procedimientos mencionados para su
producción, permiten la producción de un material elástico
transversalmente, que ya no se tiene que hacer pasar a través de una
unidad de activación, y que por consiguiente ya no es cargado ni
dañado.
Mediante el empleo de una unidad de soldadura
por ultrasonidos, las capas de velo para un producto de tres capas
se pueden unir óptimamente unas con otras. En este caso, se añaden
tan sólo en un grado insignificante unos puntos de unión
(Bondierpunkte) adicionales, que sin embargo no modifican
esencialmente las propiedades descritas. En este caso, la lámina es
unida de manera preferida por ambas caras con un velo, por medio de
la soldadura por ultrasonidos en este caso ambos velos son unidos
uno con otro e integran de este modo también a la lámina.
El velo se puede unir con la lámina elástica
también por medio de pegamentos (pegamentos termofusibles). A
través del modo de como es aplicado el pegamento (p.ej. en franjas,
en forma de puntos, en espirales, etc.) se puede establecer la
superficie de contacto (de un modo similar a los puntos de unión),
con lo cual también en este caso las propiedades descritas sólo se
modifican insignificantemente. En este contexto, también es posible
una forma de realización con un velo sólo por una cara, pero se
prefiere la forma de realización con un material de velo por cada
una de ambas caras de la lámina.
En el caso de una estratificación por extrusión,
en la que los dos materiales de velo consolidados por chorros de
agua son añadidos a la lámina (película) elástica directamente
después de su formación, es decir, todavía en la masa fundida
caliente, la superficie de contacto entre el velo y la lámina es
regulada por el ajuste de las hendiduras entre los rodillos
refrigeradores, estructurados como rodillos estiradores posteriores
(Niprollen). El área de la superficie de contacto es en este caso
manifiestamente más grande que en los casos de los otros dos
procedimientos, el velo conserva no obstante sus propiedades, de tal
manera que aquí se consigue una evolución idéntica de las curvas en
un diagrama de fuerza y alargamiento a un nivel que en total es algo
más alto.
En lo sucesivo, a modo de ejemplo se representa
la evolución de la curva del diagrama de fuerza y alargamiento del
nuevo material. Se utilizaron dos capas de velos de carda (un velo
de fibras cortadas con un peso de 35 g/m^{2}), que habían sido
consolidados mediante una tecnología de chorros de agua, y una capa
de lámina polimérica elástica (en este ejemplo con un espesor de
capa de 60 \mum, producida por la entidad RKW AG Werk
Wasserburg).
Los materiales usados para la producción de
láminas elásticas son conocidos para un experto en la especialidad.
Frecuentemente se emplean unos polímeros elásticos constituidos
sobre la base de poliolefinas, tales como las de polietileno y
polipropileno, copolímeros y terpolímeros de
estireno-butadieno-estireno (SBS),
de estireno-etileno-butileno
(SEBS), de
estireno-isopreno-estireno (SIS) y/o
sus mezclas (composiciones). La lámina elástica se puede componer
p.ej. también de unos denominados materiales termoplásticos
elásticos constituidos sobre la base de poliolefinas catalizadas
por metalocenos (un polipropileno (PP), un polietileno de baja
densidad (LDPE acrónimo de low density poliethylene), un
polietileno lineal de baja densidad (LLDPE acrónimo de linear low
density poliethylene)) o de poliuretanos. Además, es concebible
utilizar un caucho natural, pero usualmente se prescinde a ello a
causa de una posible reacción alérgica.
Se prefieren especialmente unas láminas de una o
múltiples capas, que se componen de poliolefinas elásticas (p.ej.
la serie típica Vistamaxx de la entidad ExxonMobile o la serie
típica Affinity de la entidad DOW) y/o de unas mezclas de
composiciones de SBS y/o SEBS (p.ej. de la serie típica Kraton de la
entidad Kraton Polymers o de la serie típica Styroflex de la
entidad BASF AG). Algunos fabricantes ofrecen unas composiciones
elásticas acabadas, adaptadas a los requisitos de los clientes
(p.ej. las entidades Kraiburg TPE GmbH, Elastoteknik AB o
Wittemburg B.V.).
La evolución de las curvas de la histéresis de
este estratificado muestra, en el caso de un alargamiento de 100%,
un consumo de fuerza de < 5 N, en el caso de 150%, un consumo de
fuerza de < 8 N y, en el caso de un alargamiento de 200%, un
consumo de fuerza de < 12 N.
La unión de las capas se llevó a cabo mediando
aplicación de una tecnología de ultrasonidos, tal como se describió
en el documento DE 103.51.831.2-16.
La evolución de la curva superior 1 muestra en
el diagrama de fuerza y alargamiento el comportamiento del nuevo
material al realizarse su primera aplicación de carga. La probeta se
alargó en este caso en la dirección transversal hasta un 200% de su
longitud original, teniéndose que dedicar un consumo de fuerza de
menos que 12 Newton. Bajo esta carga, el material se mantuvo
durante 30 segundos, antes de que él fuese descargado de nuevo.
Esta curva de descarga está caracterizada con el número 2. Después
de otros 60 segundos, la misma probeta se alargó otra vez hasta un
200% de su longitud original, siendo necesario entonces sólo un
consumo de fuerza de menos que 9 Newton, y la evolución de la curva
transcurre manifiestamente más aplanada que en el caso de la
primera aplicación de carga. Este hecho se representa en la curva 3.
También después de la segunda aplicación de carga, la probeta se
mantuvo durante 30 segundos, antes de descargar de nuevo al
material. Esta curva de descarga está caracterizada con el número
4.
Estos valores se pueden conseguir en el caso de
otros estratificados solamente mediante un proceso de activación,
que daña a la estructura del estratificado, lo que puede conducir,
por su parte, a perturbaciones al realizar la elaboración
ulterior.
En la Figura 2 se representa para la comparación
la evolución de la curva de una banda continua de material,
obtenida de acuerdo con el documento DE 103 51 831 sin ninguna
activación, en confrontación con la evolución en el caso de la
banda continua de material conforme al invento. De nuevo, se
muestran en cada caso el primer alargamiento 1 (conforme al
invento) o respectivamente 1' (de comparación), la primera descarga
2 o respectivamente 2', y el segundo alargamiento 3, 3' y la
segunda descarga 4, 4'. Otros ciclos adicionales corresponderían en
su evolución a las curvas 3, 3' y 4, 4'. Se observa que las bandas
continuas de materiales conformes al invento presentan una
elasticidad manifiestamente mejorada.
Las bandas continuas de materiales de múltiples
capas que son en particular elásticas transversalmente, producidas
conforme al invento, se pueden emplear ventajosamente en el caso de
la producción de pañales, en donde se utilizan p.ej. como los
denominados "Backears".
Claims (13)
1. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, a base de capas de materiales de velo y láminas
poliméricas, caracterizada porque la por lo menos una capa de
material de velo, después de su extrusión y antes de su unión con
la lámina polimérica, se consolida con ayuda de chorros de agua, de
tal manera que ella es fácilmente alargable en la dirección
transversal, y la banda continua de material es deformable
elásticamente con una fuerza situada por debajo de 12 N hasta una
longitud de un 200% de su longitud original en la dirección
transversal.
2. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque la(s) capa(s) de velo se
compone(n) de un velo de carda consolidado por chorros de
agua.
3. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque están presentes por lo menos dos capas
de velo.
4. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 3,
caracterizada porque la(s) capa(s) de velo se
compone(n) de un velo de hilatura consolidado por chorros de
agua.
5. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizada porque las capas de velo tienen un peso de 10
g/m^{2} a 50 g/m^{2}.
6. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque se presenta una combinación de capas de
velo de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 4.
7. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque la lámina se había producido a partir
de un polímero elástico.
8. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizada porque la deformación permanente del material
se sitúa por debajo de 20% después de una aplicación de carga (en
inglés "Permanent Set").
9. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque la banda continua es activa en
respiración.
10. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque la banda no es activa en
respiración.
11. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque los materiales son unidos unos con
otros por medio de una unidad de ultrasonidos.
12. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque los materiales son unidos unos con
otros por medio de un pegamento, p.ej. un pegamento
termofusible.
13. Banda continua de material elástica, de
múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque los materiales de velo son aportados al
proceso de extrusión de la lámina elástica.
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