ES2628416T3

ES2628416T3 - Napa que comprende fibras rizadas bicomponentes o multicomponentes

Info

Publication number: ES2628416T3
Application number: ES14705962.0T
Authority: ES
Inventors: Jaroslav KOHUT; Zdenek Mecl; Frantisek Klaska; Pavlina Kasparkova
Original assignee: Pegas Nonwovens sro
Current assignee: Pegas Nonwovens sro
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: WO2014108106A1; US20150354112A1; EP2943607B1; RU2649264C2; HUE034578T2; JP2016507012A; SA515360784B1; CZ201324A3; EP2943607A1; ZA201504970B; CN105051280A; RU2015132469A; PL2943607T3; JP6508654B2; BR112015016685A2; MY171876A; WO2014108106A8; DK2943607T3

Abstract

Napa que comprende fibras rizadas bicomponentes o multicomponentes que consisten, como mínimo, en dos secciones, que comprenden un polímero o una mezcla polimérica como componente predominante y que están dispuestas a través de la sección transversal de la fibra de una manera adecuada para promover el rizado de la fibra durante el proceso de fijación y cuyos componentes predominantes difieren en el calor de cristalización (dHc), caracterizada por que la diferencia en el calor de cristalización dHc está en el intervalo de 30 J/g a 10J/g, preferentemente de 30 J/g a 20 J/g y que los componentes predominantes difieren, como mínimo, en uno de los otros parámetros seleccionados del grupo de índice de fluidez, el grado de polidispersión y el módulo de flexión, mientras que la diferencia relativa de los componentes predominantes es: para el índice de fluidez en el intervalo de 100 g/10 min a 5 g/10 min y/o para el grado de polidispersión menor que 1, pero superior a 0,3, y/o para el módulo de flexión en el intervalo de 300 MPa a 50 MPa; en el que la diferencia relativa en el índice de fluidez no es superior a 100 g/10 min, en el grado de polidispersidad es inferior a 1, en el módulo de flexión no es mayor que 300 MPa; y en el que dichas fibras tienen el grado de rizado, como mínimo, de 5 ondulaciones por 20 mm de fibra.

Description

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DESCRIPCION

Napa que comprende fibras rizadas bicomponentes o multicomponentes Sector tecnico

La presente invencion se refiere a una napa que comprende fibras rizadas bicomponentes o multicomponentes que consiste, como minimo, en dos materiales que comprenden un polimero como componente predominante y que estan dispuestos a traves de la seccion transversal de la fibra de una manera adecuada para promover el rizado de la fibra durante el proceso de fijacion y cuyos componentes polimericos predominantes difieren en el calor de cristalizacion (dHc). El tipo de napa descrito en el presente documento esta destinado especialmente a la produccion de textiles no tejidos que se van a utilizar principalmente para aplicaciones en la industria de la higiene.

Antecedentes de la tecnica

La voluminosidad de los textiles no tejidos puede ser importante por varias razones. Los textiles no tejidos se utilizan a menudo como parte de productos de higiene, en los que la voluminosidad del material se puede utilizar tanto por razones de funcionalidad (por ejemplo, como parte de la parte de bucle del sistema de sujecion que consiste en ganchos y bucles o, por ejemplo, para la mejora de la distribucion de liquidos en el nucleo de los productos de absorcion), asi como por razones sensoriales, el volumen del material, ademas de otras cosas, da suavidad y puede ser aceptado positivamente en contacto con la piel. En ciertos casos, los textiles no tejidos pueden usarse como parte de productos de limpieza tales como, por ejemplo toallitas y esponjas. La mejora en la voluminosidad de tales textiles no tejidos puede tambien mejorar su eficacia como elemento de limpieza.

En varios casos, el esfuerzo se dedico intencionadamente a crear o modificar ciertas propiedades de materiales textiles no tejidos con el objetivo de su mejora. Estos esfuerzos consistieron en la seleccion y/o modificacion de diversas composiciones quimicas de fibras, el peso base, el procedimiento de estratificacion de las fibras, la densidad de las fibras, la extrusion de diversos patrones, la utilizacion de diversos tipos de union.

La voluminosidad de un textil no tejido esta directamente relacionado con las propiedades de las fibras que lo forman. Las fibras continuas homogeneas son tipicas para los textiles no tejidos hilados por fusion. Posteriormente, se puede incrementar la voluminosidad mediante la utilizacion de procedimientos de union. Un procedimiento consiste en la utilizacion de tales procedimientos de union termica, que retienen la parte maxima de segmentos de fibras sueltas entre los puntos de union individuales que se usan para conseguir la resistencia requerida del material final. Otro procedimiento consiste en exponer el material textil no tejido, despues de la union por calandria, a un chorro de agua (hidrogenacion o hidroenmaranado) con el fin de esponjar las fibras y aumentar su espesor especifico.

Otro procedimiento consiste en producir textiles no tejidos a partir de fibras polimericas "bicomponentes", incluye etapas en las que estas fibras se crean bajo la hilera, se ponen para crear una napa y, posteriormente, se enlazan utilizando una calandria de gofrado seleccionada con el fin de lograr cierto efecto estampado. Dichas fibras bicomponentes se pueden producir utilizando hileras equipadas con dos secciones adyacentes, en las que el primer polimero se libera a traves del primero y el segundo polimero se libera a traves del segundo con el fin de crear una fibra que tiene una parte de la seccion transversal formada por el primer polimero y la segunda parte de la seccion transversal formada por el segundo polimero (de ahi el termino "bicomponente"). Los polimeros respectivos se pueden seleccionar para que tengan propiedades caracteristicas diferentes, que permiten, en las combinaciones de geometria de lado o lado o de nucleo asimetrico/vaina, el curvado de las fibras bicomponentes durante el proceso de hilatura a medida que se enfrian y se extraen de debajo de la hilera. Se sabe que existen varios documentos que tratan de la aplicacion de diferencias individuales para conseguir el enrollamiento de fibras. Por ejemplo, la Patente europea EP0685579 de Kimberly Clark describe la combinacion de polipropileno y polietileno. Otra Patente europea EP1129247 de la misma empresa describe la combinacion de diferentes polipropileno. La clave aqui es el grado de diferencia de las propiedades individuales descritas.

A continuacion, las fibras enrolladas resultantes pueden colocarse para crear una napa que posteriormente se une utilizando diversos procedimientos para crear un material textil no tejido voluminoso.

El documento EP2343406 da a conocer una tela no tejida de fibras rizadas, tal como se define en el preambulo de la reivindicacion 1.

Caracteristicas de la presente invencion

Una napa de acuerdo con la presente invencion comprende fibras rizadas bicomponentes o multicomponentes que consisten, como minimo, en dos componentes polimericos, que estan dispuestos mutuamente a traves de la seccion transversal de las fibras, de tal manera que promueven el rizado de las fibras durante el proceso de fijacion y que difieren en el calor de cristalizacion, en el que la sustancia de la presente invencion es tal que la diferencia en el calor de cristalizacion (dHc) esta en el intervalo de 30 J/g a 10 J/g, preferentemente de 30 J/g a 20 J/g y que los componentes polimericos descritos difieren, como minimo, en uno de los otros parametros seleccionados del grupo

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de indice de fluidez, el grado de polidispersion y el modulo de flexion, mientras que la diferencia relativa de los componentes polimericos es:

para el indice de fluidez en el intervalo de 100 g/10 min a 5 g/10 min y/o para el grado de polidispersion en el intervalo de 1 a 0,3, y/o para el modulo de flexion en el intervalo de 300 MPa a 50 MPa;

en el que la diferencia relativa en el indice de fluidez no es superior a 100 g/10 min, la diferencia relativa en el grado de polidispersidad no es mayor que 1, la diferencia relativa en el modulo de flexion no es mayor que 300 MPa; y en el que dichas fibras tienen el grado de rizado, como minimo, de 5 ondulaciones por 20 mm de fibra.

En las reivindicaciones adjuntas se definen, respectivamente, realizaciones preferentes y/o especificas de la presente invencion. En un aspecto adicional, la presente invencion se refiere a un procedimiento de produccion de tales napas.

Descripcion breve de los dibujos

Figura 1A - Ejemplos de disposicion asimetrica (de estimulacion del rizado) de las secciones componentes a traves de la seccion transversal de una fibra multicomponente

Figura 1B - Ejemplo de una disposicion simetrica de las secciones componentes en la seccion transversal de una fibra multicomponente

Figura 2 - Ejemplo de la linea de produccion de hilado por fusion Definiciones

El termino “napa” en el presente documento se refiere a materiales en forma de fibras que se encuentran en el estado previo a la union que se realiza durante el proceso de calandrado descrito, por ejemplo, en la solicitud de Patente WO2012130414. La "napa" consiste en fibras individuales entre las que normalmente no se ha formado todavia un enlace mutuo fijo, aunque pueden estar preunidas de ciertas maneras, donde esta preunion puede producirse durante la colocacion de fibras o poco despues de la misma en el proceso de hilatura por fusion. Esta preunion, sin embargo, todavia permite que un numero sustancial de las fibras se muevan libremente, de manera que puedan recolocarse. La "napa" mencionada en el presente documento puede consistir en varios estratos creados por la deposicion de fibras desde varios haces de hilatura en el proceso de hilatura por fusion.

Los terminos "fibra" y "filamento" son, en este caso, mutuamente intercambiables.

La expresion "fibra monocomponente" Se refiere a una fibra formada de un unico polimero o mezcla de polimeros, que se distingue de la fibra bicomponente o multicomponente.

"Bicomponente" se refiere a una fibra que tiene una seccion transversal que comprende dos secciones de polimero discretas, dos secciones de mezcla polimerica discretas o una seccion de polimero discreta y una seccion de mezcla polimerica discreta. El termino "fibra bicomponente" esta incluido en el termino "fibra multicomponente". Una fibra bicomponente puede tener una seccion transversal global dividida en dos o mas secciones que consisten en diferentes secciones de cualquier forma o disposicion, incluyendo, por ejemplo, una disposicion coaxial, disposicion de nucleo y vaina, disposicion de lado a lado, disposicion radial.

El termino "multicomponente" se refiere a una fibra que tiene una seccion transversal que comprende mas de una seccion de polimero discreta o mas de una seccion de mezcla polimerica o, como minimo, un componente de polimero discreto y, como minimo, una seccion de mezcla polimerica. El termino "fibra multicomponente" incluye de este modo, pero sin limitaciones, "fibra bicomponente. Una fibra multicomponente puede tener una seccion transversal global dividida en partes que consisten en diferentes secciones de cualquier forma o disposicion, incluyendo, por ejemplo, una disposicion coaxial, disposicion de nucleo y vaina, disposicion de lado a lado, disposicion radial, disposicion de islas en el mar.

Tal como se usa en el presente documento, la expresion “textil no tejido" significa una estructura en forma de un vellon o banda fabricada a partir de fibras dirigidas u orientadas aleatoriamente, a partir de las cuales se forma inicialmente una napa y que se consolida posteriormente y las fibras se unen mutuamente por friccion, efectos de fuerzas cohesivas, encolado o por procedimientos similares que crean un patron de union unico o multiple consistente en huellas de union formadas por una compresion limitada y/o el efecto de la presion, el calor, los ultrasonidos o la energia termica, o una combinacion de estos efectos, si es necesario. El termino no se refiere a telas formadas mediante tejido o punto o telas que utilizan hilo o fibras para formar puntos de union. Las fibras pueden ser de origen natural o sintetico y pueden ser fibras discontinuas, fibras continuas o fibras producidas directamente en el lugar de procesamiento. Las fibras disponibles habitualmente tienen diametros en el intervalo de aproximadamente 0,0001 mm a aproximadamente 0,2 mm y se suministran de varias formas: fibras cortas (conocidas tambien como fibras discontinuas o cortadas), fibras individuales continuas (filamentos o monofilamentos), haces no trenzados de fibras continuas (conocido tambien como estopa) y haces trenzados de

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fibras continuas (hilo). Un material textil no tejido puede producirse utilizando muchos procedimientos, incluyendo tecnologias tales como soplado por fusion, hilado en filamento continuo, hilado por fusion, hilado de disolventes, hilatura electrostatica (electrohilado), cardado, fibrilacion de pelicula, fibrilacion de pelicula en fusion, deposicion al aire, deposicion en seco, deposicion en humedo con fibras discontinuas y diversas combinaciones de estos procesos como se conoce en la tecnica. El peso base de los textiles no tejidos se expresa, normalmente, en gramos por metro cuadrado (gm2).

El termino "asimetria", cuando se utiliza con respecto al plano perpendicular de la seccion transversal de la fibra, significa que la disposicion de las secciones de fibra no es simetrica, particularmente en relacion con la simetria central, donde el centro se considera que es el centro de la seccion transversal de la fibra. El termino tambien puede referirse a la simetria axial, donde es necesario evaluar, como minimo, tantos ejes que pasan a traves del centro de la seccion transversal de la fibra, ya que hay secciones de polimero presentes.

Se entiende que el termino "calor" significa "calor de fusion" o "calor de cristalizacion" y se entiende siempre que significa "calor latente".

Descripcion de las realizaciones preferentes

De acuerdo con la presente invencion, una napa puede consistir en fibras multicomponentes continuas producidas, por ejemplo, a partir del proceso de hilado por fusion. Las fibras se extruyen bajo una hilera y, posteriormente, se atenuan, se enfrian y se depositan sobre una cinta de modo que forman una napa de fibras. Durante el transcurso del proceso, estas fibras se enrollan automaticamente. La napa puede convertirse en la tela no tejida.

Las fibras individuales consisten, como minimo, en dos componentes polimericos A y B, en las que los componentes polimericos se suministran a la hilera por separado y, en la fibra resultante, hay una seccion con predominio del componente polimerico A y una seccion con predominio del componente polimerico B y en las que las secciones en la seccion transversal de la fibra estan dispuestas de una manera que soporta el rizado de las fibras ya durante el curso del proceso de fijacion de la fibra. Estas areas pueden encontrarse, por ejemplo, en los lados opuestos de la seccion transversal de la fibra y formar de este modo una disposicion conocida en las fibras bicomponentes bajo el nombre de lado a lado o, por ejemplo, una seccion puede rodear la segunda seccion y formar de este modo una disposicion conocida como nucleo-vaina, en la que con el fin de asegurar el rizado de la fibra, la disposicion global de ambas secciones con componentes polimericos predominantes A, B es asimetrica en la seccion transversal. En otra disposicion, la fibra puede contener tres secciones polimericas con componentes polimericos predominantes A, B, C dispuestos, por ejemplo, en la disposicion denominada "tarta segmentada" o "islas en el mar", en las que con el fin de asegurar el rizado de la fibra, la disposicion general de ambas secciones con componentes de material predominante A, B es asimetrica en la seccion transversal.

Sin pretender limitarse a la teoria, se cree que la disposicion mutua de las secciones con componentes polimericos predominantes en la seccion transversal de la fibra modificada para soportar el rizado de las fibras ya se ha expresado, durante el curso de la fijacion de la fibra, por ejemplo, por el grado de asimetria de los componentes polimericos, lo que afecta significativamente al resultado final de rizado, mientras que no es posible suponer simplemente que una mayor asimetria de la disposicion de fibras dara como resultado un rizado mas pronunciado. Por el contrario, es necesario tener en cuenta tambien las propiedades de los componentes individuales, en los que pueden surgir sinergias de disposicion y una fibra con una disposicion asimetrica menos pronunciada puede fomentar un rizado mayor que una fibra con un grado de asimetria mas pronunciado. Un experto en la tecnica apreciara que la disposicion optima de las secciones con componente polimerico predominante en la fibra se puede determinar en una prueba de laboratorio, por ejemplo, utilizando una pequena hilera de laboratorio. Ejemplos de las disposiciones asimetricas individuales y ejemplos de disposiciones que soportan el rizado de las fibras, que no se limitan a las presentadas en el presente documento, se muestran en la figura 1A. Las disposiciones que, basadas en la definicion proporcionada anteriormente, no son asimetricas o generalmente no soportan el rizado de la fibra se muestran en la figura 1B.

La formacion de fibras rizadas que resultan de una diferencia significativa en las propiedades de los componentes polimericos individuales, habitualmente expresada utilizando la denominada contractibilidad de componentes individuales, es bien conocida en la industria. Las fibras producidas de esta manera se conocen bajo el nombre de fibras formadas quimicamente. Un experto en la tecnica apreciara que el termino contractibilidad de componentes describe principalmente el cambio de volumen durante la transicion desde el estado liquido al estado solido, que se ve afectado por las diversas propiedades de los polimeros. Por ejemplo, para una fibra bicomponente, es posible utilizar la combinacion de dos polimeros. Por ejemplo, un polimero junto con otro polimero (polipropileno + polietileno), copolimeros (copolimero de polipropileno + polipropileno) o una mezcla (mezcla de polipropileno + polipropileno y un copolimero de polipropileno). Cuando se usan dos polimeros siempre es necesario considerar cuidadosamente los materiales usados y su miscibilidad mutua. Cuanto mas difieren unas de otras, mas probable es un nivel menor de cohesion de ambas secciones con el componente polimerico predominante en la fibra y se puede producir division de la fibra. Especialmente en aplicaciones de higiene, incluso un pequeno grado de division de fibras es muy indeseable, ya que puede manifestarse como "bolas de pelusa" sobre la superficie del material textil y asi aparecen en la superficie del producto, lo que los clientes finales ven como un signo de calidad inferior del

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producto. Tambien se sabe que puede usarse el mismo polimero con propiedades diferentes (por ejemplo, una diferencia en el indice de fluidez, la polidispersion, el grado de cristalinidad del material o su elasticidad), donde para el exito es esencial tener una diferencia significativa, como minimo, en uno de los parametros.

Por ejemplo, basandose en la Patente europea EP1129247 de Kimberly Clark, en el caso de la polidispersion es necesaria una diferencia, como minimo, de 0,5 en el area precisamente determinada, el documento indica que el componente predominante de uno tiene una polidispersion de <2,5 y el segundo>3, para la cristalinidad es necesario que el componente predominante de una seccion es amorfo y el otro es cristalino, mientras que la diferencia en el calor de fusion debe ser, como minimo, de 40 J/g; mientras que el indice de fluidez adecuado para aplicaciones de hilado por fusion esta en el intervalo de un solo digito a miles de g/10 min y para la elasticidad se requiere una combinacion de material elastico y no elastico.

El objetivo de la presente invencion es una fibra multicomponente rizada en la que los polimeros usados predominantes en secciones son muy similares entre si. Preferentemente, los polimeros pueden ser quimicamente iguales, solo un poco diferentes en cuanto a las propiedades fisicas, por ejemplo una combinacion de polipropileno-polipropileno. Un experto en la tecnica apreciara que, por ejemplo, el polipropileno (polimero obtenido a partir de unidades de monomero de propileno) tiene caracteristicas basicas, pero, por ejemplo, la tacticidad de las unidades individuales o la longitud de las cadenas de polimero o la distribucion de diferentes cadenas de polimero en el polimero puede traer variabilidad en las propiedades fisicas, lo que es significativo para la produccion de fibras y no tejidos. Un experto en el sector apreciara la amplia gama de tipos comerciales de polimeros disponibles en el mercado y tambien apreciara las diversas cantidades y disponibilidad de los tipos individuales. Debido a la distribucion de la demanda, la oferta tambien se concentra particularmente en polimeros en un area relativamente estrecha de propiedades. Una ventaja considerable derivada de la utilizacion de polimeros significativamente similares es tambien que estan relativamente disponibles en el mercado.

Es necesario subrayar que las secciones de polimero mencionadas pueden formarse utilizando un polimero o pueden formarse utilizando una mezcla de diversos compuestos. Se conoce en la industria que tambien existen fibras que consisten en fibras multicomponentes basadas en el mismo polimero, variando los componentes solo en la adicion de una mezcla. Por ejemplo, el documento US 6.203.905 de Kimberly Clark describe la adicion de un aditivo de la nucleacion en una seccion de la fibra bicomponente.

El principio de la presente invencion de los presentes inventores puede consistir unicamente en componentes polimericos predominantes o en componentes predominantes y aditivos anadidos.

El principio de la presente invencion de los presentes inventores puede contener tambien la adicion de aditivos (por ejemplo, colorantes), pero la adicion de tal aditivo no afecta al rizado de las fibras en un grado significativo. El aditivo puede, por ejemplo, anadirse a ambas secciones simetricamente.

Como se conoce la industria, algunos aditivos funcionales pueden inducir una reaccion quimica directamente en la masa fundida de polimero inmediatamente antes de la hilatura y su eficacia puede verse afectada, por ejemplo, por la temperatura de la masa fundida (por ejemplo IRGATEC CR76 de BASF). De esta manera, por efecto de las diversas temperaturas de la masa fundida de ambos componentes polimericos para las secciones, puede producirse una diferencia significativa en las propiedades resultantes (por ejemplo, el indice de fluidez, la polidispersion) incluso cuando se usan mezclas identicas de polimeros y aditivos en ambas secciones. El principio de la presente invencion puede contener la adicion de aditivos funcionales, pero esta adicion no afecta al rizado de las fibras en un grado significativo.

Como es evidente a partir del texto anterior, en la industria se sabe que si la contractibilidad de los componentes predominantes de las secciones es suficientemente diferente, se produce tension en la fibra bajo la hilera que provoca el rizado. El rizado de las fibras basado en la presente invencion es el resultado de la combinacion de pequenas diferencias, como minimo, en dos, preferentemente tres, parametros del polimero.

La variable clave es el calor latente de cristalizacion (dHc), que es un indicador de la cantidad de energia que es necesario tomar del sistema para que se produzca la cristalizacion de los componentes polimericos. Una teoria bien conocida afirma que si la diferencia de temperatura es suficiente, el componente predominante en una seccion comenzara a fijarse primero y, como dicha tension creada no tiene fuerza opuesta en forma de componente predominante todavia liquido en la segunda seccion, la fibra se enrollara. Siempre es necesario tener una diferencia suficiente entre ambos componentes polimericos, de lo contrario el efecto no tendra lugar.

Un documento conocido de Kimberly-Clark EP0685579 determina la diferencia minima en el calor de fusion, que equivale aproximadamente a un calor de cristalizacion de 40 J/g. En contraste, de acuerdo con la presente invencion, el rizado de las fibras se produce a menores diferencias, cuando se aprovecha un efecto sinergico sorprendentemente significativo de otras diferencias entre el componente predominante en las secciones. El enrollado o rizado de las fibras basado en la presente invencion es el resultado de la combinacion de pequenas diferencias en el calor de cristalizacion (dHc) y, como minimo, en uno, preferentemente en dos parametros mas del polimero.

Los componentes individuales predominantes difieren en el calor de cristalizacion (dHc), en los que la diferencia en

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los valores esta en el intervalo de 30 J/g a 10 J/g y, preferentemente, de 30 J/g a 20 J/g. Para un grado de rizado inferior, el calor de la diferencia de cristalizacion (dHc) puede estar en el intervalo de 24 J/g a 10 J/g y, preferentemente, de 24 J/g a 20 J/g. Ademas, los componentes predominantes individuales pueden diferir en el nivel del indice de fluidez (MFI), en el que la diferencia entre los valores esta en el intervalo de aproximadamente 100 g/10 min a 5 g/10 min, mejor aun 80 g/10 min; preferentemente de 60 g/10 min a 10 g/10 min.

Ademas, los componentes predominantes individuales pueden diferir en el grado de polidispersion del material, en el que la diferencia en los valores esta en el intervalo de 1 a 0,3, mejor aun de 1 a 0,5 y, preferentemente, de 1 a 0,75.

Ademas, los componentes predominantes individuales pueden diferir en el modulo de flexion del material, en el que la diferencia en los valores esta en el intervalo de 300 MPa a 50 MPa, mejor aun de 250 MPa a 80 MPa y, preferentemente, de 200 MPa a 80 MPa.

Sin necesidad de estar ligados por la teoria, los presentes inventores suponen que el rizado de la fibra esta causado por la tension en la fibra, cuando una seccion ya es cristalina, mientras que la otra permanece en estado liquido o que su grado de cristalizacion es menor al punto dado en el tiempo. En general, durante el curso de la cristalizacion, el volumen de la seccion dada se hace mas pequeno y si en ese momento dado la otra seccion es aun maleable, no presenta un nivel de resistencia muy grande y la fibra se riza. De lo mencionado anteriormente puede parecer que, aparte del valor del calor de cristalizacion (dHc) latente en si mismo, tambien la temperatura a la que comienza la cristalizacion y la velocidad de la cristalizacion pueden tener un efecto sobre el grado de enrollamiento. Respectando el hecho de que el objetivo de la presente invencion es la combinacion de dos polimeros significativamente similares, probablemente tendran tambien temperaturas de cristalizacion similares. Ejemplos de diversos tipos comerciales de homopolimeros de polipropileno se muestran en la tabla.

Polimero/fabricante: Temperatura de cristalizacion °C Calor de cristalizacion latente (dHc) J/g Velocidad de cristalizacion (min)

Mosten NB425 de Unipetrol: 124 108 1,36

Tatren HT2511 de Slovnaft: 125 106 0,77

MR 2002 de Total: 114 85 5,29

Petrochemicals

Achieve 3854 de Exxon: 113 91 8,19

Moplen HM562S de Basel: 121 87 1,55

Sin necesidad de estar ligados a teoria alguna, los presentes inventores asumen que las diferencias en el tiempo de cristalizacion del orden de varios minutos no tienen una fuerza significativa en si mismas para provocar el enrollamiento de las fibras, sino que tambien contribuyen al grado de enrollamiento causado por las diferencias antes mencionadas, concretamente en el calor de cristalizacion latente (dHc).

Los componentes individuales predominantes de las secciones pueden diferir en la temperatura de cristalizacion, en la que la diferencia en los valores esta en el intervalo de aproximadamente 5-30°C, mejor aun 5-25°C y, preferentemente, 8-25°C.

Los componentes individuales predominantes de las secciones pueden diferir en la velocidad de cristalizacion, en la que la diferencia en los valores es, como minimo, de 20 segundos, mejor aun 50 segundos, mejor aun 120 segundos y, preferentemente, 150 segundos.

Los componentes polimericos se dosifican -1- en sistemas de extrusion separados -2-, en los que se funden, se calientan a una temperatura de funcionamiento adecuada y todavia se separan en las hileras -4- donde se forma la fibra multicomponente. Un experto en la tecnica entendera que el procedimiento para preparar polimeros para hilar en forma de una fibra multicomponente puede, dependiendo del tipo de tecnologia, abarcar otras etapas especificas, asi como el hecho de que pueden anadirse diversos aditivos disenados para este fin a los componentes polimericos con el fin de, por ejemplo, cambiar el color de las fibras (colorantes) o cambiar las propiedades de las fibras (por ejemplo, hidrofilicidad, hidrofobicidad, inflamabilidad), donde, de acuerdo con la presente invencion, es significativo para el material que estos aditivos no afecten al rizado de las fibras y/o se dispersan simetricamente en la fibra resultante. La fibra -5- formada bajo la hilera -8- se expone a una corriente de aire de enfriamiento y atenuacion -6-, -7-, de manera que se forman ondulaciones sobre las fibras antes de caer -8- sobre la estera de recogida -10-. Tanto el aire de enfriamiento como de atenuacion -6-, -7- tienen aproximadamente, la temperatura ambiente, preferentemente 10-30°C, mas preferentemente 15-25°C. La estera de recogida -10- puede ser, por ejemplo, una cinta movil que arrastra la napa de fibras en formacion -11 -. Durante el recorrido sobre la estera de recogida -10- no hay entrada de calor adicional o de energia mecanica para soportar el rizado.

De esta manera, se pueden disponer diversos haces de hilatura en secuencia, en los que todos pueden producir

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fibras rizadas o pueden poner capas diferentes (por ejemplo, fibras de hilado por fusion simples, por ejemplo, hilado en filamento continuo o soplado por fusion, nanofibras, una pelfcula). Para el diseno de acuerdo con la presente invencion, es ventajoso que la capa/capas de fibras rizadas se depositen sobre otras capas de manera que no se produzca compresion indeseable de las fibras rizadas. Para otras aplicaciones, puede ser ventajoso realizar combinaciones en las que se liberan las fibras rizadas de los haces de hilado primero y ultimo, de manera que el material resultante tiene las superficies exteriores consistentes en fibras rizadas y la capa interna puede tener propiedades diferentes (por ejemplo, resistencia mecanica del textil no tejido resultante).

La capa o capas de fibras se refuerzan posteriormente -12-, pudiendose utilizar varios procedimientos conocidos (por ejemplo, union termica, union termica por calandrado, punzonado con aguja, hidroenmaranado). Los procedimientos de union individuales tienen un efecto significativo sobre las propiedades resultantes de los materiales y un experto en el campo determinara facilmente que procedimiento es adecuado para su material. Del mismo modo, este experto entendera tambien que la seleccion de un procedimiento de union con una intensidad mas alta o densidad de punto de union puede dar como resultado, incluso, la negacion de las diferencias en la voluminosidad global de las fibras que contienen textiles no tejidos resultantes basadas en la presente invencion y materiales estandar que contienen fibras no rizadas.

La banda no tejida final se puede usar en diversas aplicaciones, tales como en la lista no limitada de ejemplos siguientes: toallitas para polvo y de higiene, incluyendo toallitas humedas; partes de muebles; partes de equipo del hogar, incluyendo, por ejemplo, manteles, “counterplead”, materiales para cobertura; partes de artfculos absorbentes de higiene para bebes, cuidado femenino y artfculos de incontinencia para adultos, porque, por ejemplo, puede crear o ser parte de la zona de almacenamiento no tejida, ADL (capa de distribucion de adquisicion), forro, lamina delantera, paneles laterales, envoltorio del nucleo, elasticos para las piernas.

Ejemplos

Ejemplo 1: Diseno basado en la presente invencion

Una napa consiste en fibras bicomponentes continuas, en el que un componente consiste en polipropileno MR 2002 de Total Petrochemicals y el segundo componente consiste en polipropileno Mosten NB425 de Unipetrol. Ambos materiales homopolimericos de polipropileno estan facilmente disponibles en el mercado, ambos son inelasticos y cristalinos.

: MR 2002 de Total Petrochemicals Diferencia Mosten NB425 de Unipetrol

Indice fluidez (MFI) (g/10 min): 15 10 25

Polidispersion (PDI): 2,6 0,8 3,4

Calor de cristalizacion latente (dHc J/g): 85,00 J/g 23,1 J/g 108,1 J/g

Modulo de flexion del material: 1.300 MPa 100 MPa 1.400 MPa

Las fibras se produjeron en una lfnea de produccion de Reicofil 3 para textiles no tejidos hilados por fusion y se retiraron de la napa extendida antes de la union del material.

Ejemplo 1A:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 40:60. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Mosten NB425.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 13,4 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 1B:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso de 30:70. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Mosten NB425.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 15,8 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 1C:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

peso 65:35. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Mosten NB425.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 8,2 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 1D:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 50:50. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Mosten NB425.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 11,7 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 2: Diseno basado en la presente invencion

Una napa consiste en fibras bicomponentes continuas, en las que un componente consiste en polipropileno MR 2002 de Total Petrochemicals y el segundo componente consiste en polipropileno Tatren HT2511 de Slovnaft. Ambos materiales homopolimericos de polipropileno estan facilmente disponibles en el mercado, ambos son inelasticos y cristalinos.

: MR 2002 de Total Petrochemicals Diferencia Tatren HT2511 de Slovnaft

Indice fluidez (MFI) (g/10 min): 15 10 25

Polidispersion (PDI): 2,6 0,1 2,7

Calor de cristalizacion latente (dHc J/g): 85,00 J/g 21 J/g 106,0 J/g

Modulo de flexion del material: 1.300 MPa 100 MPa 1.400 MPa

Las fibras se produjeron en una linea de produccion de Reicofil 3 para textiles no tejidos hilados por fusion y se retiraron de la napa extendida antes de la union del material.

Ejemplo 2A:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 30:70. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Tatren HT2511.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 15,9 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 2B:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso de 40:60. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Tatren HT2511.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 12,8 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 2C

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso de 50:50. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Tatren HT2511.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 12,0 ondulaciones/20 mm.

Ejemplo 2D:

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 70:30. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Tatren HT2511.

El grado promedio de rizado alcanzado fue de 7,3 ondulaciones/20 mm.

5

10

15

20

25

30

Ejemplo 3: Diseno basado en la presente invencion - linea de laboratorio

Una napa consiste en fibras bicomponentes continuas, fibras producidas en una linea de hilado de laboratorio con filamento de aire comprimido que atenua hasta 0,9 MPa, troquel de hilado con 12 orificios, diametro del orificio de 0,5 mm, longitud del orificio de 0,8 mm. Sistema de extrusion con dos extrusores independientes (diametro 16 mm). Caudal de la linea 0,5 gramos por minuto por orificio. La linea esta disponible, por ejemplo, en el Instituto de Investigacion de Fibras Sinteticas "VUCHV a.s. Svit", Republica de Eslovaquia.

Ejemplo 3A

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 40:60. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Tatren HT2511. La presion de aire de atenuacion fue de 0,85 MPa.

Ejemplo 3B

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 40:60. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Mosten NB425. La presion de aire de atenuacion fue de 0,85 MPa.

: Polimero predom. en la primera seccion Polimero predom. en la primera seccion 3A Polimero predom. en la primera seccion 3B Diferencia 3A Diferencia 3B

Material: MR 2002 Mosten NB425 Tatren HT2511 Mosten/MR 2002 Tatren/MR 2002

Indice fluidez (MFI) (g/10 min): 25 15 25 10 0

Polidispersion (PDI): 3,4 2,6 2,7 0,8 0,7

Calor de cristalizacion latente (dHc J/g): 108,1 85 106 23,1 2,1

Modulo de flexion del material: 1.400 1.300 1.400 100 0

Propiedades de la fibra: 3A 3B

Espesor de la fibra (dtex) STN EN ISO 1973: 2,2 2

Traccion (cN/dtex) STN EN ISO 5079: 2,7 2,8

Elongacion (%) STN EN ISO 5079: 393,5 376,3

Grado de rizado (ondulaciones por 20 mm de fibra): 14,5 14,5

Ejemplo 4: Diseno basado en la presente invencion - incluyendo el calandrado

La fibra bicomponente continua era del tipo lado a lado y las secciones individuales se formaron en la relacion en peso 40:60. La primera seccion consiste en polipropileno MR 2002 y la segunda seccion consiste en polipropileno Tatren HT2511. Ambos materiales homopolimericos de polipropileno estan facilmente disponibles en el mercado, ambos son inelasticos y cristalinos.

: MR 2002 de Total Petrochemicals Diferencia Tatren HT2511 de Slovnaft

Indice fluidez (MFI) (g/10 min): 15 10 25

Polidispersion (PDI): 2,6 0,1 2,7

Calor de cristalizacion latente (dHc J/g): 85,00 J/g 21 J/g 106,0 J/g

Modulo de flexion del material: 1.300 MPa 100 MPa 1.400 MPa

Las fibras se produjeron en una linea de produccion Reicofil 4 SSS para textiles no tejidos hilados por fusion.

La temperatura del aire de atenuacion a 15-25°C, la presion de la cabina en el area 2.800-3.200 Pa. La napa se unio termicamente utilizando el par de rodillos de grabado liso con diseno Ungricht U2888M (ovalo estandar). La

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10

15

20

25

30

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40

45

temperatura de rodillo liso 170-1802C, temperatura del rodillo de grabado 160-170°C, pinza 120-125 daN/cm.

Las fibras retiradas de la napa extendida antes de la union del material tenian un grado promedio de rizado de 15,7 ondulaciones/20 mm.

Propiedades del material final:

: Cantidad de muestras medida Valor promedio Desviacion estandar

Peso base: [gsm] 10 45,0 0,63

Resistencia a la traccion, MD: WSP 110,4 (09) [N/50 mm] 10 67,5 20,73

Resistencia a la traccion, CD: WSP 110,4 (09) [N/50 mm] 10 42,7 12,63

Elongacion en el pico, MD: WSP 110,4 (09) [%] 10 43,5 11,18

Elongacion en el pico, CD: WSP 110,4 (09) [%] 10 43,1 8,59

Metodologia de ensayo

El "grado de rizado” de la fibra se mide utilizando el procedimiento descrito en la norma CSN 80 0202 de 1969. La medicion se realiza en fibras individuales en condiciones estandar (una fibra individual se coloca libremente sobre una estera durante 24 horas a una temperatura de 20°C y a una humedad relativa del 65%). La fibra se cuelga posteriormente de forma vertical y se somete a una deformacion de 0,0076 g (para una fibra con una finura de 1-5 den, es decir, 0.111 - 0.555 tex). El numero de ondulaciones se cuenta con una longitud de 20 mm.

La "polidispersion" de un polimero o tambien el "coeficiente de polidispersion (PDI)" expresa la heterogeneidad de un material. Se identifica mediante un calculo del peso molecular promedio en numero (Mn) y en peso (Mw) del polimero, donde PDI = Mw/Mn, como se describe, por ejemplo, en Modern Physical Organic Chemistry de Eric V. Anslyn y Dennis A. Dougherty.

El "indice de fluidez (MFI)" de un polimero se mide utilizando una metodologia de ensayo segun la norma alemana ASTM D1238-95; Las condiciones de ensayo especificas (por ejemplo, la temperatura) varian para los polimeros individuales, por ejemplo las condiciones de ensayo para el polipropileno son 230/2,16 y para el polietileno son 190/2,16.

El "modulo de flexion" de un polimero se mide utilizando la metodologia de ensayo descrita en la norma ISO 178: 2010.

La "cristalinidad", el "calor latente de cristalizacion", la "temperatura de cristalizacion" y la "temperatura de fusion" se miden utilizando la metodologia de ensayo descrita en la norma ASTM D3417 utilizando DSC, donde la velocidad en la temperatura es 2°C/min en el intervalo medido de 200 - 80°C y el volumen de la muestra es 7-7,4 g.

La "velocidad de cristalizacion" de un polimero se mide utilizando el procedimiento ISO 11357-7-Determinacion de la cinetica de cristalizacion - cristalizacion isotermica, en el que una muestra se mantiene primero a la temperatura de fusion de 210°C durante 8 minutos y posteriormente se enfria a 120°C.

Aplicabilidad industrial de la presente invencion

La napa producida de acuerdo con la presente invencion es aplicable, en particular, a la produccion de textiles no tejidos, donde pueden formar una etapa de produccion en una linea de produccion en linea. El textil no tejido producido a partir de la napa fabricada de acuerdo con la presente invencion es ampliamente aplicable en diversos campos, a saber, en productos de higiene, tales como panales de bebe, productos de absorcion femenina o productos de incontinencia. Las fibras rizadas crean una esponjosidad en el textil, lo que significa que el material puede usarse ventajosamente en aplicaciones que requieren suavidad y sedosidad (por ejemplo, partes de productos absorbentes que estan en contacto directo con la piel del usuario) y en aplicaciones que requieren voluminosidad (toallitas, lado del bucle del sistema “gancho y bucle”).

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Napa que comprende fibras rizadas bicomponentes o multicomponentes que consisten, como minimo, en dos secciones, que comprenden un polimero o una mezcla polimerica como componente predominante y que estan dispuestas a traves de la seccion transversal de la fibra de una manera adecuada para promover el rizado de la fibra durante el proceso de fijacion y cuyos componentes predominantes difieren en el calor de cristalizacion (dHc), caracterizada por que la diferencia en el calor de cristalizacion dHc esta en el intervalo de 30 J/g a 10J/g, preferentemente de 30 J/g a 20 J/g y que los componentes predominantes difieren, como minimo, en uno de los otros parametros seleccionados del grupo de indice de fluidez, el grado de polidispersion y el modulo de flexion, mientras que la diferencia relativa de los componentes predominantes es:

para el indice de fluidez en el intervalo de 100 g/10 min a 5 g/10 min y/o para el grado de polidispersion menor que 1, pero superior a 0,3, y/o para el modulo de flexion en el intervalo de 300 MPa a 50 MPa;

en el que la diferencia relativa en el indice de fluidez no es superior a 100 g/10 min, en el grado de polidispersidad es inferior a 1, en el modulo de flexion no es mayor que 300 MPa; y en el que dichas fibras tienen el grado de rizado, como minimo, de 5 ondulaciones por 20 mm de fibra.
2. Napa que comprende fibras rizadas, segun la reivindicacion 1, en la que la diferenciacion relativa de los componentes predominantes en el indice de fluidez esta en el intervalo de 80 g/10 min a 5 g/10 min, preferentemente de 60 g/10 min a 10 g/10 min.
3. Napa que comprende fibras rizadas, segun la reivindicacion 1 o 2, en la que la diferenciacion relativa de los componentes predominantes en el grado de polidispersion esta en el intervalo de 1 a 0,5, preferentemente de 1 a 0,7.
4. Napa que comprende fibras rizadas, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la diferenciacion relativa de los componentes predominantes en el modulo de flexion esta en el intervalo de 250 MPa a 80 MPa, preferentemente de 200 MPa a 80 MPa.
5. Napa que comprende fibras rizadas, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las fibras son fibras bicomponentes del tipo lado a lado.
6. Napa que comprende fibras rizadas, segun la reivindicacion 5, en la que ambos componentes predominantes de las fibras bicomponentes son un homopolimero de propileno.
7. Napa que comprende fibras rizadas, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos componentes predominantes estan dispuestos a traves de la seccion transversal de las fibras, asimetrica centralmente y/o asimetrica axialmente con respecto a un numero de ejes que pasan a traves del centro de la seccion transversal de la fibra, que iguala el numero de secciones de polimero en la fibra.
8. Napa, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las fibras comprenden un aditivo, en la que el aditivo esta presente en los componentes de tal manera que no afecta al rizado de la fibra en un grado significativo.
9. Textil no tejido caracterizado por que comprende la napa, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
10. Textil no tejido, segun la reivindicacion 9, en el que el textil no tejido es de tipo hilado por fusion.
11. Procedimiento para producir una napa que comprende fibras multicomponentes, en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:

i. preparar, como minimo, dos materiales que comprenden un polimero o mezcla polimerica como componente predominante, siendo los materiales adecuados para la formacion de fibras;

ii. a continuacion, formar fibras multicomponentes a partir de los materiales preparados bajo una hilera, es decir, fibras multicomponentes que comprenden dichos materiales dispuestos en secciones, que estan dispuestos a traves de la seccion transversal de la fibra de una manera adecuada para promover el rizado de la fibra durante el proceso de fijacion y enfriamiento, y atenuar las fibras mediante enfriamiento y atenuacion del aire; y

iii. formar una napa a partir de dichas fibras multicomponentes;

caracterizado por que:

dichos componentes predominantes en secciones se seleccionan de manera que difieren en el calor de cristalizacion dHc en el intervalo de 30 J/g a 10J/g, preferentemente de 30 J/g a 20 J/g y que difieren, como minimo, en otro parametro seleccionado del grupo de indice de fluidez, el grado de polidispersion y el modulo de flexion, donde la diferenciacion relativa de los componentes polimericos es:

para el indice de fluidez en el intervalo de 100 g/10 min a 5 g/10 min y/o para el grado de polidispersion en el intervalo de 1 a 0,3, y/o para el modulo de flexion en el intervalo de 300 MPa a 50 MPa;

en el que la diferencia relativa en el indice de fluidez no es mayor que 100 g/10 min, en el grado de polidispersion no es mayor que 1, en el modulo de flexion no es mayor que 300 MPa; y

en el que dichas fibras tienen el grado de rizado, como minimo, de 5 ondulaciones por 20 mm de fibra.

10 12. Procedimiento, segun la reivindicacion 11, en el que dichas secciones con componentes predominantes estan

dispuestas a traves de la seccion transversal de la fibra centralmente asimetrica y/o axialmente asimetrica con respecto a un numero de ejes que pasan a traves del centro de la seccion transversal de una fibra, que Iguala el numero de secciones presentes en la fibra.

15 13. Procedimiento, segun la reivindicacion 11, en el que dichas fibras multicomponentes son fibras bicomponentes

del tipo lado a lado.
14. Procedimiento, segun la reivindicacion 11, en el que dichas secciones polimericas contienen como componente predominante un homopolimero de polipropileno.

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