MX2011001450A - Preparacion de estructuras compuestas elasticas utiles para componentes de productos de higiene desechables y articulos de vestir. - Google Patents

Abstract

En la presente se describen artículos y procesos para elaborar estructuras compuestas elásticas que pueden ser usadas como o convertirse en un componente de productos de higiene desechables o de prendas de vestir. Por lo menos un substrato relativamente inelástico, por ejemplo, un substrato no tejido, se une adhesivamente con un adhesivo de fusión en caliente a cierto tipo seleccionado de material de poliuretano alargado en forma de una película o una o más fibras o filamentos. El material de poliuretano alargado se deja después relajar, lo que proporciona una estructura compuesta elástica que se recoge o frunce.

Description

PREPARACION DE ESTRUCTURAS COMPUESTAS ELASTICAS UTILES PARA COMPONENTES DE PRODUCTOS DE HIGIENE DESECHABLES Y ARTICULOS DE VESTIR Campo de la Invención Esta invención se refiere a la preparación de estructuras compuestas elastificadas que pueden ser utilizadas como o convertirse en componentes de productos de higiene desechables tales como pañales . Estas estructuras compuestas elastificadas usando películas o filamentos de poliuretano para impartir elasticidad de las estructuras así preparadas. Un tipo seleccionado de poliuretano o poliuretanourea se extiende a un estirado relativamente alto y, en su condición estirada, se une adhesivamente a por lo menos un substrato relativamente inelástico con adhesivo de fusión en caliente aplicado a temperatura relativamente alta. La combinación de poliuretano estirado/substrato es entonces dejada relajar y retraer para de esta manera proporcionar un compuesto elástico abultado o arrugado que puede proporcionar componentes elásticos para uso en pañales desechables y otros productos de higiene desechables o para su uso en prendas de vestir .

Antecedentes de la Invención El uso de fibras, filamentos y/o películas elastoméricos , por ejemplo, bandas para piernas y otros REF . : 217459 componentes de pañales desechables se ha conocido desde hace muchos años. En un proceso típico para producir estos componentes, fibras o filamentos de spandex o tiras de película caucho natural o sintético se alargan hasta un estirado específico y se unen en forma adhesiva a, por ejemplo, una o dos capas de un substrato no tejido usando un adhesivo de fusión en caliente. Esto proporciona adecuadas propiedades de estiramiento y recuperación al componente del pañal, por ejemplo, el substrato no tejido, que ha sido elastificado por la incorporación de las fibras, filamentos y/o película elastoméricos en o sobre este componente.

Los adhesivos utilizados en este proceso con frecuencia son aquellos que deben ser calentados hasta una temperatura elevada para formar una buena unión entre la fibra, filamento o película elastoméricos y el material del componente del pañal que esté siendo elastificado, por ejemplo una tela o substrato no tejido. A esta temperatura elevada, la tenacidad de ruptura de la fibra, filamento o película elastoméricos es significativamente inferior a su tenacidad de ruptura a temperatura ambiente (~24°C (75°F) ) . Si la tenacidad de ruptura de la fibra, filamento o película elastoméricos a la temperatura elevada experimentada en el punto de contacto con el adhesivo de fusión en caliente es menor que la primera fuerza de carga de la fibra, filamento o película a temperatura ambiente y al estirado usado en el proceso de elastificación, entonces la fibra, filamento o película se romperá. Por tanto, se conoce comúnmente que si la fibra, filamento o película se estira a un estirado demasiado grande o si el adhesivo se calienta a una temperatura demasiado alta cuando entra en contacto con el elastómero, casos excesivos de rupturas en las fibras, filamentos o película elastoméricas tendrán lugar durante el proceso de elaboración de material elastificado para componentes de productos de higiene.

Las condiciones de proceso típicas para elastificar materiales para componentes de pañales con spandex y un adhesivo de fusión en caliente implican el uso de una fibra spandex a un estirado de entre 3.5 y 4.5 (250% a 350% de elongación) y una temperatura de adhesivo de fusión en caliente para fijación elástica estándar de alrededor de 260°F a 325°F (127°C a 177°C) cuando el adhesivo se aplica mediante un proceso de aspersión en espiral. Si el alargamiento del spandex se incrementa más allá de 4.5 cuando el adhesivo caliente se aplica, los casos de rupturas en el spandex en el punto de aplicación de adhesivo aumentan rápidamente hasta un nivel inaceptable. Si la temperatura del adhesivo se reduce por debajo de unos 260°F (127°C) para reducir la carga térmica de la fibra de spandex, la integridad de la unión entre el spandex y el componente del pañal, por ejemplo, no tejido, disminuye hasta un nivel inaceptable .

Las rupturas en las fibras, filamentos o películas elastoméricos en la producción de estructuras elásticas utilizadas para los componentes de productos higiénicos desechables son altamente indeseables . Esto es porque cuando se rompe el elastómero, la línea de producción de productos desechables debe apagarse; las fibras, filamentos o película en elastificación deben volverse a ensartar; y el aparato tiene que ser reiniciado. Esto causa tiempo de inactividad significativo, por ejemplo, de una línea de producción de pañales y genera un número de pañales de desecho.

A pesar de la disponibilidad de componentes para productos de higiene desechables que se han elastificado por la unión adhesiva de spandex, sería adecuado identificar combinaciones seleccionadas de materiales (por ejemplo, ciertos materiales spandex y adhesivos de fusión en caliente) y procedimientos para la preparación de estructuras compuestas utilizadas para tales componentes, que permitan mayor estirado (elongación) del material elastificante de spandex con la aparición reducida al mínimo de rupturas del spandex al contacto del agente elastificante de spandex con adhesivos termoplásticos . El estiramiento del spandex a una mayor elongación, a su vez permitiría el uso de menos spandex para elastificar un determinado número de componentes, minimizando así los costos. Por otra parte, el alargamiento del spandex de alto potencial de estirado sólo hasta un grado que se aproxime al utilizado en procedimientos de elastificado convencionales permitiría el uso eficaz de los adhesivos de fusión en caliente en condiciones que indujeran menos casos de rupturas en el spandex, con lo que también se proporciona un procedimiento de costo reducido.

Breve Descripción de la Invención Una modalidad se dirige a artículos que incluyen una estructura compuesta elástica y procesos para la fabricación de una estructura compuesta elástica que puede usarse como, o convertirse en un componente para su incorporación en artículos de ropa o productos de higiene desechables tales como pañales desechables.

Un artículo que incluye al menos un substrato relativamente inelástico, un material de poliuretano seleccionado del grupo que consiste en una película y uno o más filamentos que incluyen como la base de segmento suave del material de poliuretano de un poliglicol que comprende un poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol que comprende unidades constituyentes obtenidas al copolimerizar tetrahidrofurano y un óxido de alqüileno de C2 o C3, en donde la porción de las unidades derivadas de óxido de alqüileno de C2 o C3 comprende por lo menos 15% molar del poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol; y un adhesivo de fusión en caliente con una temperatura de aproximadamente 127°C a alrededor de 177°C (260°F a 350°F) .

En otra modalidad está un proceso para hacer una estructura compuesta elástica, el proceso incluye: A) proporcionar al menos un substrato relativamente inelástico; B) proporcionar un material de poliuretano seleccionado del grupo que consiste en una película y uno o más filamentos que comprenden como la base de segmento suave del material de poliuretano un poliglicol que comprende un poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol que comprende unidades constituyentes obtenidas al copolimerizar tetrahidrofurano y un óxido de alquileno de C2 o C3, en donde la porción de las unidades derivadas de óxido de alquileno de C2 o C3 incluye por lo menos 15% molar del poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicol ; C) alargar en al menos una dirección el material de poliuretano hasta un estirado de más de aproximadamente 4.5 a alrededor de 5.5; D) aplicar a por lo menos a una superficie del al menos un substrato relativamente inelástico y/o a por lo menos a una superficie del material de poliuretano alargado un adhesivo de fusión en caliente que tenga una temperatura de aproximadamente 127°C a alrededor de 177°C (260°F a 350°F) ; E) poner en contacto las superficies que contengan adhesivo del por lo menos un substrato relativamente inelástico y/o el material de poliuretano unas con otras bajo condiciones suficientes para unir en forma adhesiva el material de poliuretano alargado al por lo menos un substrato relativamente inelástico, y F) después de unir en forma adhesiva el material de poliuretano alargado al por lo menos un substrato relativamente inelástico, permitiendo que el material de poliuretano se relaje, para proporcionar de esta manera la estructura compuesta elástica.

También se incluye un proceso para hacer una estructura compuesta elástica que se utiliza como o es adecuada para su conversión en un componente de productos de higiene desechables o prendas de vestir, el proceso incluye: A) proporcionar al menos un substrato no tejido; B) proporcionar además una pluralidad de filamentos de un material de poliuretano que comprenda como la base del segmento suave del material spandex un copolímero glicólico de i) tetrahidrofurano, y ii) óxido de etileno, el óxido de etileno comprende por lo menos 15% molar del copolímero glicólico ; C) alargar en al menos una dirección la pluralidad de filamentos de spandex hasta un estirado de cerca de 5.0 a alrededor de 5.4; D) aplicar a por lo menos a una superficie del al menos un substrato no tejido y/o a las superficies de la pluralidad de fibras de spandex alargadas, un adhesivo de fusión en caliente que tenga una temperatura de alrededor de 149°C a aproximadamente 163°C (300°F a 325°F) ; E) poner en contacto las superficies que contengan adhesivo del por lo menos un substrato no tejido y la pluralidad de filamentos alargados unas con otras bajo condiciones suficientes para unir por adhesivo la pluralidad de filamentos alargados al por lo menos un substrato no tejido, y F) después de unir por adhesivo la pluralidad de filamentos alargados al por lo menos un substrato no tejido, permitir que la pluralidad de filamentos alargados se relaje, para proporcionar así la estructura compuesta elástica.

En una modalidad más está un proceso para hacer una estructura laminada compuesta de capas múltiples elástica, el proceso incluye : A) proporcionar al menos dos substratos no tejidos en forma de telas unidas térmicamente, unidas por hilatura o hidroenmarañadas sustancialmente del mismo ancho y con un peso base de aproximadamente 10 a alrededor de 40 gramos/m2; B) proporcionar además una pluralidad de unidades productoras de filamentos de un material de poliuretano o poliuretanourea que incluya como la base de segmento suave del material de spandex un copolímero glicólico de i) tetrahidrofurano, y ii) óxido de etileno, el óxido de etileno comprende alrededor de 37% molar a aproximadamente 70% molar del copolímero glicólico, cada una de las unidades productoras de filamentos es de al menos 400 decitex; C) interponer la pluralidad de unidades productoras de filamentos entre los por lo menos dos substratos no tejidos en una capa de unidades productoras de filamentos sustancialmente paralelas y equidistantes, separadas de modo que haya por lo menos ocho unidades productoras de filamentos por 2.54 centímetros de ancho de substrato no tejido; D) alargar hasta un grado sustancialmente igual cada una de las unidades productoras de filamentos hasta un estirado de más de aproximadamente 4.5 a alrededor de 5.5; E) aplicar a una o ambas de las superficies de substrato no tejido que estén adyacentes a la capa de unidades productoras de filamentos y/o a las superficies de la pluralidad de unidades productoras de filamentos de spandex alargadas un adhesivo de fusión en caliente que tenga una temperatura de alrededor de 149°C a aproximadamente 163°C (300°F a 325°F) ; F) poner en contacto las superficies que contengan adhesivo de los substratos no tejidos y/o la pluralidad unidades productoras de filamentos alargadas unas con tras bajo condiciones suficientes para unir por adhesivo la pluralidad de unidades productoras de filamentos de spandex alargadas a ambas de las superficies adyacentes de los substratos no tejidos, y G) después de unir por adhesivo la pluralidad de unidades productoras de filamentos alargadas a ambas de las superficies de los por lo menos dos substratos no tejidos, permitir que la pluralidad de unidades productoras de filamentos alargadas se relajen, para proporcionar así la estructura laminada compuesta de capas múltiples elástica.

En el proceso por lo menos un substrato relativamente inelástico, por ejemplo, un substrato no tejido, se proporciona para su conversión posterior en un material compuesto elastificado que sea adecuado para usarse en el producto de higiene desechable o prenda de vestir. También se proporciona una película o una o más fibras o filamentos de un tipo particular de material de poliuretano o poliuretanourea . Este poliuretano o materiales de poliuretano incluyen como su base de segmento suave un poliglicol que incluye un poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol que comprende unidades constituyentes que pueden prepararse al copolimerizar tetrahidrofurano y un óxido de alquileno de C2 o C3. La porción de las unidades derivadas del óxido de alquileno de C2 o C3 debe incluir por lo menos 15% molar de este poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol en este poliuretano, tal como de 15% molar a 80% molar. El óxido de alquileno de C2 es óxido de etileno, y el óxido de alquileno de C3 puede ser óxido de 1 , 3 -propileno u óxido de 1, 2-propileno.

El material de poliuretano (en forma de una película, fibra o filamento) es o se alargan en al menos una dirección de un estirado de más de aproximadamente 4.5 a cerca de 6, tal como hasta alrededor de 5.5. A continuación, un adhesivo de fusión en caliente con una temperatura de alrededor de 138°C a aproximadamente 177°C (280°F a 350°F) se aplica a por lo menos una superficie del substrato relativamente inelástico y/o por lo menos a una superficie de la película de poliuretano alargada o fibras o filamentos alargados. Las superficies que contienen adhesivo del substrato relativamente inelástico y/o la película alargada o fibras o filamentos de spandex se ponen después en contacto unas con otras bajo condiciones suficientes como para unir adhesivamente la película de poliuretano alargada o fibras o filamentos alargados al substrato relativamente inelástico. Finalmente, después de que el substrato relativamente inelástico ha sido unido adhesivamente a la película de poliuretano alargada o fibras o filamentos alargados, la película de poliuretano alargada o fibras o filamentos alargados es/son dejados relajar. Esto proporciona entonces una estructura compuesta elástica resultante que puede ser usada como, o convertirse en, un componente para productos de higiene desechables o prendas de vestir.

Descripción Detallada de la Invención Para los efectos de la presente invención, el término poliuretano pretende incluir tanto composiciones de poliuretano (por ejemplo, cuando un diol se usa como extensor de cadena) como de poliuretanourea (por ejemplo, cuando una diamina o agua se usa como extensor de cadena) . Las composiciones de poliuretano también se pueden preparar con una mezcla de uno o más extensores de cadena tales como uno o más dioles, una o más diaminas, o un combinaciones de uno o más dioles, diaminas y agua.

El proceso de esta invención incluye la elastificación de material, por ejemplo, substratos flexibles relativamente inelásticos, que pueden usarse como o en componentes elásticos para productos de higiene desechables o prendas de vestir. Estos substratos son elastificados al unir por adhesivo a los mismos cierto tipo y forma de material elastomérico de poliuretano, tales como películas, fibras o filamentos, mientras el poliuretano es estirado hasta una condición alargada. (Para los efectos de esta invención, los términos "fibras" y "filamentos" se pueden usar indistintamente) . El material de poliuretano alargado (es decir, película, fibra(s) o filamento (s) ) unido a los substratos relativamente inelásticos se deja después relajar, proporcionando así la estructura compuesta que contiene poliuretano en su forma elastificada deseada.

Productos de higiene desechables Los compuestos que son elastificados de acuerdo con la presente invención pueden ser cualquier tipo de estructura flexible que pueda ser utilizada como, o convertirse en componentes que, en una modalidad, sean útiles para su incorporación en o sobre productos de higiene desechables. Los productos de higiene personal desechables pueden ser cualquier producto que sirva para facilitar, mejorar, aumentar o preservar la higiene de las personas o los animales que usen el producto. Ejemplos no limitativos de productos de higiene desechables incluyen pañales desechables; pantalones de entrenamiento; dispositivos y productos de incontinencia de adultos; dispositivos catameniales ; prendas de vestir y productos; vendas; apositos; gasas quirúrgicas, batas quirúrgicas, máscaras quirúrgicas u otras máscaras de protección higiénica, guantes higiénicos, cubiertas para cabeza, bandas para la cabeza, bolsas de ostomía, cojines de cama, sábanas, etc.

Estos productos pueden ser o no ser útiles para absorber también los fluidos corporales. Productos de este tipo son además generalmente desechables en el sentido de que se usan sólo una vez o cuando mucho pocas veces y/o durante sólo un periodo de tiempo relativamente corto, y luego se desechan. Generalmente no son lavados, limpiados, restaurados o reacondicionados y vueltos a usar.

Componentes del producto higiénico Los componentes que se hacen a partir de las estructuras compuestas elastificadas de acuerdo con el proceso de este documento pueden usarse como o en elementos que se encuentren dentro de productos de higiene desechables de los tipos anteriores. Estos elementos pueden incluir, por ejemplo, paneles, frontal, posterior y laterales, puños de las piernas, y/o bandas para cintura de pañales o pantalones de entrenamiento. Estos componentes de productos de higiene se pueden preparar, por ejemplo, al convertir el material de la estructura compuesta elástica preparada en este documento en forma masiva en segmentos individuales separados de tamaño y configuración adecuados para su incorporación en productos de higiene personal desechables individuales .

Componentes de artículos de vestir Las estructuras compuestas preparadas en este documento pueden, en otras modalidades, usarse también como o convertirse en componentes elásticos para su incorporación a los artículos de vestir convencionales. Estos artículos de vestir pueden incluir, por ejemplo, camisas, pantalones, ropa interior, lencería, suéteres, chaquetas, abrigos, sombreros, calcetines, guantes, bandas para la cabeza, y similares. Estos componentes pueden ser utilizados en o para cualquier parte de la prenda en donde se desee impartir propiedades elásticas o de estiramiento. Así, estos componentes se pueden incorporar, por ejemplo, en cuellos, puños, pretinas, forros, y similares.

Substratos relativamente inelásticos Las estructuras compuestas elastificadas elaboradas de acuerdo con el proceso de este documento comprenderán por lo menos un substrato relativamente inelástico. Para los efectos de esta invención, el término "substrato" se utiliza en su sentido más amplio para indicar una estructura o elemento flexible o deformable que tenga al menos una superficie en la que puedan unirse en forma adhesiva los materiales de poliuretano elásticos seleccionados usados en este documento. Estos substratos generalmente serán substratos flexibles con dos superficies, por ejemplo, superior e inferior, y pueden estar en forma de películas, substratos tejidos o de punto, substratos de malla o cañamazo o substratos no tejidos. Estos substratos también serán relativamente inelásticos. Los substratos relativamente inelásticos son los que pueden ser alargados no más de 120% en cualquier dirección sin ruptura o los que presentan un crecimiento de más de 30% de la longitud alargada después del alargamiento a 50% del alargamiento a la ruptura y el retiro de la fuerza de alargamiento.

Los substratos relativamente inelásticos recomendados para elastificación en la presente estarán en forma de substratos no tejidos. Los substratos no tejidos o "redes" son substratos que tienen una estructura de fibras, filamentos o hilos individuales que son entretejidos, pero no de una manera identificable y repetitiva. Los substratos no tejidos pueden ser formados por una variedad de procesos convencionales, tales como, por ejemplo, procesos de fusión por soplado, procesos de unión por hilatura y los procesos de tela cardada y unida.

Los substratos o redes soplados por fusión son aquellos hechos a partir de fibras sopladas por fusión. Las fibras sopladas por fusión se forman al extruir un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de capilares en troquel fino y generalmente circulares como material termoplástico fundido o filamentos en una corriente de gas (por ejemplo, aire) de alta velocidad. Esto atenúa los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que puede ser hasta diámetro de microfibra. A partir de entonces, las fibras sopladas por fusión son llevadas por la corriente de gas a alta velocidad y se depositan sobre una superficie colectora para formar una red de fibras sopladas por fusión distribuidas aleatoriamente. Este proceso se describe, por ejemplo, en la patente de E.U.A. No. 3,849,241, patente que se incorpora en la presente a manera de referencia.

Los substratos o "redes" unidos por hilatura son aquellos hechos a partir de fibras unidas por hilatura. Las fibras unidas por hilatura son fibras de diámetro pequeño formadas al extruir un material termoplástico fundido como filamentos desde una pluralidad de capilares finos, generalmente circulares, de un hilador. Los diámetros de los filamentos extruidos se reducen después rápidamente tal como mediante, por ejemplo, estiramiento eductivo u otros mecanismos de unión por hilatura conocidos. La producción de telas no tejidas unidas por hilatura se ilustra, por ejemplo, en las patentes de E.U.A. Nos. 3,692,618 y 4,340,563, ambas de las cuales patentes se incorporan en la presente a manera de referencia.

Los substratos relativamente inelásticos que serán elastificados por el proceso de esta invención pueden construirse a partir de una amplia variedad de materiales. Los materiales adecuados pueden incluir, por ejemplo: polietileno, polipropileno, poliésteres tales como tereftalato de polietileno, polibutano, polimetildenteno, copolímeros de etileno-propileno, poliamidas, polímeros de tetrabloques , copolímeros de bloques estirénicos, polihexametilen adipamida, poli- (oc-caproamida) polihexametilensebacamida, polivinilos, poliestireno, poliuretanos , politrifluorocloroetileno, polímeros de etileno y acetato de vinilo, polieterésteres , algodón, rayón, cáñamo y nylon. Además, combinaciones de estos tipos de materiales puede ser empleadas para formar los substratos relativamente inelásticos que serán elastificados en la presente.

Los substratos que serán elastificados preferidos en la presente incluyen estructuras tales como telas no tejidas poliméricas unidas por hilatura. Se prefieren particularmente las telas no tejidas de poliolefina unidas por hilatura con un gramaje de entre 10 y 40 gramos/m2. Muy preferiblemente estas estructuras son de telas no tejidas de polipropileno unidas por hilatura con un gramaje de aproximadamente 14 a 25 gramos/m2. Un tipo particular de estructura compuesta preferida en forma de un laminado de capas múltiples que usa no tejidos de este tipo se describe en mayor detalle más abajo.

Material elastificante de poliuretano Los substratos relativamente inelásticos como los descritos anteriormente en la presente puede ser elastificados de acuerdo con el proceso de la presente al unir en forma adhesiva a uno o más de estos substratos un cierto tipo de material de poliuretano elastomérico . Esta unión con adhesivo al substrato que será elastificado se produce mientras el material de poliuretano es estirado hasta un estado alargado.

Tal como se utiliza aquí, el término "spandex" tiene su definición habitual, que es una fibra, incluyendo un polímero sintético de cadena larga compuesto de al menos 85% en peso de un poliuretano o poliuretanourea segmentado. El poliuretano o poliuretanourea segmentado comprende tanto "segmentos suaves" como "segmentos duros". Los segmentos suaves son porciones generalmente a base de poliéter de la cadena polimérica, y, para los materiales de poliuretano usados aquí, comprenden cierto tipo de copoli (alquil éter)glicol. Los segmentos duros se refieren a las porciones de las cadenas de polímero que se derivan de la reacción de un diisocianato orgánico con un extensor de cadena de diol o diamina. El spandex también se conoce comúnmente como elastano .

Los poliuretanos o poliuretanureas segmentados usados en esta invención se hacen de un poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol y, opcionalmente , otro glicol polimérico; al menos un diisocianato y un extensor de cadena difuncional o mezcla de extensores de cadena difuncionales . El poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicol o mezcla de glicoles que lo contiene se hace reaccionar primero con al menos un diisocianato para formar un prepolímero NCO-terminado (un "glicol tapado"). Este prepolímero es luego disuelto en un solvente adecuado, tal como dimetilacetamida, dimetilformamida o N-metilpirrolidona, y luego hecho reaccionar con un extensor de cadena difuncional. Los poliuretanos se forman cuando los extensores de cadena son dioles. Las poliuretanureas, una subclase de poliuretanos, se forman cuando los extensores de cadena son diaminas .

Los poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles utilizados en la fabricación de los poliuretanos , poliuretanureas o spandex utilizados en la presente invención pueden comprender unidades constitutivas obtenidas al copolimerizar tetrahidrofurano con uno o más de óxido de etileno, óxido de 1 , 2 -propileno, y óxido de 1, 3 -propileno, en donde el porcentaje de porciones de éter de etileno y/o propileno en el copolímero glicólico resultante es mayor que aproximadamente 15% molar, o incluso mayor que aproximadamente 20% molar. El porcentaje molar de las porciones de éter de etileno y/o propileno en este copolímero glicólico puede variar de cerca de 15% molar a cerca de 80% molar, incluyendo alrededor de 15% molar a aproximadamente 70% molar, alrededor de 20% molar a aproximadamente 80% molar, alrededor de 20% molar a aproximadamente 70% molar, y alrededor de 37% molar a aproximadamente 70% molar. Un ejemplo de un poliuretano o poliuretanourea adecuado se deriva de un poli (tetrametileno-co-etilen éter)glicol en donde el contenido de éter de etileno en este copolímero glicólico varía de aproximadamente 37% molar a alrededor de 70% molar.

Los poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles convenientes para hacer los poliuretanos o poliuretanureas utilizados en la presente invención se pueden hacer por el método descrito en la patente de E.U.A. No. 4,139,567, incorporada en la presente a manera de referencia. Los poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles utilizados en la fabricación, de los poliuretanos o poliuretanureas para el spandex usado en la presente invención pueden tener un peso molecular promedio en número de alrededor de 650 Daltons a cerca de 4,000 Daltons, preferiblemente de cerca de 1,500 Daltons a aproximadamente 3,500 Daltons.

Los poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles usados para hacer el poliuretano o poliuretanureas opcionalmente pueden incluir al menos un componente adicional, tal como por ejemplo 3 -metiltetrahidrofurano u otros dioles incorporados en pequeñas cantidades como agentes de control de peso molecular. Estos materiales opcionales también se puede usar en la fabricación de poliuretanos y poliuretanureas utilizados en la invención y están incluidos en el significado de los términos "poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol" o "glicol polimérico" . El por lo menos un componente adicional puede ser un comonómero del glicol copolimérico o puede ser otro material que se mezcle con el poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicol como parte del "glicol polimérico" . El por lo menos un componente adicional puede estar presente en la medida en que no vaya en detrimento de los aspectos beneficiosos de la invención.

Se ha encontrado que los poliuretanos o poliuretanureas que comprenden materiales elastoméricos hechos a partir de copolímeros glicólicos del tipo anterior pueden ser especialmente útiles para elastificar substratos para su posible uso como componentes de productos higiénicos desechables o de prendas de vestir. Esto se debe a que el material elastomérico de esta composición seleccionada puede ser estirado hasta valores de elongación deseable altos y luego puede ser unido adhesivamente a substratos relativamente inelásticos sin experimentar casos excesivos de rupturas a las temperaturas de aplicación de adhesivo de fusión en caliente.

Como se indica, los glicoles de copolímero seleccionados anteriormente descritos y opcionalmente otros glicoles poliméricos pueden hacerse reaccionar con diisocianatos orgánicos y extensores de cadena para proporcionar los poliuretanos o poliuretanureas que se usarán en este documento. Los diisocianatos que se pueden usar incluyen, pero no se limitan a, 1- isocianato-4 - [ (4 -isocianatofenil ) metil] benceno, l-isocianato-2- [ (4-isocianatofenil ) metil] benceno, bis (4 - isocianato-ciclohexil) metano , 5- isocianato-1- ( isocianatometil) -1,3,3-trimetil-ciclohexano, 1 , 3-diisocianato-4-metil-benceno, 2,2'-toluendiisocianato, 2 , 4 ' -toluendiisocianato, y sus mezclas. Los diisocianatos preferidos son l-isocianato-4- [ (4-isocianatofenil ) metil] benceno, l-isocianato-2- [ (4-isocianatofenil) metil] benceno, y sus mezclas. Un diisocianato particularmente preferido es l-isocianato-4- [ (4-isocianatofenil) metil] benceno .

Cuando se desee un poliuretano, el extensor de cadena o una mezcla de extensores de cadena usados deben ser un diol. Ejemplos de estos dioles que se pueden utilizar incluyen, pero no están limitados a, etilenglicol , 1,3-propanodiol, 1, 2-propilenglicol, 3-metil-l , 5-pentanodiol , 2 , 2-dimetil-l, 3 -trimetileno diol, 2 , 2 , 4-trimetil-l , 5-pentanodiol, 2-metil-2-etil-l, 3 -propanodiol , 1,4-bis (hidroxietoxi) benceno, 1 , 4 -butanodiol , y mezclas de los mismos. El extensor de cadena de diol puede tener entre 0 y alrededor de 10 por ciento molar de otros extensores de cadena químicamente diferentes adicionales.

Cuando se desee una poliuretanourea, el extensor de cadena o mezcla de extensores de cadena debe ser una diamina. Ejemplos de estas diaminas que se pueden usar incluyen, pero no se limitan a, hidrazina, etilendiamina , 1,2-propanodiamina, 1 , 3 -propano-diamina, 1 , 2 -butanodiamina (1,2-diaminobutano) , 1 , 3 -butanodiamine ( 1 , 3 -diaminobutano) , 1,4-butanodiamine (1, 4 -diaminobutano) , 1 , 3-diamino-2 , 2 -dimetilbutano, 4 , 41 -metilen-bis-ciclohexilamina, 1-amino-3,3, 5-trimetil-5-aminometilciclohexano, 1, 6-hexanodiamina, 2 , 2 -dimetil - 1 , 3-diaminopropano, 2 , 4 -diamino-1-metilciclohexano, N-metilaminobis ( -propilamina) , 2-metil-1, 5-pentanodiamina, 1 , 5 -diaminopentano, 1,4- ciclohexanodiamina, 1 , 3 -diamino-metilciclohexano, 1,3-ciclohexano-diamina , 1 , 1-metilen-bis (4 , 4 -diamino-hexano) , 3-aminome il-3 , 5 , 5- rimetilciclohexano, 1 , 3-pentanodiamina ( 1 , 3 -diaminopentano) , m-xilileno diamina, y sus mezclas. Se prefiere una etilendiamina como un extensor. Cuando se utiliza, este extensor de cadena de etilendiamina puede tener entre 0 y 10 por ciento molar de otros extensores de cadena químicamente diferentes.

De manera opcional, un terminador de cadena, por ejemplo dietilamina, ciclohexilamina , n-hexilamina, o un terminador de cadena de alcohol monofuncional , tal como butanol, se puede usar para controlar el peso molecular del polímero de poliuretano o poliuretanourea . Además, un "ramificador de cadena" de alcohol funcional superior, tal como pentaeritritol , o un "ramificador de cadena" trifuncional , tal como dietilentriamina, se puede utilizar para controlar la viscosidad de la solución.

La polimerización de los poliuretanos y poliuretanureas usados en la presente puede llevarse a cabo de manera convencional utilizando catalizadores, solventes y procedimientos adecuados. Estos aspectos de la preparación de poliuretanos y poliuretanureas a base de poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol se describen en mayor detalle en la patente de E.U.A. No. 6,639,041 y en las solicitudes de patente publicadas de E.U.A. Nos. 2006/0276610; 2006/0270821; 2007/0117591 y 2007/0117953. Todos estos documentos de patente se incorporan a manera de referencia en su totalidad.

La tipos seleccionados de poliuretanos y poliuretanureas a base de poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles como los descritos anteriormente en la presente pueden ser utilizados para proporcionar material elastomérico en una amplia variedad de formas. Las soluciones de estos materiales de poliuretano se puede convertir en películas o hilarse en fibras o filamentos de spandex. Spandex en forma de fibras o filamentos es más comúnmente utilizado en elastificar substratos de acuerdo con el proceso de este documento para su conversión final en componentes de productos higiénicos desechables .

Las fibras de spandex pueden formarse a partir de la solución de polímero de poliuretano o poliuretanourea a través de procesos de hilatura de fibras, tales como hilado en seco, hilado en húmedo o hilado por fusión. En hilado en seco, una solución de polímero que comprende un polímero y solvente se dosifica a través de orificios de hiladora en una cámara de hilatura para formar un filamento o filamentos. Las poliuretanureas suelen ser hiladas en seco o hiladas en húmedo cuando se deseen fibras de spandex hechas a partir de éstas. Los poliuretanos son típicamente hilados por fusión cuando se deseen fibras de spandex hechas a partir de los mismos .

Típicamente, un polímero de poliuretanourea es hilado en seco para crear filamentos del mismo solvente que el que se ha usado para la reacción de polimerización. El gas se pasa a través de la cámara para evaporar el solvente y que se solidifique el o los filamentos. Los filamentos son hilados en seco a una velocidad de devanado de al menos 200 metros por minuto. El spandex útil en la presente invención se puede hilar a cualquier velocidad deseada tal como en exceso de 800 metros/minuto. Según se usa en la presente, el término "velocidad de hi81ado" se refiere a la velocidad de acumulación de hilo.

Una adecuada capacidad de hilado de filamentos de spandex se caracteriza por rupturas de filamento infrecuentes en la celda de hilado y en el devanado. El spandex puede ser hilado como filamentos individuales o puede ser fusionado con técnicas convencionales en hilos de varios filamentos. Cada filamento del hilo de varios filamentos normalmente puede ser de decitex textil (dtex) , por ejemplo, en la escala de 6 a 25 decitex por filamento.

Spandex en forma de un solo filamento o un hilo de varios filamentos se utiliza normalmente para elastificar substratos para formar las estructuras compuestas de la presente. El spandex de varios filamentos frecuentemente comprenderá alrededor de 4 a aproximadamente 120 filamentos por hebra de hilo. Los filamentos o hilos de spandex que son especialmente adecuados son aquellos que varían de alrededor de 200 a aproximadamente 3,600 decitex, incluyendo alrededor de 200 decitex a cerca de 2,400 decitex y de aproximadamente 540 a aproximadamente 1,880 decitex.

Adhesivo de fusión en caliente El tipo seleccionado del agente elastificante de poliuretano como el descrito anteriormente en la presente estará en forma de una estructura o elemento que se unirá o fijará en forma adhesiva a los substratos relativamente inelásticos que se estén elastificando . La unión adhesiva del tipo seleccionado de poliuretano en la presente a tales substratos flexibles inelásticos de acuerdo con el proceso de la presente se deriva generalmente a través del uso de un adhesivo de fusión en caliente convencional.

Los adhesivos de fusión en caliente convencionales suelen ser polímeros termoplásticos que presentan alta adherencia inicial, ofrecen una buena fuerza de unión entre los componentes y tienen una adecuada estabilidad ultravioleta y térmica. Los adhesivos de fusión en caliente que se prefieren serán sensibles a la presión. Ejemplos de adhesivos de fusión en caliente adecuados son aquellos que comprenden un polímero seleccionado del grupo que consiste en copolímeros de estireno-isopreno-estireno (SIS) copolímeros de estireno-butadieno-estireno (SBS) copolímeros de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS) ; copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA) ; polímeros y copolímeros de poli-alfa-olefina amorfa (APAO) , e interpolímeros etileno-estireno (ESI) . Los más preferidos son adhesivos a base de copolímeros de bloque de estireno- isopreno-estireno (SIS) . Los adhesivos de fusión en caliente están disponibles comercialmente . Se comercializan bajo denominaciones tales como H-2104, H-2494, H-4232 y H-20043 de Bostik, HL-1486 y HL-1470 de H.B. Fuller Company, y NS-34-3260, NS-34 a 3322 y NS-34-560 de National Starch Company.

Proceso de elastificación De acuerdo con el proceso de la presente invención, la película de poliuretano o una o más fibras o filamentos del tipo seleccionado anteriormente descritas serán alargadas por lo menos en una dirección y mientras estén en la condición alargada se unirán en forma adhesiva a por lo menos uno de los substratos relativamente inelásticos que serán elastificados . Generalmente en esta etapa del proceso, el material de poliuretano en cualquier forma deseada se estirará hasta un estirado de más de aproximadamente 4.5 (350% de alargamiento) a aproximadamente 5.5 (450% de alargamiento) antes de unirse con el substrato relativamente inelástico. Muy preferiblemente, el agente elastificante de poliuretano se extenderá hasta a un estirado de cerca de 5.0 (400% de elongación) a alrededor de 5.4 (440% de elongación) .

El estirado del agente elastificante de poliuretano hasta el grado deseado puede provocarse por la aplicación de fuerza de estiramiento al poliuretano en la dirección de la máquina. En las operaciones de producción comercial, esta fuerza de alargamiento puede aplicarse por medio del ajuste de la velocidad de, y/o la fuerza de tensión aplicada por, los rodillos de alimentación del material de poliuretano y los rodillos devanadores para el producto elastificado que se produzca. Juegos de rodillos de tensión también puede ser empleados para proporcionar o ayudar en la elongación del poliuretano .

También se proporciona, generalmente al mismo tiempo que el suministro de material de poliuretano alargado, por lo menos un tipo de material de substrato relativamente inelástico como se ha descrito anteriormente en la presente, al cual se unirá en forma adhesiva el poliuretano alargado. Como se ha señalado, este material generalmente será un substrato en forma de una película o un substrato tejido o no tejido. Al igual que el poliuretano, este material de substrato relativamente inelástico se puede proporcionar desde rodillos de alimentación.

Con frecuencia, más de un substrato puede ser proporcionado para su unión con el material de poliuretano. Por ejemplo, película o substratos tejidos o no tejidos se pueden proporcionar para producir laminados con el material de . poliuretano elastificante formando una capa interior entre 6 dos capas exteriores de los substratos relativamente inelásticos. Una estructura laminada compuesta preferida de este tipo se describe con más detalle más abajo. Laminados de capas múltiples con dos o más capas de material de poliuretano y tres o más capas de substratos relativamente inelásticos también pueden prepararse de acuerdo con el proceso de la presente.

Después o ya que el agente elastificante de poliuretano ha sido o está siendo alargado, y antes, mientras, o incluso después de que el material de poliuretano se pone en contacto con el substrato o substratos de la estructura que esté siendo elastificada, el adhesivo de fusión en caliente se aplica, por ejemplo, se asperja o reviste sobre una o más de las superficies del material de poliuretano y/o el o los substratos de la estructura que esté siendo elastificada . Las superficies del poliuretano alargado y el o los substratos relativamente inelásticos se llevarán entonces y mantendrán en contacto unas con otras de cualquier manera adecuada tal que al menos un poco de material adhesivo se interponga entre por lo menos algunas partes de las superficies de los elementos que vayan a ser unidos entre sí.

El adhesivo de fusión en caliente no tiene que ser aplicado a la superficie del material de poliuretano y/o el o los substratos de la estructura compuesta que esté siendo elastificada de una manera que forme un recubrimiento continuo de adhesivo en esas superficies. De hecho, el adhesivo de fusión en caliente se puede aplicar en una variedad de maneras diferentes. En un método, el adhesivo fundido puede ser depositado como una red discontinua desde una boquilla aspersora, un proceso conocido como soplado por fusión. En otro método, el adhesivo fundido puede ser depositado como una corriente sólida desde una boquilla que se mueva en un patrón en espiral mientras los materiales a unir pasan por la boquilla. Esta técnica se conoce como aspersión en espiral. El adhesivo suministrado a través de una boquilla de aspersión en procesos de soplado por fusión o aspersión en espiral puede ser impulsado a través de la boquilla por medio de chorros de aire caliente que puede ser calentado externamente a temperaturas iguales o por encima de la temperatura de fusión del adhesivo. El adhesivo también se puede aplicar a cualquiera de las superficies deseadas en un patrón de "matriz de puntos", o aplicado directamente a la fibra de spandex y/o a la tela no tejida mediante tecnología de revestimiento directo o aspersión.

La temperatura del adhesivo de fusión en caliente en su punto de contacto con el poliuretano depende de la temperatura del adhesivo mientras es suministrado, de la cantidad de adhesivo utilizada, de la tecnología de aplicación del adhesivo, y de los detalles especificos.de la disposición física del sistema utilizado para aplicar el adhesivo. Normalmente, la temperatura del adhesivo mientras deja la cabeza de aplicación se utiliza como el punto de referencia para definir la temperatura del adhesivo utilizado en el proceso de este documento ya que la temperatura del adhesivo en el momento de su contacto real con las fibras o película de poliuretano es difícil de medir. Sin embargo, se entiende que la temperatura del adhesivo cuando entra en contacto con el poliuretano puede variar de un valor esencialmente igual a la temperatura del adhesivo que deja la cabeza de aplicación (como en los sistemas de aplicación de recubrimiento por ranura u otros sistemas de aplicación en línea, tales como el sistema Sure Wraps hecho por Nordson, Inc.) hasta un valor que sea tanto como 21°C a 65.5°C (70°F a 150°F) más bajo que la temperatura del adhesivo mientras sale de la cabeza de aplicación, como en el caso de los sistemas de aplicación por aspersión en espiral o de soplado por fusión .

La temperatura del adhesivo mientras deja la cabeza de aplicación en el proceso de la presente generalmente estará dentro del intervalo de alrededor de 138°C a aproximadamente 177°C (280°F a 350°F) . Preferiblemente, el adhesivo de fusión en caliente utilizado es uno que debe ser provisto a una temperatura de fusión de unos 149°C a alrededor de 163°C (300°F a 325°F) . El contacto del adhesivo de fusión en caliente que está dentro de estos rangos de temperatura en el momento del contacto con el material de poliuretano frecuentemente puede llevar la temperatura del poliuretano a un valor dentro del intervalo de alrededor de 52°C a aproximadamente 149°C (125°F a 300°F) . A tales temperaturas, los materiales de poliuretano seleccionados utilizados en la presente, es decir, aquellos que son a base de poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles , pueden estirarse hasta el grado especificado en este documento sin mostrar una incidencia inaceptable de rupturas en el material de poliuretano.

Después de que el adhesivo ha sido aplicado a las superficies adecuadas, el poliuretano y el o los substratos de la estructura compuesta que está siendo elastificada se mantienen entonces en contacto unas con otras en condiciones suficientes para unir adhesivamente la película de poliuretano alargada o la pluralidad de fibras o filamentos de spandex alargados al substrato o substratos relativamente inelásticos. Esto se lleva a cabo generalmente aplicando presión a los materiales en contacto a través del aparato de procesamiento que esté siendo utilizado para formar la unión adhesiva entre los materiales. Por ejemplo, el poliuretano contactado con uno o más substratos, por ejemplo, no tejidos, se puede pasar a través de un par de rodillos de presión antes de ser procesado más y/o antes de que ser recogido en rodillos devanadores.

Después de que el material de poliuretano se ha unido en forma adhesiva en su estado alargado al substrato o substratos relativamente inelásticos, la estructura compuesta elástica resultante se deja relajar mediante al eliminar la tensión que ha mantenido al material de poliuretano alargado. Esto permite que la estructura compuesta elástica resultante se retraiga, formando así una estructura compuesta recogida o arrugada que sea elástico y que pueda ser convertida en componentes elásticos para productos de higiene desechables o prendas de vestir.

En una modalidad preferida particular, se prepara una estructura laminada compuesta que comprende dos capas exteriores de substratos no tejidos de anchura sensiblemente igual y una capa interior de fibras elastoméricas de spandex a base de poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol sustancialmente paralelas y equidistantes de igual decitex que son capaces de una recuperación completa a partir de extensiones tan grandes como de 350%. En esta modalidad preferida, la capa de fibras elastoméricas de spandex puede estar compuesta por al menos ocho unidades productoras de filamentos por pulgada (3.15 unidades productoras de filamentos/cm) de ancho, cada unidad productora de filamentos siendo de por lo menos 400 decitex. Preferiblemente, el número de unidades productoras de filamentos por pulgada no es mayor de 16 (6.30 unidades productoras de filamentos/cm) . Las unidades productoras de filamentos pueden ser sustancialmente paralelas entre sí y paralelas a los bordes de las dos capas de substratos no te idos.

Los dos substratos no tejidos utilizados en tales estructuras laminadas compuesto preferidas pueden hacerse de fibras poliméricas sintéticas tales como fibras de poliolefina, poliéster o poliamida. Ambos de estos substratos no tejidos con frecuencia serán redes o telas unidas térmicamente, unidas por hilatura o hidroenmarañadas . Pueden tener valores de peso base que varíen de 10 a 30 gramos/m2. Las tres capas de estas estructuras compuestas laminadas preferidas son unidas por una composición adhesiva de fusión en caliente que constituye alrededor de 5% a aproximadamente 50% en peso de la estructura laminada compuesta .

Para preparar estas estructuras compuestas laminadas preferidas, una capa de unidades productoras de filamentos de spandex sustancialmente paralelas se estira no menos de 100% y se coloca en la parte superior de una de las capas de substrato de tejido. Un adhesivo de fusión en caliente se aplica sobre las unidades productoras de filamentos elastoméricas y la capa no tejida subyacente. La otra capa de substrato no tejido se coloca en la parte superior de la combinación tratada con adhesivo, y la estructura combinada es unida por el calor del adhesivo y la presión ejercida por los rodillos de presión, mientras las unidades productoras de filamentos de spandex elastoméricas permanecen en la condición estirada. Por otra parte, el adhesivo se puede aplicar a las unidades productoras de filamentos de spandex o a las superficies interiores no tejidas antes de la colocación de las unidades productoras de filamentos de spandex entre las capas de substratos no tejidos. Cuando la unión se ha completado, la tensión es liberada en forma sustancialmente total, y el compuesto se relaja para formar la estructura laminada compuesta elástica deseada que estará después en configuración fruncida.

La preparación de las estructuras compuestas descritas en este documento empleando el tipo seleccionado de agente elastificante de poliuretano a base de poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicoles con un alquilenglicol de C2 o C3 puede llevarse a cabo utilizando equipos y técnicas convencionales de procesamiento. Estos aparatos y técnicas se describen, por ejemplo, en las patentes de E.U.A. NOS. 4,634,482; 4,720,415; 4,482,666; 6,491,776 y 6,713,415, en la patente de E.U.A. No. de publicación 2002/0119722, y en la publicación del PCT No. WO 80/00676, todas las cuales publicaciones de patente que se incorporan en la presente a manera de referencia.

Las estructuras compuestas elásticas elaboradas de acuerdo con el proceso de este documento pueden ser utilizadas como, o convertirse posteriormente en, componentes elásticos para uso en productos de higiene desechables o prendas de vestir. Esta conversión típicamente incluirá cortar las estructuras compuestas en longitudes y configuraciones adecuadas para el tipo específico de producto de higiene o prenda de vestir en los que tales componentes se utilizarán. Estos procedimientos de conversión son convencionales y pueden llevarse a cabo en el momento y el lugar de preparación de las estructuras compuestas de la presente. Como alternativa, la preparación de las estructuras compuestas de la presente, y/o la transformación de tales estructuras compuestas preparadas en otros lugares, en componentes de productos de higiene o prendas de vestir, puede llevarse a cabo en relación con la producción de los artículos de higiene desechables o prendas de vestir en las que los componentes elastificados vayan a ser incorporados, por ejemplo, en, cerca o como parte de una línea de producción de pañales.

Los siguientes ejemplos tienen el propósito de ser ejemplares y no limitativos de las modálidades descritas en este documento.

Ej emplos El potencial de estirado para cada uno de varios tipos específicos de fibras de spandex se determina mediante la ejecución de una serie de rupturas en el Laminador de Alta Velocidad Invista. Este ensayo determina el tiempo a partir del inicio de laminación hasta que se produce la ruptura de fibras de spandex usando diferentes formulaciones de spandex en diversas condiciones de estirado de spandex y temperatura del adhesivo de fusión en caliente.

El laminador de alta velocidad es un dispositivo que produce laminados de no tejidos - spandex - no tejidos usando un proceso que simula el proceso usado comúnmente en líneas de producción de pañales de alta velocidad. Este tipo de laminado de no tejido - fibra de spandex - no tejido se hace comúnmente como parte de la construcción de un pañal desechable. En el proceso llevado a cabo con el laminador de alta velocidad, fibras de spandex son alargadas hasta un estirado (elongación) o tensión específico y guiadas en configuración uniformemente separada y paralela hasta una posición inmediatamente por encima de una hoja de un no tejido de bajo peso base (comúnmente llamada la hoja de respaldo) . Un adhesivo de fusión en caliente se aplica por tecnología de aplicación por aspersión en espiral estándar descrita más adelante en la presente. Las fibras de spandex se ponen después en contacto directo con la hoja de no tejido, y una segunda hoja de no tejido (comúnmente conocida como la hoja superior) se pone en contacto directo con el conjunto de hoja inferior/fibras de spandex. Los componentes son después estratificados en el orden de hoja superior -fibras de spandex - hoja inferior, y todo el conjunto se pasa por un rodillo de presión.

En este ejemplo, la tecnología de aplicación de adhesivo utilizada en el laminador es una boquilla de aspersión individual hecha por Nordson, Inc. de Dawsonville, Georgia. En el escenario que usa este tipo de aparato, la punta de la boquilla aspersora se puede montar 1.27 centímetros a 3.81 centímetros (0.5 a 1.5 pulgadas) por encima de las fibras de spandex, y las fibras de spandex en el punto de aplicación de adhesivo pueden estar entre 0.63 y 1.27 centímetros (0.25 y 0.5 pulgadas) por encima de la hoja de respaldo. La distancia lineal entre el punto de aplicación de adhesivo y el rodillo de presión generalmente es alrededor de 20 centímetros (8 pulgadas) , y la velocidad lineal de la máquina normalmente se puede ejecutar entre 61 y 305 metros (200 y 1000 pies) por minuto.

Los diversos materiales no tejidos, adhesivos y de spandex utilizados, junto con las condiciones de ensayo específicas empleado en este ejemplo, son los siguientes: No tejido: polipropileno unido por hilatura de 15 gramos/m2 fabricado por Avgol, Inc.

Adhesivo: adhesiva de fusión en caliente para fijación de elásticos H-4232 o H-20043 hecho por Bostick, Inc .

Materiales Spandex Probados : 1. Lycra® XA* Tipo 262 de 540 decitex hecha por Invista, ilmington, DE. Segmento suave a base de 100% poliéter glicol (politetrahidrofurano) de C4 2. fibra spandex D-19 de 540 decitex producida por Invista, Wilmington, DE. Segmento suave a base de copoliéter glicol compuesto por segmentos de 38% de C2 y 62% de C , hecha por copolimerización de óxido de etileno y tetrahidrofurano .

Condiciones de ensayo: Cinco hebras (filamentos) de spandex utilizados, separadas 5 mm aparte .

Adición de adhesivo: 8.0 mg/6.45 cin2.

Velocidad del laminador: 91 m/min.

Distancia desde la punta de la boquilla de aspersión de adhesivo hasta los filamentos de spandex: 2.54 cm Distancia desde las hebras de spandex hasta la hoja de respaldo de no tejido: 0.508 centímetros Distancia desde el punto de aplicación de adhesivo hasta rodillo de presión: 20 centímetros.

Procedimiento de prueba: La máquina laminadora es encendida. Cuando se alcanzan las condiciones de prueba, el tiempo en minutos hasta que se produzca la ruptura de la fibra se registra, continuando el registro hasta que las cinco hebras de spandex se rompan. Los tiempos de ruptura reportados son un promedio de los tiempos que tarda cada uno de los cinco filamentos de spandex en romperse. Si el laminador corre por más de cinco minutos sin que se rompan los hilos de spandex, esto se toma como un indicio de que el proceso de laminación puede ser realizado con éxito en esas condiciones, sin ruptura excesiva del hilo, y la prueba en esas condiciones se interrumpe entonces. Los ejemplos de comparación (Comp. 1-8) incluyen un spandex preparado con poli (tetrametilen) glicol , mientras que los ejemplos de la invención (INV. 1-8) incluyen un spandex preparado con un poli (tetrametileno-co-etilen éter) glicol.

Los resultados de tiempos de ruptura se muestran en las tablas I y II Tabla I - Prueba No. 1 Temperatura del adhesivo 149°C, temperatura de aire en espiral 165°C Spandex Estirado Tiempo a ruptura (minutos) Comp . 1 4.5 Más de 5 minutos Comp . 2 5.0 0.4 Com . 3 5.5 0.2 Com . 4 6.0 0.2 INV. 1 4.5 Más de 5 minutos INV. 2 5.0 Más de 5 minutos INV. 3 5.5 Más de 5 minutos INV. 4 6.0 1.7 Tabla II - Prueba No. 2 Los datos de la tabla I y la tabla II indican que los materiales de spandex de alto potencial de estirado seleccionados que se utilizan en el actual proceso para la fabricación de compuestos elásticos y que comprenden segmentos suaves a base de poli (tetrametileno-co-etilen éter)glicol exhiben un rendimiento de ruptura mejorado cuando se utilizan a valores de estirado más altos y mayores temperaturas de adhesivo de fusión en caliente en comparación con un material spandex que de otra manera es comparable, pero que tiene segmentos suaves a base de poli (tetrametilen éter)glicol.

Aunque la presente invención se ha descrito de una manera ilustrativa, se debe entender que la terminología usada intenta estar en una naturaleza de palabras o descripción en lugar de limitación. Por otra parte, aunque la presente invención ha sido descrita en términos de varias modalidades ilustrativas, se debe apreciar que los expertos en la técnica fácilmente aplicarán estas enseñanzas a otras variaciones posibles de la invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (29)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un artículo caracterizado porque comprende por lo menos un substrato relativamente inelástico, un material de poliuretano seleccionado del grupo que consiste en una película y uno o más filamentos que comprenden como la base de segmento suave del material de poliuretano un poliglicol que comprende un poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol que comprende unidades constituyentes obtenidas al copolimerizar tetrahidrofurano y un óxido de alquileno de C2 o C3, en donde la porción de las unidades derivadas de óxido de alquileno de C2 o C3 comprende por lo menos 15% molar del poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol; y un adhesivo de fusión en caliente que tiene una temperatura de aproximadamente 260°F a 325°F (127°C a 177°C) .

2. El artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de poliuretano se alarga hasta un estirado de más de aproximadamente 4.5.

3. El artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el óxido de alquileno es óxido de etileno .

4. El artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el artículo se incluye en o se convierte en una prenda de vestir o un producto de higiene desechable .

5. El artículo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la prenda de vestir o producto de higiene desechable se selecciona del grupo que consiste en pañales desechables ; pantalones de entrenamiento; dispositivos y productos para incontinencia de adultos; dispositivos catameniales ; prendas de vestir y productos; vendas; apositos; gasas quirúrgicas; batas quirúrgicas, mascarillas de protección higiénicas; guantes de higiene; cubiertas para cabeza, bandas para la cabeza, bolsas de ostomía, cojines de cama y ropa de cama.

6. Un proceso para elaborar una estructura compuesta elástica, caracterizado porque comprende: A) proporcionar al menos un substrato relativamente inelástico ; B) proporcionar un material de poliuretano seleccionado del grupo que consiste en una película y uno o más filamentos que comprenden como la base de segmento suave del material de poliuretano un poliglicol que comprende un poli (tetrametileno-co-alquilen éter)glicol que comprende unidades constituyentes obtenidas al copolimerizar tetrahidrofurano y un óxido de alquileno de C2 o C3, en donde la porción de las unidades derivadas de óxido de alquileno de C2 o C3 comprende por lo menos 15% molar del poli (tetrametileno-co-alquilen éter) glicol ; C) alargar en al menos una dirección el material de poliuretano hasta un estirado de más de aproximadamente 4.5 a alrededor de 5.5; D) aplicar a por lo menos a una superficie del al menos un substrato relativamente inelástico y/o a por lo menos a una superficie del material de poliuretano alargado un adhesivo de fusión en caliente que tenga una temperatura de aproximadamente 127°C a alrededor de 177°C (260°F a 350°F) ; E) poner en contacto las superficies que contengan adhesivo del por lo menos un substrato relativamente inelástico y/o el material de poliuretano unas con otras bajo condiciones suficientes para unir en forma adhesiva el material de poliuretano alargado al por lo menos un substrato relativamente inelástico, y F) después de unir en forma adhesiva el material de poliuretano alargado al por lo menos un substrato relativamente inelástico, permitiendo que el material de poliuretano se relaje, para proporcionar de esta manera la estructura compuesta elástica.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el óxido de alquileno es óxido de etileno .

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el substrato relativamente inelástico es adecuado para su uso en un producto de higiene desechable o una prenda de vestir.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el poliuretano tiene un peso molecular promedio en número de aproximadamente 650 a cerca de 4,000 Daltons y está en forma de una pluralidad de filamentos .

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque cada uno de los filamentos en la pluralidad de los filamentos de spandex varía de aproximadamente 200 a alrededor de 3,600 decitex.

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el poliglicol de la base de segmento suave del material de spandex comprende poli (tetrametileno-co-etilen éter)glicol que comprende unidades constituyentes obtenidas al copolimerizar tetrahidrofurano y óxido de etileno, en donde la porción de las unidades derivadas de óxido de etileno comprende alrededor de 37% molar a aproximadamente 70% molar del poli (tetrametileno-co-etilen éter) glicol .

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el substrato relativamente inelástico es un substrato no tejido seleccionado de al menos uno de telas de poliolefina, poliéster y poliamida.

13. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el material de poliuretano se alarga hasta un estirado de cerca de 5.0 a alrededor de 5.4.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el adhesivo de fusión en caliente es un adhesivo sensible a la presión que comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en copolímeros de estireno- isopreno-estireno (SIS) ; copolímeros de estireno-butadieno-estireno (SBS) ; copolímeros de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS) ; copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA) ; polímeros y copolímeros de poli-alfa-olefina amorfa (APAO) , e interpolímeros de etileno-estireno (ESI).

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el contacto de las superficies que contienen adhesivo de los substratos relativamente inelásticos y/o el material de poliuretano unas con otras lleva la temperatura del material de spandex dentro del intervalo de alrededor de 52°C a aproximadamente 149°C (125°F a 300°F) .

16. Un proceso para hacer una estructura compuesta elástica que se utiliza como o es adecuada para su conversión en un componente de productos de higiene desechables o prendas de vestir, caracterizado porque comprende: A) proporcionar al menos un substrato no tejido; B) proporcionar además una pluralidad de filamentos de un material de poliuretano que comprenda como la base del segmento suave del material spandex un copolímero glicólico de i) tetrahidrofurano, y ii) óxido de etileno, el óxido de etileno comprende por lo menos 15% molar del copolímero glicólico; C) alargar en al menos una dirección la pluralidad de filamentos de spandex hasta un estirado de cerca de 5.0 a alrededor de 5.4; D) aplicar a por lo menos a una superficie del al menos un substrato no tejido y/o a las superficies de la pluralidad de fibras de spandex alargadas, un adhesivo de fusión en caliente que tenga una temperatura de alrededor de 149°C a aproximadamente 163°C (300°F a 325°F) ; E) poner en contacto las superficies que contengan adhesivo del por lo menos un substrato no tejido y la pluralidad de filamentos alargados unas con otras bajo condiciones suficientes para unir por adhesivo la pluralidad de filamentos alargados al por lo menos un substrato no tejido, y F) después de unir por adhesivo la pluralidad de filamentos alargados al por lo menos un substrato no tejido, permitir que la pluralidad de filamentos alargados se relaje, para proporcionar así la estructura compuesta elástica.

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el óxido de etileno comprende por lo menos 20% molar del copolímero de glicol.

18. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los filamentos comprenden un poliuretano o poliuretanourea que tiene un peso molecular promedio en número de aproximadamente 650 a alrededor de 4000 Daltons

19. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque cada uno de los filamentos en la pluralidad de filamentos varía de cerca de 200 a aproximadamente 3,600 decitex.

20. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el poli (tetrametileno-co-etilen éter) glicol tiene la porción de las unidades derivadas de óxido de etileno que comprende alrededor de 37% molar a aproximadamente 70% molar del poli (tetrametileno-co-etilen éter) glicol .

21. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el substrato no tejido se selecciona de al menos uno de telas de poliolefina, poliéster y poliamida .

22. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el adhesivo de fusión en caliente es un adhesivo sensible a la presión que comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en copolímeros de estireno- isopreno-estireno (SIS) ; copolímeros de estireno- butadieno-estireno (SBS) ; copolímeros de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS) ; copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA) ; polímeros y copolímeros de poli-alfa-olefina amorfa (APAO) , e interpolímeros de etileno-estireno (ESI) .

23. Un proceso para elaborar una estructura laminada compuesta de capas múltiples elástica, caracterizado porque comprende : A) proporcionar al menos dos substratos no tejidos en forma de telas unidas térmicamente, unidas por hilatura o hidroenmarañadas sustancialmente del mismo ancho y con un peso base de aproximadamente 10 a alrededor de 40 gramos/m2; B) proporcionar además una pluralidad de unidades productoras de filamentos de un material de poliuretano o poliuretanourea que incluya como la base de segmento suave del material de spandex un copolímero glicólico de i) tetrahidrofurano, y ii) óxido de etileno, el óxido de etileno comprende alrededor de 37% molar a aproximadamente 70% molar del copolímero glicólico, cada una de las unidades productoras de filamentos es de al menos 400 decitex; C) interponer la pluralidad de unidades productoras de filamentos entre los por lo menos dos substratos no tejidos en una capa de unidades productoras de filamentos sustancialmente paralelas y equidistantes, separadas de modo que haya por lo menos ocho unidades productoras de filamentos por 2.54 centímetros de ancho de substrato no tejido; D) alargar hasta un grado sustancialmente igual cada una de las unidades productoras de filamentos hasta un estirado de más de aproximadamente 4.5 a alrededor de 5.5; E) aplicar a una o ambas de las superficies de substrato no tejido que estén adyacentes a la capa de unidades productoras de filamentos y/o a las superficies de la pluralidad de unidades productoras de filamentos de spandex alargadas un adhesivo de fusión en caliente que tenga una temperatura de alrededor de 149°C a aproximadamente 163 °C (300°F a 325°F) ; F) poner en contacto las superficies que contengan adhesivo de los substratos no tejidos y/o la pluralidad unidades productoras de filamentos alargadas unas con tras bajo condiciones suficientes para unir por adhesivo la pluralidad de unidades productoras de filamentos de spandex alargadas a ambas de las superficies adyacentes de los substratos no tejidos, y G) después de unir por adhesivo la pluralidad de unidades productoras de filamentos alargadas a ambas de las superficies de los por lo menos dos substratos no tejidos, permitir que la pluralidad de unidades productoras de filamentos alargadas se relajen, para proporcionar así la estructura laminada compuesta de capas múltiples elástica.

24. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque las unidades productoras de filamentos comprenden un poliuretano o poliuretanourea que tiene un peso molecular promedio en número de aproximadamente 650 a alrededor de 4000 Daltons

25. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque los substratos no tejidos se seleccionan de al menos uno de telas de poliolefina, poliéster y poliamida.

26. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el adhesivo de fusión en caliente es un adhesivo sensible a la presión que comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en copolímeros de estireno- isopreno-estireno (SIS) ; copolímeros de estireno-butadieno-estireno (SBS) ; copolímeros de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS) ; copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA) ; polímeros y copolímeros de poli-alfa-olefina amorfa (APAO) , e interpolímeros de etileno-estireno (ESI) .

27. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además una etapa de convertir la estructura compuesta elástica en un componente elástico para usarse en productos de higiene desechables seleccionados de pañales desechables; pantalones de entrenamiento; dispositivos y productos para incontinencia de adultos; dispositivos catameniales ; prendas de vestir y productos; vendas; apositos; gasas quirúrgicas; batas quirúrgicas, mascarillas de protección higiénicas; guantes de higiene; cubiertas para cabeza, bandas para la cabeza, bolsas de ostomía, cojines de cama y ropa de cama.

28. El proceso de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el componente elástico es para usarse en paneles frontales, posteriores y laterales; puños de las piernas, y/o bandas para cintura de pañales o pantalones de entrenamiento.

29. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además una etapa de convertir la estructura compuesta elástica en un componente elástico para usarse en una prenda de vestir.