MXPA96005374A - Una trama no tejida que comprende poliamidas solubles al agua y articulos construidos con la misma - Google Patents

Abstract

Esta invención se relaciona con una trama no tejida que comprende una poliamida soluble en agua y a los artículos construidos con la misma. La poliamida soluble el agua se puede usar sola en una combinación con los materiales que forman una trama termoplástica convencional, tales como polietileno, polipropileno, poliéster y poliamida insolubles en agua. La poliamida soluble en agua también puede ser combinada con un material biodegradable y selectivamente dispersable para formar tramas no tejidas que tienen varias combinaciones de las propiedades. Tales tramas solubles en agua tienen un uso en la fabricación de artículos absorbentes desechables, tales como pañales desechables, toallas sanitarias femeninas, productos para incontinentes, y artículos celulósicos, tales como papel y toallas, asícomo también tramas solubles en agua fundibles con calor para la industria textil.

Description

UNA TRAMA NO TEJIDA QUE COMPRENDE POLIAMIDAS SOLUBLES AL AGUA i ARTÍCULOS CONSTRUIDOS CON LA MISMA Campo de la Invención La invención se relaciona con una trama no tejida que comprende una poliamida soluble al agua y con los artículos construidos con la misma. La poliamida soluble al agua se puede usar sola o en combinación con materiales que forman tramas termoplásticas convencionales, tales como polietileno, polipropileno, poliéster y poliamida insolubles 1 agua. La poliamida soluble al agua también se puede combinar con materiales biodegradables o selectivamente dispersables para formar las tramas no tejidas que tengan varias combinaciones o propiedades. Tales tramas solubles al agua tiene un uso en la fabricación de artículos absorbentes desechables, tales como pañales desechables, toallas sanitarias femeninas, productos para incontinencia y artículos de celulosa, tales como toallas y papeles tejidos, así como para tramas que pueden fusionarse con calor, solubles al agua para la industria textil. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las tramas enlazadas mediante hilado y fundidas mediante soplado típicamente comprenden polímeros no degradables e insolubles, tales como polietileno, polipropileno, poliéster y poliamida insolubles al agua. Tales tramas se usan en la fabricación de una variedad de productos desechables tales como pañales desechables, toallas sanitarias femeninas, ropa para operaciones, bolsas para lavandería, almohadas para cama, y lo similar. Tales artículos se diseñan para absorber y contener los fluidos corporales y/o proporcionar una barrera física para tales fluidos. Las tramas no tejidas biodegradables y solubles al agua pueden proporcionar algunas soluciones a los problemas ambientales relacionados con la eliminación de tales artículos . Las tramas que fundibles mediante calor se usan para una variedad de usos. En la industria textil, las tramas que se pueden fundir mediante calor se usan para sujetar piezas de tela, tales como parches para los bolsillos, en lugar de que sean cosidos. Estas tramas que se pueden fundir con calor también se usan para crear un dobladillo en los pantalones o para una variedad de aplicaciones artísticas ornamentales. Las tramas actualmente disponibles para tales usos, típicamente son de baja viscosidad a la temperatura de aplicación e insolubles al agua. Estos materiales al activarse con el calor, a menudo, empapan la pieza de trabajo usada, ocasionando que la tela llegue a ser rígida. A menudo la trama fundida empapada en la medida que falla para formar la unión pretendida y es necesario volverse a aplicar. Una trama no tejida soluble al agua que comprende un alcohol de polivinilo (PVOH) se enseña en la Patente Japonesa JP 59041260 concedida a Dever et al. La naodifición ael régimen de solubilidad al agua de un material a base de PVOH fundido mediante soplado que emplea dos diferentes tratamientos químicos se describe en Development and Evaluation of Water Soluble Melt Blo n Nonwovens, Dever, Benson y Pair, INDA JNR, Vol. 5, N° 2, publicado en 1993. El PVOH co o un polímero de base para la formación de una trama soluble al agua sufre de varias desventajas. Debido a su elevado punto de fusión y la deficiente estabilidad térmica, es muy difícil procesarlo térmicamente. Se requiere un extrusor, en lugar de únicamente un tanque de fusión, para procesar el PVOH en una trama. Adicional ente, una vez que la trama se forma, esta tiene deficientes propiedades de sellado térmico, de modo que será necesario que sea sellada con calor a temperaturas que afectan adversamente la integridad del substrato. La poliamida soluble al agua preparada de ácido adípico y de una diamina de polioxietileno es reportada por Fagerberg et al., en la Patente de los E.U.A. N° 3,882,090 y Speranza et al., en las Patentes Nos. 5,086,162, 5,324,812 y 5,118,785. Sin embargo, ninguna composición se ha usado para formar una trama no tejida soluble al agua o combinada con otras fibras para formar tramas no tejidas que muestran una variedad de propiedades . Los solicitantes han encontrado que ciertas poliamidas solubles al agua muestran características de lusión mejoradas para fabricar las tramas no tejidas enlazadas mediante hilado y fundidas con sopiado. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es una trama no tejida que comprende una poliamida soluble al agua y artículos construidos con la misma. La poliamida soluble al agua puede usarse sola o en combinación con materiales que forman una trama termoplástica convencional, tales como polietileno, polipropileno, poliéster y poliamida insolubles al agua. La poliamida soluble al agua se puede usar combinada con materiales biodegradables o selectivamente dispersables para formar tramas no tejidas que tengan varias combinaciones de las propiedades. La trama no tejida puede formarse mediante técnicas de enlace por hilado y fusión con soplado, así como también pueden fundirse mediante rociado o pueden ser una forma de dispersión acuosa. Además, la poliamida puede ser rociada o dispersada en agua para usarse como un aglutinante que une las fibras en procesos con aire o húmedos. Este aspecto es particularmente útil para aumentar la resistencia de los productos absorbentes celulósicos, tales como papel y toallas. La trama no tejida resultante puede usarse para formar laminados, tales como los encontrados en artículos desechables, para incorporar características hidrófilas y de solubilidad al agua en el producto. Tale sensibilidad al agua puede facilitar el reciclado y combinando los esfuerzos relacionados con el manejo de desechos sólidos así como también mejorar la transferencia y adquisición del fluido. Adicionalmente, las tramas no tejidas que comprenden una poliamida soluble al agua son útiles para hacer tramas que se pueden fundir con calor solubles al agua. Se prefiere la 4,7,10 trioxatridecano-1, 13-diamina debido a su baja temperatura de fusión. Puesto que la trama resultante se disolverá durante el lavado, de manera que la trama superará los problemas de las tramas fundibles mediante calor insolubles usadas para uniones temporales en la industria textil.

La presente invención es una trama no tejida que comprende una poliamida soluble al agua. Tal poliamida fue enseñada por las patentes de Fagerberg y Speranza mencionadas anteriormente, y se produce al reaccionar cuando menos una diamina de polialquilenglicol cuando menos con un ácido dicarboxílico o sus esteres. La diamina de polialquilenglicol tiene la fórmula: NH2- (CH2)«- (OCH2-CH2) -O- (CH2)X-NH2 en donde X varía de 2 a 3 y Y varía de 1 a 2. Ejemplos representativos incluyen a la diamina de trietilenglicol, en donde X = 2 y Y=l, y la diamina de etraetilenglicol, en donde X=2 y Y=2. Las diaminas comerciales incluyen la amina 148 Jeffamine© y la amina 192 Jeffamine®. La diamina preferida es 4, 7, 10-trioxatridecano-1,13-diamina (diamina TTD) , en donde X = 3 y Y =2. Los ácidos dicarboxílicos adecuados son aquellos que tienen de 5 a 36 átomos de carbono incluyendo el ácido adípico, el ácido pimétlico, el ácido azeláico, ácido sebácico, ácido dodecanodióico, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido t-butil-isoftálico, ácido de un dí ero y sus mezclas. También se pueden usar los esteres y anhídridos de estos ácidos. Se prefiere el ácido adípico. La amida de poliéter soluble al agua resultante preferiblemente tiene un punto de fusión aproximado de 190°C o menos, según sea el caso, cuando se hace reaccionar ácido adípico con la amina 148 Jeffamine®. Más preferiblemente, el punto de fusión es de aproximadamente 155°C o menos, según sea el caso, cuando se hace reaccionar el ácido adípico con la diamina TTD. Esta combinación particular origina una amida de poliéter soluble al agua procesada fácilmente, resistente, de fraguado más rápido. Una baja temperatura de fusión hace a esta combinación particularmente preferida para las tramas fundibles con calor. A menudo, fusionar mediante calor tales tramas a temperaturas superiores de los 150°C afectan adversamente la integridad de los substratos que van a ser unidos. La trama resultante es insoluble en un solvente de limpieza que produce el artículo (tela) que se limpia en seco, cuando sea necesario. La poliamida resultante puede formarse en una trama por medio de técnicas de enlace por hilado y fusión con soplado conocida. Alternativamente, la poliamida puede ser fundida mediante rociado o como una dispersión acuosa durante otros procesos de fabricación de tramas no tejidas tales como los procesos mediante aire o húmedos para unir o enlazar las fibras e impartir resistencia. La poliamida puede usarse sola o en una combinación con otros polímeros para crear una variedad de propiedades útiles en la trama resultante. Al combinar la poliamida soluble al agua con los polímeros insolubles convencionales, tales como polietileno, polipropileno, poliéster o una poliamida secuencialmente durante el proceso de formación de la trama, la trama resultante tendrá una matriz soluble al agua. Preferiblemente, el polímero insoluble se aplica para formar una trama discontinua. La poliamida soluble al agua luego se aplica a las regiones discontinuas, de manera que la trama resultante se disuelve en los sitios que la poliamida deja pequeñas porciones de partes intactas insolubles. Alternativamente, la poliamida soluble al agua puede aplicarse como una fase continua con regiones discontinuas del polímero insoluble. Esta técnica crea una trama que se puede fundir de costo bajo. Al combinar simultáneamente una oliamida soluble al agua cuando menos con un polímero insoluble, es posible crear tramas que tengan una característica hidrófita que no dispersa el agua. La poliamida puede ser combinada adicionalmente con materiales biodegradables o materiales selectivamente dispersables para crear tramas que tengan únicas combinaciones de las propiedades. Como en el caso de los polímeros más convencionales, dependiendo en el método, las secuencias y las proporciones con las que se combinaron, la trama puede ser dispersable en agua o puede no serlo. Si la poliamida se agrega secuencialmente durante el proceso de formación de la trama, cada material tiende a mantener sus propiedades no mezcladas, se considera combinar simultáneamente la poliamida en la fase de fusión cuando menos con otro polímero origina tramas con propiedades intermedias entre los polímeros no mezclados. El polímero presente a concentraciones mayores tiende a regir todas las propiedades de la trama no tejida. Los polímeros biodegradables útiles incluyen aquellos como los fotodegradables, los degradables microbiológica e hidrolíticamente, así como también los polímeros celulósicos, mientras que el polímero puede ser incorporado en una trama ya sea solo o combinado con un portador compatible. Ejemplos representativos incluyen el ácido poliláctico, polihidroxibutirato, polihidroxibutirato-"Valerato, polícaprolactona y sus mezclas. Polímeros selectivamente dispersables incluyen aquellos que son dispersables en un ambiente acuoso bajo condiciones preestablecidas, todavía no son dispersables en ambientes acuosos. Los ejemplos incluyen materiales que son insolubles en medios salinos o dispersables en medios alcalinos. Se prefieren para los artículos que pretenden absorber los fluidos corporales, los copoliésteres de Eastman AQ, que son dispersables en agua y todavía son insolubles en medios salinos. EJEMPLOS Ejemplo 1 Se produjo una poliamida soluble en agua al reaccionar ácido adípico con diamina TTD, de manera que la poliamida resultante tuviera una viscosidad aproximada de ,000 cps a 12,000 cps a una temperatura de 202.40°C (400°F), medido con un viscómetro Brookfield.

Preferiblemente, se utilizó un ácido esteárico a concentraciones aproximadas de .5 a 2% para controlar la viscosidad. Las condiciones de la reacción se mantuvieron a una temperatura aproximada de 202.40°C (400°F) o tan bajas como fue posible para asegurar que la poliamida resultante tuviera un color claro. La poliamida se roció con una pistola rociadora de fusión por calor Bayer and Otto para formar la trama no tejida. La poliamida fue enlazada previamente a __02.40°C (400°F) en un horno y fue rociada en un papel liberado, mientras que mantuvo una temperatura de aplicación que vario aproximadamente entre 196.90°C (390°F) a 202.40°C (400°F) . A una presión aproximada de 2.80 kg/cm2, el peso base de la trama fue 72.5 g/m2, mientras que a una presión de 4.20 kg/cm2, el peso baso se reduce a 33.9 g/m2. Los solicitantes suponen que la trama no tejida puede formarse con una trama enlazada con hilado o fundida con soplado formando un equipo a temperaturas que varían aproximadamente de 188.65°C (375°F) a 202.40°C (400°F). La poliamida también se uso para formar una trama no tejida con los aplicadores de roció de fusión con calor, fundidos con un soplado J&M a una temperatura de 202.40°C (400°F) . Ambas tramas fueron solubles rápidamente en agua de la llave, de manera que una pieza de 1" x 1" se solubilizará aproximadamente en 20 minutos sin agitación. Ejemplo 2 Se produjo una segunda poliamida con los mismos reactivos del Ejemplo 1, sin ácido esteárico, de manera que la viscosidad fue aproximadamente de 35,000 cps a 202.40°C (400°F) . La poliamida fue rociada con una pistola rociadora de fusión por calor Bayer and Otto a una temperatura aproximada de 202.40°C (400°F) . La base del peso puede ajustarse con la presión de aire como en el Ejemplo 1. La ?rama no tejida resultante similar a la trama no tejida enlazada mediante hilado convencional formada de un poliéster o polipropileno insoluble en agua, aún es rápidamente soluble en agua de la llave. Ejemplo 3 La poliamida del Ejemplo 2 se combinó con una poliamida insoluble al agua compatible, producida al reaccionar fundamentalmente un ácido de un dimero con una diamina de etileno, de manera que la viscosidad de la poliamida insolubie en agua fue aproximadamente de 58,000 cps a una temperatura de 202.40°C (400°F) . Las poliamidas se fusionaron y combinaron a una proporción de 4 partes de la poliamida soluble en agua con 1 parte de la poliamida insoluble y una proporción de 1 parte de la poliamida soluble en agua de 4 partes de la poliamida insoluble en agua. Las poliamidas mezcladas luego son rociadas con una pistola rociadora Bayer and Otto a una temperatura que varía aproximadamente de 207.90°C (410°F) a 213.40°C (420°F,? para formar una trama similar a la trama no tejida enlazada por hilado o fusionada por soplado convencional. La trama formada de 4 partes de una poliamida soluble en agua rápidamente se dispersa en agua de la llave. La trama formada de 1 parte de la poliamida soluble en agua no se dispersa en el agua, todavía es hidrófila. Por lo tanto, las mezclas de pequeñas concentraciones de polímeros solubles en agua con polímeros "•tiles son útiles para impartir características hidrófitas a las tramas no tejidas. Esto es particularmente útil para crear zonas hidrófilas en una línea para los productos absorbentes desechables. Ejemplo 4 Un copoliéster de Eastman AQ que tiene una viscosidad intrínseca de aproximadamente de .2 se roció en ambos lados de la trama soluble en agua formada en el Ejemplo 1. Los copoliésteres de Eastman AQ son solubles en agua, e insolubles todavía en fluidos corporales y medios salinos. La trama resultante se disperso en agua y todavía no es dispersable al sumergirlo en un medio salino durante 45 minutos . Ejemplo 5: La poliamida soluble en agua del Ejemplo 1 se roció simultáneamente con un polímero biodegradable experimental, un Poliéster 14766 de Eastman para formar una trama no tejida fusionada. Al colocar la trama en agua, se observó alguna dilución, la trama todavía permanece intacta debido a la presencia del poliéster. Esta combinación es particularmente preferida para pañales desechables, en relación con una solución posible para los problemas del manejo de desechos sólidos. Cuando la poliamida soluble en agua se combina secuencialmente con el Poliéster 14766 de Eastman, las tramas discretas pueden ser fácilmente separadas una de la otra. Los Solicitantes suponen que la poliamida puede ser rociada simultáneamente con cualquier polímero insoluble al agua que sea adecuado para los procesos formadores de la trama. Ejemplo 6 Las tramas solubles en agua de los Ejemplos 1 y 2 pueden ser fusionadas con calor. Los Ejemplos 3-5 también pueden fusionarse con calor, pero no serán 100% solubles. Con el fin de comparar las propiedades de la trama soluble en agua de la presente invención, se comparó con la trama a base de PVOH. Aunque la tramas no tejidas que comprenden PVOH son conocidas, tales tramas no están comercialmente disponibles. Los solicitantes intentan crear una trama no tejida con aplicaciones de rocío de fusión con calor como en los Ejemplo 1-5. Vinex 2019, una trama a base de PVOH comercialmente disponible por Air Products se calentó a 170°C. Después de 30 minutos el Vinex 2019 se volvió café claro debido a la degradación. Puesto que el material no pudo fluir a 170°C, la temperatura se incrementó aproximadamente a 210°C, con la cual el Vinex volvió muy obscura en apariencia y fue ahumada. Por lo tanto, estos intentos no fueron exitosos debido a la deficiente estabilidad térmica y procesabiíidad del PVOH. Puesto que la trama no tejida no se pudo formar con PVOH sin el equipo de extrusión de fusión con soplado ¿nseñado por Dever, Benson y Pair en la publicación INDA, mencionada anteriormente, los solicitantes formaron una película de una emulsión acuosa para comparar las propiedades de sellado térmico. Se usaron 15% de una solución acuosa de Vinex 2019 y 15% una solución acuosa de una poliamida soluble en agua del EjempLo 1 en las capas de fundición. Al secar: , el espesor resultante de las capas fue aproximadamente de 1 a 2 milésimas de pulgada. Las capas se cortaron en piezas y se usaron para papel copia estándar sellado mediante calor con una pequeña parte de hierro. La Tabla 1 representa los resultados de los enlaces sellados con calor y estos demostraron que se incrementaron las propiedades de la poliamida soluble en agua con relación al PVOH. TABLA 1 TEMPERATURA TIEMPO RESULTADO 141.90-150.15°C 1 Minuto El producto Vinex no se enlazo (290-305°F) en el papel. No se adherió en el lado en que fue presionado con hierro, pero se desprendió fácilmente cuando se enfrió. No se desgarro la fibra. 141.90-150.15°C 1 Minuto El Ejemplo 1 proporcionó un (290-305°F) o 30 seg. excelente enlace o unión. 196 Proporcionando un desgarre en la fibra 196.90-207.90°C 1 Minuto El producto Vinex 2019 390-410°F únicamente se unió a un lado del papel el cual estuvo directamente en contacto con el hierro, pero no se enlazo al papel en ambos lados. TABLA 1 (Continuación) TEMPERATURA TIEMPO RESULTADO 196.90-207.90°C 30 seg. El Ejemplo 1 proporciono (390-410°F) excelentes uniones y se desgarro la fibra.

Claims (12)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se considera de nuestra propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES 1. Una trama no tejida que comprende una amida de poliéter soluble en agua. 2. Una trama no tejida de la reivindicación 1, en donde la amida de poliéter soluble en agua se produce al reaccionar cuando menos una diamina de polialquilenglicol cuando menos con un ácido decarboxílico o sus esteres, en donde la diamina de polialquilenglicol tiene la fórmula: NH2- (CH2)X- (0CH2-CH2) -O- (CH2)X-NH2 en donde X varía de 2 a 3 y Y varía de 1 a
2. 2.
3. 3. La trama no tejida de la reivindicación 2 en donde cuando menos una de las diaminas de polialquilenglicol es 4,7, 10-trioxatridecano-l, 13-diamina.
4. 4. La trama no tejida de la reivindicación 1, que además comprende cuando menos un polímero seleccionado del grupo que consiste de un polímero biodegradable, un polímero insoluble al agua y un polímero selectivamente dispersable.
5. 5. La trama no tejida de la reivindicación 5, en donde el polímero insoluble en agua se selecciona del grupo que consiste de polietileno, polipropileno, poliéster, poliamida y sus mezclas.
6. 6. La trama no tejida de la reivindicación 5, en donde el polímero insoluble en agua se selecciona del grupo que consiste de polietileno, polipropileno, poliéster, poliamida y sus mezclas.
7. 7. La trama no tejida de la reivindicación 1, en donde la trama es fundible con calor.
8. 8. El artículo absorbente desechable que comprende la trama no tejida de la reivindicación 1,5 o 7.
9. 9. El artículo de la reivindicación 9, en donde dicho artículo se selecciona del grupo que consiste de pañales desechables, toallas sanitarias femeninas, ropa para operaciones, almohadas para camas y lo similar.
10. 10. Un artículo desechable dispersable que comprende una trama no tejida que tiene porciones de cuando menos una poliamida soluble en agua y porciones de una polímero insoluble en agua en contacto mutuo.
11. 11. Un artículo desechable dispersable de la reivindicación 18, en donde las porciones de poliamida solubles en agua forman una matriz continua.
12. 12. Un artículo desechable dispersable de la reivindicación 18, en donde dichas porciones de poliamida solubles en agua rodean substancialmente las porciones del polímero insoluble en agua.