MX2008011673A

MX2008011673A - Metodo para formar una estructura fibrosa que comprende fibras sinteticas y agentes hidrofilizantes.

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Publication number: MX2008011673A
Application number: MX2008011673A
Authority: MX
Inventors: Dean Van Phan; Paul Dennis Trokhan; Osman Polat; Alan Howard Ullman
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-09-22
Also published as: CA2648004A1; WO2007123703A3; EP2002053A2; WO2007123703A2; US20070232178A1

Abstract

Un método para formar una estructura fibrosa de tela no tejida que comprende una pluralidad de fibras sintéticas. El método utiliza un agente hidrofilizante. Las fibras sintéticas pueden asociarse con uno o más agente hidrofilizantes.

Description

MÉTODO PARA FORMAR UNA ESTRUCTURA FIBROSA QUE COMPRENDE FIBRAS SINTÉTICAS Y AGENTES HIDROFILIZANTES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para formar estructuras fibrosas que comprenden fibras sintéticas. El método utiliza también un agente hidrofilizante.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las estructuras fibrosas, tales como las tramas de papel, son conocidas en la industria y en la actualidad son de uso común para toallas de papel, papel higiénico, servilletas, toallitas limpiadoras húmedas y lo similar. En la fabricación de papel se han utilizado diversas fibras naturales, incluyendo fibras celulósicas, además de variadas fibras sintéticas. El papel para toallas faciales común puede comprender, principalmente, fibras naturales. Prácticamente todas las fibras naturales utilizadas para el papel para toallas faciales pueden derivarse de los árboles. Pueden utilizarse muchas especies, inclusive maderas blandas que contienen fibras largas (coniferas o gimnospermas) y maderas duras que contienen fibras cortas (caducifolios o angiospermas). A pesar de una gran variedad de tipos de fibras naturales, el uso de las fibras naturales derivadas de la madera de los árboles puede ser limitante cuando se utilizan exclusivamente en pañuelos de papel y toallas desechables. Las fibras de madera pueden tener un módulo seco alto y un diámetro relativamente grande y, en consecuencia, para algunos usos, su rigidez puede ser mayor que la deseada. Esas fibras de alta rigidez pueden producir tejidos rígidos sin suavidad. Además, cuando están secas, las fibras de madera pueden tener una indeseable rigidez relativamente alta y ello afecta negativamente la suavidad del producto, y cuando están húmedas, pueden tener una baja rigidez debido a la hidratación y ello puede producir una baja absorbencia del producto resultante. El uso de las fibras de madera también puede estar limitado debido a que su geometría o morfología no puede "diseñarse" de forma significativa. El uso de fibras sintéticas que tienen la capacidad de fundirse térmicamente entre sí o con las fibras naturales es una manera óptima para superar las limitaciones de las fibras naturales mencionadas anteriormente. Las fibras de madera naturales no son termoplásticas y, por lo tanto, no pueden unirse térmicamente a otras fibras. Los polímeros termoplásticos sintéticos pueden formarse en fibras de varios diámetros, incluso en fibras muy pequeñas. Asimismo, las fibras sintéticas pueden formarse de tal manera que su módulo sea inferior al de las fibras naturales. De esta manera, una fibra sintética puede elaborarse con muy poca rigidez y ello puede aumentar la suavidad del producto. Además, las secciones transversales funcionales de las fibras sintéticas pueden microdiseñarse durante el proceso de hilatura. Las fibras sintéticas también pueden diseñarse para que mantengan el módulo cuando se humedezcan y, por lo tanto, para que las tramas fabricadas con estas fibras resistan el plegado durante las tareas de absorbencia. Además, el uso de fibras sintéticas puede ayudar a la formación de una trama o a su uniformidad. Por consiguiente, el uso de fibras sintéticas térmicamente unidas en pañuelos de papel y productos de toalla puede producir una red sólida de fibras muy flexibles (adecuadas para la suavidad) unidas por enlaces muy elásticos y resistentes al agua (adecuados para la suavidad y la resistencia en húmedo). Sin embargo, el uso de fibras sintéticas puede tener algunas limitaciones. Por lo general, las fibras sintéticas pueden ser hidrófobas. Por ello, la suspensión de las fibras sintéticas hidrófobas en un portador fluido durante el proceso de fabricación de papel puede producir una pulpa en la cual las fibras sintéticas hidrófobas están aglomeradas entre sí. Una estructura fibrosa creada a partir de dicha pulpa puede tener áreas de alta rigidez cuando está seca y áreas de baja rigidez cuando está húmeda. Por consiguiente, cuando la estructura fibrosa está húmeda es posible que no se obtengan los beneficios de utilizar fibras sintéticas para mantener el módulo de la estructura fibrosa. Además, el carácter hidrófobo de las fibras sintéticas puede superar el carácter generalmente hidrófilo de las fibras naturales. Esto, a su vez, puede tener un impacto negativo en la estructura fibrosa y reducir la absorbencia o la velocidad de absorción de la estructura general. En la industria se conoce una amplia variedad de agentes hidrofilizantes para utilizar en procesos domésticos e industriales para el tratamiento de telas, tales como el lavado o el secado de telas en secadores de prendas por aire caliente y lo similar, y convencionalmente se hace referencia a ellos en campos tales como los de "polímeros de liberación de suciedad" (SRP, por sus siglas en inglés) o "agentes de liberación de suciedad" (SRA, por sus siglas en inglés). Se han comercializado varios agentes hidrofilizantes oligoméricos y poliméricos y se conocen por su uso como compuestos de liberación de suciedad en composiciones detergentes y artículos y composiciones suavizantes de telas/antiestática. Los agentes hidrofilizantes utilizados en aplicaciones de lavandería generalmente se usan para el tratamiento previo o posterior de las telas tejidas. Las telas tejidas pretratadas con agentes hidrofilizantes pueden exhibir características de protección de manchas mientras que las telas tejidas tratadas posteriormente con agentes hidrofilizantes pueden exhibir características de liberación de manchas. Las telas tejidas pueden lavarse varias veces y retener sus características de protección y liberación de manchas. Tales agentes hidrofilizantes que comprenden una "cadena principal" de éster oligomérico o polimérico se mencionan a veces como "ésteres de liberación de suciedad" (SRE, por sus siglas en inglés). Los agentes hidrofilizantes también pueden asociarse con fibras sintéticas en una estructura fibrosa de tela no tejida. Se ha descubierto que el uso de un agente hidrofilizante para asociarse con las fibras sintéticas de una estructura fibrosa de tela no tejida puede ser adecuado para superar una o varias de las desventajas mencionadas anteriormente relacionadas con el uso de fibras sintéticas. Se ha descubierto que la asociación entre los agentes hidrofilizantes y las fibras sintéticas puede ser útil para que las fibras sintéticas muestren características hidrófilas, y de ese modo, superen la naturaleza hidrófoba general de las fibras sintéticas. Esto puede permitir que las fibras sintéticas se dispersen por la estructura fibrosa de tela no tejida en lugar de aglomerarse entre sí y puede ayudar a que la distribución de las fibras en las tramas que también comprenden fibras naturales sea más homogénea. Una distribución uniforme de fibras sintéticas que se han asociado con agentes hidrofilizantes combinados con fibras naturales puede producir también una estructura fibrosa de naturaliza hidrófila. Una estructura fibrosa de naturaleza hidrófila puede exhibir un aumento en la absorbencia o en la velocidad de absorción de fluidos. Por ello, el uso de agentes hidrofilizantes puede producir un impacto positivo en la absorbencia o en la velocidad de absorción de la estructura fibrosa de la tela no tejida. Sería deseable proveer un método para asociar fibras sintéticas con uno o más agentes hidrofilizantes. Sería deseable proveer una combinación de fibras sintéticas asociadas con uno o más agentes hidrofilizantes. Sería deseable proveer una estructura fibrosa en la cual la velocidad de absorción sea aceptable para los consumidores de la estructura fibrosa.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN Uso de varios agentes hidrofilizantes como auxiliares de procesamiento durante la fabricación de tramas fibrosas. La presente invención se refiere también a una pulpa que comprende una pluralidad de fibras sintéticas y uno o más agentes hidrofilizantes. La pulpa puede comprender también fibras naturales. Las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante pueden comprender una asociación duradera. En un ejemplo de la presente invención se provee un método para fabricar una estructura fibrosa de tela no tejida; esa estructura fibrosa comprende una pluralidad de fibras sintéticas que comprenden un polímero; ese método comprende el paso de combinar esas fibras sintéticas con al menos un agente hidrofilizante para formar una combinación, en donde ese polímero y ese agente hidrofilizante comprenden segmentos complementarios capaces de asociarse o que se asocian entre sí. En otro ejemplo de la presente invención se provee una mezcla que comprende: a) Una pluralidad de fibras sintéticas que comprenden un polímero; y b) un agente hidrofilizante; en donde ese polímero y ese agente hidrofilizante comprenden segmentos complementarios capaces de asociarse entre sí. En otro ejemplo de la presente invención se provee una pulpa que comprende: a) una pluralidad de fibras sintéticas que comprenden un polímero; b) un agente hidrofilizante; y c) agua; en donde ese polímero y ese agente hidrofilizante comprenden segmentos complementarios capaces de asociarse entre sí. El agente hidrofilizante puede comprender materiales seleccionados del grupo que comprende poliéster, poli(etoxilato), óxido de polietileno, polioxietileno, polietilenglicol, polipropilenglicol, tereftalato, óxido de polipropileno, tereftalato de polietileno, tereftalato de polioxietileno, siloxano etoxilado y combinaciones de éstos. El agente hidrofilizante puede tener de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 grupos etoxilados. Un método para fabricar una estructura fibrosa de tela no tejida que comprende una pluralidad de fibras sintéticas y al menos un agente hidrofilizante puede comprender el paso de combinar las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante. El método para fabricar la estructura fibrosa de tela no tejida puede ser un proceso de tendido al aire. En otra modalidad, el método puede ser un proceso de tendido en húmedo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 representa una concepción artística de la asociación entre un agente hidrofilizante dimérico y una fibra sintética. La Figura 2 representa una vista esquemática de una modalidad de un proceso de tendido en húmedo de la presente invención. La Figura 3 representa una vista esquemática plana de una modalidad de una estructura fibrosa de la presente invención en la cual las fibras sintéticas están distribuidas en un patrón no aleatorio. La Figura 4 representa una vista esquemática plana de una modalidad de una estructura fibrosa de la presente invención en la cual las fibras sintéticas y las fibras naturales están distribuidas aleatoriamente en toda la estructura fibrosa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se utiliza en la presente, los siguientes términos tienen los siguientes significados. "Peso base" se refiere al peso (medido en gramos) de una unidad de área (por lo general medida en metros cuadrados) de la estructura fibrosa que se toma en el plano de ésta. El tamaño y la forma de la unidad de área cuyo peso base se mide depende de los tamaños y formas relativas y absolutas de las regiones que tienen pesos bases diferentes. "Aglutinante" o "material aglutinante" se refiere a las diversas resinas de resistencia en húmedo y seco y a las resinas auxiliares de retención conocidas en la industria de fabricación de papel. "Masa lineal" se refiere al peso por unidad de longitud de fibra expresado como miligramos por 100 m, tal como se estipula en el método TAPPI T 234 cm-02. "Fibras unidas" se refiere a dos o más fibras fundidas o adheridas entre sí por medio de fusión, encolado o envoltura o unidas de cualquier otra forma mientras conservan sus respectivas características individuales. "Agente hidrofilizante" puede describirse en sentido amplio como aquel agente que comprende "cadenas principales" oligoméricas o poliméricas que son sustituyentes hidrófilos añadidos. En la presente, "oligomérico" se refiere a una molécula polimérica con menos de 10 unidades de repetición, tales como dímeros, trímeros, tetrámeros, etc. En la presente, "polimérico" se refiere a una molécula con más de 10 unidades de repetición. En la industria de la detergencia se conoce una gran variedad de dichos agentes, tal como se mencionó anteriormente, útiles como compuestos de liberación de suciedad. La fabricación de dichos agentes no forma parte de esta invención. Puede hacerse referencia a una serie de patentes que describen con mayor detalle tales componentes, además de su método de síntesis, tal como se describe en adelante. En el proceso mejorado descrito en la presente invención se utilizan dichos compuestos y sus equivalentes. En las condiciones de uso preferidas en la presente, tales componentes son comúnmente solubles en agua o dispersables en agua, por ejemplo, en una pulpa de fibras que comprende un medio portador acuoso; condiciones de operación: 20 °C - 90 °C; niveles de uso de aproximadamente 0.001 % a aproximadamente 20 % en peso de la fibra; proporción en peso del agente hidrofilizante: fibra hidrófoba en la pulpa de aproximadamente 0.0001 :1 a aproximadamente 1 :1. "Miembro de moldeo" se refiere a un elemento estructural que puede utilizarse como soporte para una trama embrionaria que comprende una pluralidad de fibras naturales y una pluralidad de fibras sintéticas, además de una unidad formadora para formar o "moldear" una geometría deseada para la estructura fibrosa de la presente invención. El miembro de moldeo puede comprender cualquier elemento que tenga áreas permeables a líquidos y la capacidad para impartir un patrón tridimensional a la estructura que se está fabricando en él e incluye, sin limitarse a, estructuras de una sola capa y de capas múltiples que comprenden una placa fija, una cinta, una tela no tejida (inclusive patrones tejidos del tipo Jacquard y lo similar), una banda y un rodillo. "Tela no tejida" se refiere a una estructura fibrosa hecha de un conjunto de fibras continuas, fibras coextrudidas, fibras discontinuas y combinaciones de éstas, sin tramado o tejido, mediante procesos tales como unión por hilado, cardado, fusión por soplado, tendido al aire, tendido en húmedo, coformado u otros procesos conocidos en la industria para tales fines. La estructura de tela no tejida puede comprender una o más capas de tales conjuntos fibrosos, en donde cada capa puede incluir fibras continuas, fibras coextruidas, fibras discontinuas y combinaciones de éstas. "Redistribución" significa que al menos algunas fibras de la pluralidad de fibras sintéticas comprendidas en la estructura fibrosa unitaria de la presente invención se funden, se mueven, encogen o de cualquier otra forma y> al menos en parte, cambian su posición, condición o forma inicial en la trama. "Temperatura de redistribución" se refiere a la temperatura o al rango de temperatura por el cual al menos una porción de la pluralidad de fibras sintéticas que comprende la estructura fibrosa de la presente invención se funde, se mueve al menos parcialmente, se encoge o de otra manera cambia su posición, condición o forma inicial en la trama de modo que una porción de la pluralidad de fibras sintéticas se "redistribuye" en la estructura fibrosa de tal manera que las fibras sintéticas formen un patrón de repetición no aleatorio en toda la estructura fibrosa. "Elemento de refuerzo" se refiere a un elemento en algunas modalidades del miembro de moldeo que sirve principalmente para proveer o facilitar la integridad, estabilidad y durabilidad del miembro de moldeo que comprende, por ejemplo, un material resinoso. El elemento de refuerzo puede ser total o parcialmente permeable a líquidos, puede tener diversas modalidades y patrones de tejido y puede comprender diversos materiales, tales como una pluralidad de hilos entretejidos (inclusive patrones tejidos del tipo Jacquard y lo similar), un fieltro, un plástico, otro material sintético adecuado y cualquier combinación de éstos. "Estructura fibrosa unitaria" o "estructura fibrosa" se refiere a un arreglo de trama que comprende una pluralidad de fibras sintéticas enmarañadas para formar un producto de una sola lámina que tiene ciertas propiedades geométricas, físicas y estéticas microscópicas predeterminadas. La estructura fibrosa también puede comprender fibras naturales. Las fibras sintéticas o naturales pueden estar estratificadas, tal como se conoce en la industria, en la estructura fibrosa unitaria. La estructura fibrosa puede ser una tela no tejida. La estructura fibrosa puede ser útil como una trama para niveles de tejido de papel (es decir, productos higiénicos de papel para toallas faciales), tales como papel higiénico, toallas de papel, servilletas, toallas faciales, productos sanitarios tales como paños y artículos absorbentes tales como pañales, protectores femeninos y artículos para la incontinencia. La estructura fibrosa puede ser desechable. La estructura fibrosa de la presente invención se puede incorporar en un artículo, tal como un producto higiénico de papel tisú de una sola hoja o de múltiples hojas. La estructura fibrosa de la presente invención puede ser estratificada u homogénea.

Estructura fibrosa La estructura fibrosa de la presente invención puede ser de diferentes formas. La estructura fibrosa puede comprender 100 % de fibras sintéticas o puede ser una combinación de fibras sintéticas y fibras naturales. En una modalidad de la presente invención, la estructura fibrosa puede incluir una o más capas de una pluralidad de fibras sintéticas mezclada con una pluralidad de fibras naturales. La mezcla entre las fibras sintéticas y las fibras naturales puede ser relativamente homogénea en el sentido de que las fibras diferentes pueden dispersarse generalmente de manera aleatoria por toda la capa. La mezcla de fibras puede estructurarse de tal manera que las fibras sintéticas y las fibras naturales queden dispuestas en una forma generalmente no aleatoria. En una modalidad, la estructura fibrosa puede incluir al menos una capa que comprende una pluralidad de fibras naturales y al menos una capa adyacente que comprende una pluralidad de fibras sintéticas. En otra modalidad, la estructura fibrosa puede incluir al menos una capa que comprende una pluralidad de fibras sintéticas mezcladas homogéneamente con una pluralidad de fibras naturales y al menos una capa adyacente que comprende una pluralidad de fibras naturales. En una modalidad alternativa, la estructura fibrosa puede incluir al menos una capa que comprende una pluralidad de fibras naturales y al menos una capa adyacente que puede comprender una mezcla de una pluralidad fibras sintéticas y una pluralidad de fibras naturales en la cual las fibras sintéticas y las fibras naturales pueden estar dispuestas en una forma generalmente no aleatoria. Además, una o más capas de fibras naturales y fibras sintéticas mezcladas pueden estar expuestas a manipulación durante o después de la formación de la estructura fibrosa para dispersar la capa o capas de fibras naturales y sintéticas mezcladas en un patrón predeterminado u otro patrón no aleatorio. Dicho patrón puede ser un patrón de repetición. Ejemplos de fibras naturales pueden incluir fibras naturales celulósicas, tales como fibras de fuentes de madera dura, fuentes de madera blanda, u otras plantas no leñosas. Las fibras naturales pueden comprender celulosa, almidón y combinaciones de éstos. Algunos ejemplos no limitantes de fibras naturales celulósicas adecuadas incluyen pulpa de madera, madera blanda típica del norte kraft, madera blanda típica del sur kraft, pulpa quimiotermomecánica típica, pulpa destintada típica, pulpa de maíz, acacia, eucalipto, álamo, pulpa de caña, abedul, arce, pino radiata y combinaciones de éstos. Otras fuentes de fibras naturales de plantas incluyen, pero no se limitan a, albardina, esparto, trigo, arroz, maíz, caña de azúcar, papiro, yute, caña, sabia, rafia, bambú, sisal, cáñamo de la India, cáñamo de Manila, cáñamo de Bengala, liocel, algodón, cáñamo, lino, ramio y combinaciones de éstos. Otras fibras naturales pueden incluir fibras de otras fuentes naturales no vegetales, tales como plumón, plumas, seda y combinaciones de éstos. Las fibras naturales pueden tratarse o de cualquier otra forma modificarse mecánica o químicamente para proporcionar las características deseadas, o pueden estar en una forma generalmente similar a la forma en que se pueden encontrar en la naturaleza. La manipulación mecánica y/o química de las fibras naturales no las excluye de lo que se considera fibras naturales con respecto al desarrollo descrito en la presente. Las fibras sintéticas pueden ser cualquier material tal como, pero sin limitarse a, aquellos seleccionados del grupo que comprende poliésteres, polipropilenos, polietilenos, poliéteres, poliamidas, polihidroxialcanoatos, polisacáridos y combinaciones de éstos. La fibra sintética puede comprender un polímero. El polímero puede ser cualquier material tal como, pero sin limitarse a, aquellos seleccionados del grupo que comprende poliésteres, poliamidas, polihidroxialcanoatos, polisacáridos, y combinaciones de éstos. Más específicamente, el material del segmento del polímero puede seleccionarse del grupo que comprende poli(etilen tereftalato), poli(butilen tereftalato), poli(1 ,4-ciclohexilen dimetilen tereftalato), copolímeros de ácido isoftálico (p. ej., copolímero de tereftalato ciclohexilen-dimetilen isoftalato), copolímeros de etilenglicol (p. ej., copolímero de etilentereftalato ciclohexilen-dimetileno), policaprolactona, poli(éster de hidroxileter), poli(amida de hidroxileter), poliesteramida, poli(ácido láctico), polihidroxibutirato y combinaciones de éstos. El polímero puede comprender un segmento, tal como un segmento del polímero que puede ser complementario a un agente h id rofil izante o a un segmento de éste. La porción del segmento del polímero complementario a un agente hidrofilizante puede facilitar la asociación entre la fibra sintética y el agente hidrofilizante. El segmento complementario puede comprender un segmento de poliéster. El segmento de poliéster puede comprender también un segmento de tereftalato de polietileno. El segmento complementario del polímero puede estar ubicado en la superficie de la fibra sintética. Ese puede ser el caso en el cual la fibra sintética puede ser una fibra bicomponente que comprende un núcleo y una superficie externa. Además, las fibras sintéticas pueden ser de un único componente (es decir, un único material sintético o mezcla que compone la fibra completa), bicomponentes (es decir, la fibra se divide en regiones que incluyen dos o más materiales sintéticos diferentes o mezclas de éstos y pueden incluir fibras coextruidas) y combinaciones de éstos. También es posible usar fibras bicomponentes o simplemente polímeros bicomponentes o con estructura envolvente. Estas fibras bicomponentes se pueden usar como una fibra componente de la estructura o pueden estar presentes para funcionar como aglutinante de las otras fibras del material de tela no tejida. Algunas o todas las fibras sintéticas pueden tratarse antes, durante o después del proceso de la presente invención para cambiar cualquiera de sus propiedades. Por ejemplo, en ciertas realizaciones puede ser deseable tratar las fibras sintéticas antes o durante el proceso de elaboración del papel para hacerlas más hidrófitas, más humectantes, etc. En determinadas realizaciones de la presente invención, puede ser deseable tener combinaciones especiales de fibras para proveer las características deseadas. Por ejemplo, puede ser deseable tener fibras de determinada longitud, ancho, masa lineal, u otras características combinadas, en ciertas capas o separadas entre sí. Las fibras pueden tener una longitud promedio mayor que aproximadamente 0.20 mm. Las fibras pueden tener una longitud promedio de aproximadamente 0.20, 0.30 ó 0.40 mm a aproximadamente 0.60, 0.80 ó 10.0 mm. Las fibras pueden tener un ancho promedio mayor que aproximadamente 5 micrómetros. Las fibras pueden tener un ancho promedio de aproximadamente 5 micrómetros a aproximadamente 50 micrómetros. Las fibras pueden tener una masa lineal mayor que aproximadamente 5 mg/100 m. Las fibras pueden tener una masa lineal de aproximadamente 5 mg/100 m a aproximadamente 75 mg/100 m. Individualmente, las fibras pueden tener ciertas características deseadas. La estructura fibrosa puede comprender también un material aglutinante. La estructura fibrosa puede comprender de aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 1 %, 3 % ó 5 % en peso de un material aglutinante seleccionado del grupo que comprende resinas de resistencia en húmedo permanente, resinas de resistencia en húmedo temporal, resinas de resistencia en seco, resinas auxiliares de retención y combinaciones de éstas. Si se desea que la resistencia en húmedo sea permanente, el material aglutinante puede seleccionarse del grupo que comprende poliamida-epiclorhidrina, poliacrilamidas, látex de estireno-butadieno, alcohol polivinílico insolubilizado, urea formaldehído, polietilenimina, polímeros de quitosana y combinaciones de éstos. Si se desea que la resistencia en húmedo sea temporal, el material aglutinante puede seleccionarse del grupo de resinas de resistencia en húmedo temporal basadas en almidón que comprenden resinas catiónicas de dialdehídos basadas en almidón, almidón dialdehído y combinaciones de éstos. También puede utilizarse la resina descrita en la patente de los EE.UU. núm. 4,981 ,557. Si se desea obtener resistencia en seco, el material aglutinante puede seleccionarse del grupo que comprende poliacrilamida, almidón, alcohol polivinílico, goma guar o goma de grano de algarrobo, látex de poliacrilato, carboximetilcelulosa y combinaciones de éstos. También se puede utilizar un material aglutinante de látex. Dicho aglutinante de látex puede tener una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 0 °C, -10 °C ó -20 °C a aproximadamente -40 °C, -60 °C ó -80 °C. Algunos ejemplos de aglutinantes de látex que pueden utilizarse incluyen, pero no se limitan a, polímeros y copolímeros de ésteres de acrilato comúnmente conocidos como polímeros acrílicos, copolímeros de vinil acetato-etileno, copolímeros de estireno-butadieno, polímeros de cloruro de vinilo, polímeros de cloruro de vinilideno, copolímeros de cloruro de vinilo-cloruro de vinilideno, copolímeros de acrilonitrilo, copolímeros de acrílico-etileno y combinaciones de éstos. Las emulsiones en agua de estos aglutinantes de látex generalmente contienen surfactantes. Estos surfactantes pueden modificarse durante el secado y curado de tal manera que pierdan la capacidad de rehumedecerse.

Los métodos de aplicación del material aglutinante pueden incluir emulsión acuosa, adición en la parte húmeda, rociado e impresión. Al menos una cantidad efectiva de material aglutinante puede aplicarse a la estructura fibrosa. En la estructura fibrosa puede retenerse una cantidad de aproximadamente 0.01 % a aproximadamente 1.0 %, 3.0 % ó 5.0 %, calculado sobre una base de peso de fibra seca. El material aglutinante puede aplicarse a la estructura fibrosa en un patrón intermitente que generalmente cubre menos de aproximadamente 50 % del área de superficie de la estructura. El material aglutinante también puede aplicarse a la estructura fibrosa en un patrón que generalmente cubre más de aproximadamente 50 % de la estructura fibrosa. El material aglutinante puede estar distribuido en la estructura fibrosa de manera aleatoria. Alternativamente, el material aglutinante puede estar ubicado en la estructura fibrosa en un patrón de repetición no aleatorio. Información adicional relacionada con la estructura fibrosa puede encontrarse en las publicaciones de patentes de los EE.UU. núms. 2004/0154768 y 2004/0157524 y en las patentes de los EE.UU. núms. 4,588,457; 5,397,435 y 5,405,501. Con la estructura fibrosa de la presente invención pueden elaborarse diversos productos. Los productos resultantes pueden ser desechables. Los productos resultantes pueden utilizarse en filtros para aire, aceite y agua; filtros para aspiradoras; filtros para horno; mascarillas quirúrgicas; filtros para café, bolsitas de té o de café; materiales para aislamiento térmico y materiales para aislamiento sonoro; telas no tejidas para productos sanitarios de un solo uso, tales como toallitas, pañales, protectores femeninos y artículos para la incontinencia; telas biodegradables para una mayor absorción de la humedad y suavidad de uso, tales como telas de microfibra o telas permeables; una trama estructurada con carga electrostática para recolectar y limpiar el polvo; refuerzos y tramas para papeles gruesos, tales como papel para envolver, papel para escribir, papel prensa, cartón corrugado y tramas para niveles de tejido de papel que se pueden utilizar en la limpieza de superficies duras, alimentos, objetos inanimados, juguetes y partes del cuerpo, tales como papel higiénico, toallas de papel, servilletas, toallas faciales y paños; usos médicos tales como paños quirúrgicos, apositos para heridas, vendajes y parches dérmicos. La estructura fibrosa puede incluir también absorbentes de olores, repelentes de termitas, insecticidas, rodenticidas, y lo similar para usos específicos. El producto obtenido puede absorber agua y aceite y puede usarse en la limpieza de derrames de aceite o de agua, o para la retención o liberación controlada de agua en aplicaciones agrícolas u hortícolas.

Paño Tal como se describió anteriormente, la estructura fibrosa puede utilizarse para formar un paño. "Paño" puede ser un término general para describir una pieza de material, generalmente, un material de tela no tejida, utilizado para limpiar superficies duras, alimentos, objetos inanimados, juguetes y partes del cuerpo. En especial, muchos paños actualmente disponibles pueden estar destinados a la limpieza de la zona perianal después de la defecación. Otros paños pueden estar destinados a la limpieza del rostro u otras partes del cuerpo. Los paños múltiples pueden estar unidos entre sí por algún método adecuado para formar una manopla. El material con el cual se hace un paño debe ser suficientemente fuerte para resistir la rotura durante el uso normal, además de ser suave para la piel del usuario, tal como la delicada piel de un niño. Además, el material debe tener al menos la capacidad de mantener su forma mientras dure el proceso de limpieza. Los paños generalmente pueden tener una dimensión suficiente para permitir su manejo adecuado. Por lo general, el paño puede cortarse o doblarse a tales dimensiones como parte del proceso de fabricación. En algunos casos, el paño puede cortarse en porciones individuales para proveer paños separados que frecuentemente se apilan e intercalan en un empaque para consumo. En otras modalidades, los paños pueden estar en forma de trama, en donde la trama ha sido cortada a lo largo y plegada a un ancho predeterminado, y está provista de medios (p. ej., perforaciones) por los cuales un usuario puede separar los paños individuales de la trama. Convenientemente, un paño individual puede tener una longitud de aproximadamente 100 mm a aproximadamente 250 mm y un ancho de aproximadamente 140 mm a aproximadamente 250 mm. En una modalidad, el paño puede tener una longitud de aproximadamente 200 mm y un ancho de aproximadamente 180 mm. El material del paño puede ser generalmente suave y flexible, teniendo potencialmente una superficie estructurada para intensificar su rendimiento de limpieza. También está dentro del alcance de la presente invención la posibilidad de que el paño sea un laminado de dos o más materiales. Los laminados disponibles en el mercado o los construidos a propósito estarían dentro del alcance de la presente invención. Los materiales laminados pueden estar unidos o ligados entre sí por cualquier método adecuado que incluye, sin limitarse a, unión ultrasónica, adhesivo, pegamento, unión por fusión, unión térmica o por calor y combinaciones de éstos. En otra modalidad alternativa de la presente invención, el paño puede ser un laminado que comprende una o más capas de materiales de tela no tejida y una o más capas de película. Los ejemplos de estas películas opcionales incluyen, pero no se limitan a, películas de poliolefina, por ejemplo, una película de polietileno. Un ejemplo ilustrativo pero no limitante de un material de tela no tejida laminado es un laminado de polipropileno no tejido de 16 gramos por metro cuadrado y 0.8 mm de una película de polietileno de 20 gramos por metro cuadrado. Los paños también pueden tratarse para mejorar la suavidad y la textura de éstos mediante procesos tales como hidroenmarañado o hilado por centrifugación. Los diversos tratamientos que pueden aplicarse a los paños incluyen, pero no se limitan a, tratamiento físico, por ejemplo, el laminado de anillos, tal como se describe en la patente de los EE.UU. núm. 5,143,679; alargamiento estructural, tal como se describe en la patente de los EE.UU. núm. 5,518,801 ; consolidación, tal como se describe en las patentes de los EE.UU. núms. 5,914,084, 6,114,263, 6,129,801 y 6,383,431 ; apertura por estiramiento, tal como se describe en las patentes de los EE.UU. núms. 5,628,097, 5,658,639 y 5,916,661 ; alargamiento diferencial, tal como se describe en la publicación de la patente WO núm. 2003/0028165A1 ; otras tecnologías de formación de estado sólido, tal como se describen en las publicaciones de patentes de los EE.UU. núms. 2004/0131820A1 y 2004/0265534A1 y activación de zonas y lo similar; tratamiento químico que incluye, sin limitarse a, un tratamiento por el cual una parte o todo el sustrato se vuelve hidrófobo, hidrófilo y lo similar; tratamiento térmico que incluye, sin limitarse a, reblandecimiento de las fibras por calor, unión térmica y lo similar; así como combinaciones de éstos. El paño puede tener un peso base de aproximadamente 15, 30, 40, 45, 65, 75 ó 100 gramos/m2 a aproximadamente 200, 300, 400 ó 500 gramos/m2. El paño puede tener un peso base de aproximadamente 40 ó 45 gramos/m2 a aproximadamente 65, 75 ó 100 gramos/m2. En una modalidad de la presente invención, la superficie del paño puede ser prácticamente plana. En otra modalidad de la presente invención, la superficie del paño puede contener, opcionalmente, porciones elevadas o deprimidas. Éstas pueden ser en la forma de logotipos, marcas distintivas, marcas registradas, patrones geométricos, imágenes de las superficies que el sustrato debe limpiar (es decir, cuerpo de niño, rostro, etc.). Pueden estar dispuestas aleatoriamente sobre la superficie del paño o conforme a un patrón repetitivo de algún tipo. En otra modalidad de la presente invención, el paño puede ser biodegradable. Por ejemplo, el paño podría fabricarse a partir de un material biodegradable, tal como una poliesteramida o una celulosa de alta resistencia en húmedo.

Artículo absorbente La estructura fibrosa, tal como se describió anteriormente, puede utilizarse para formar un componente de un artículo absorbente. "Artículo absorbente" se refiere a dispositivos que pueden absorber y contener exudados corporales y, más específicamente, se refiere a dispositivos que pueden colocarse contra o en proximidad al cuerpo del usuario para absorber y contener los diversos exudados eliminados por el cuerpo. Éstos pueden incluir, pero sin limitarse a, orina, fluido menstrual y descargas vaginales, sudor y materia fecal. Algunos ejemplos de artículos absorbentes desechables ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, pañales, productos para la incontinencia de adultos, calzones de entrenamiento, protectores higiénicos femeninos, pantiprotectores y lo similar. El artículo absorbente puede comprender un núcleo absorbente que puede ser principalmente responsable de las propiedades de manejo de fluidos del artículo, inclusive la captación, transporte, distribución y almacenamiento de fluidos corporales. Como tal, el núcleo absorbente por lo general no incluye el lienzo superior y el lienzo inferior del artículo absorbente. El núcleo absorbente 10, de la Figura 1 , por lo general se ubica entre el lienzo superior 24 y el lienzo inferior 26. El núcleo absorbente 10 puede comprender una cubierta de núcleo 42 y una capa de almacenamiento 60 tal como se ilustra en la Figura 2. La capa de almacenamiento 60 puede comprender cualquier material absorbente que es, generalmente, comprimible, conformable, que no irrita la piel del usuario y capaz de absorber y retener líquidos, tales como orina y otros ciertos exudados corporales. La capa de almacenamiento 60 puede contener una amplia gama de materiales absorbentes de líquidos por lo común utilizados en pañales desechables y otros artículos absorbentes, como por ejemplo, pulpa de madera triturada, a la que en general se hace referencia como fibra sintética al aire o borra. Ejemplos de otros materiales absorbentes adecuados incluyen guata de celulosa rizada; polímeros fusionados por soplado, que incluyen coforma; fibras celulósicas reforzadas químicamente, modificadas o reticuladas, tal como se describen en la patente de los EE.UU. núm. 5,137,537; papel para toallas faciales, incluidas las envolturas de papel para toallas faciales y los laminados de papel para toallas faciales, espumas absorbentes, esponjas absorbentes, polímeros súper absorbentes (tales como fibras súper absorbentes), tal como se describen en la patente de los EE.UU. núm. 5,599,335; materiales gelificantes absorbentes o cualquier otro material absorbente o combinaciones de materiales conocidas. Los ejemplos de algunas combinaciones de materiales absorbentes adecuados son fibras vellosas con materiales gelificantes absorbentes y/o polímeros súper absorbentes, materiales gelificantes absorbentes y fibras súper absorbentes, etc. En una realización preferida, la capa de almacenamiento no tiene fieltro de aire. La capa de almacenamiento también puede incluir cantidades menores (generalmente inferiores al 10 %) de materiales que no absorben líquidos, por ejemplo, adhesivos, ceras, aceites y lo similar. La capa de almacenamiento del núcleo absorbente puede comprender material polimérico absorbente. El material polimérico absorbente puede mezclarse también con un material fibroso absorbente, tal como material de fieltro, el cual puede suministrar una matriz para la inmovilización del material polimérico súper absorbente. Sin embargo, puede utilizarse una cantidad relativamente baja de material celulósico, por ejemplo, menos de aproximadamente 40 %, 20 % ó 10 % en peso de material celulósico fibroso en comparación con el peso del material polimérico absorbente. También pueden ser útiles los núcleos que están prácticamente libres de fieltro. Opcionalmente, la capa de almacenamiento del núcleo absorbente puede comprender también un material fibroso absorbente, por ejemplo, fibras de celulosa. Este material fibroso puede estar premezclado con el material polimérico absorbente y depositarse en un paso del proceso o, alternativamente, depositarse en pasos separados del proceso. Además, los núcleos absorbentes adecuados pueden contener cantidades reducidas de material de fieltro de aire celulósico. Por ejemplo, dichos núcleos pueden comprender menos de aproximadamente 40 %, 30 %, 20 %, 10 %, 5 % o incluso aproximadamente 1 %. Un núcleo de este tipo principalmente comprende material gelificante absorbente en cantidades de al menos aproximadamente 60 %, 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % o incluso aproximadamente 100 %, en donde el resto del núcleo comprende un pegamento de microfibra (si corresponde). Tales núcleos, pegamentos de microfibra y materiales gelificantes absorbentes se describen en las patentes de los EE.UU. núms. 5,599,335; 5,562,646; 5,669,894 y 6,790,798; en las publicaciones de patentes de los EE.UU. núms. 2004/0158212A1 y 2004/0097895 A 1 ; y en las solicitudes de patentes de los EE.UU. núms. de serie 10/758,375 y 10/758,138, ambas presentadas el 15 de enero de 2004. En otras modalidades, los artículos de la presente invención pueden comprender además un miembro que transmite la sensación de humedad. Este miembro puede estar dispuesto en diversos lugares dentro del artículo. Por ejemplo, el miembro que transmite la sensación de humedad puede estar dispuesto sobre el lienzo superior. El miembro puede comprender una capa permeable y una capa impermeable, en donde la orina pasa a través de la capa permeable y no a través de la capa impermeable para que el usuario pueda darse cuenta, a partir de la sensación de "humedad", que se ha producido la micción. Los miembros adecuados se describen con detalle en la patente de los EE.UU. núm. 6,627,786. Un artículo absorbente de conformidad con la presente invención puede comprender un ancho de entrepierna relativamente estrecho que puede hacer que el artículo sea más cómodo para el usuario. Un artículo absorbente de la presente invención puede comprender un ancho de la entrepierna menor que aproximadamente 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm o incluso menor que aproximadamente 50 mm. Por ende, un núcleo absorbente de conformidad con la presente invención puede tener un ancho de la entrepierna medido a lo largo de una línea transversal que está ubicada a una distancia igual al borde delantero y al borde posterior del núcleo que puede ser menor que aproximadamente 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm o incluso menor que aproximadamente 50 mm. Se ha comprobado que, para la mayoría de los artículos absorbentes, la descarga de líquido se produce predominantemente en la mitad delantera. Por lo tanto, la mitad delantera del núcleo absorbente debe comprender la mayor parte de la capacidad absorbente del núcleo. La mitad delantera de ese núcleo absorbente puede comprender más de aproximadamente 60 % de la capacidad de absorción o más de aproximadamente 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 % ó 90 %. Estos materiales pueden combinarse para proveer un núcleo absorbente en la forma de una o más capas que pueden incluir capas de manejo de fluidos, por ejemplo, una capa de captación, tal como se describe en la patente publicada WO 98/22279, una capa de distribución, por ejemplo, una capa que comprende fibras celulósicas reticuladas, modificadas o químicamente reforzadas; y capas de almacenamiento, por ejemplo, una capa que comprende polímeros súper absorbentes. El núcleo absorbente puede incluir también capas que pueden estabilizar otros componentes del núcleo. Dichas capas incluyen una cubierta de núcleo que puede estar sobre una capa de almacenamiento y debajo de cualquier otro componente del núcleo si dichos componentes están presentes, y una capa de limpieza de polvo que puede estar debajo de una capa de almacenamiento. Los materiales adecuados para dichas capas pueden incluir telas no tejidas unidas por hilado/fusionadas por soplado/unidas por hilado que tienen un peso base de aproximadamente 10 a aproximadamente 15 g/m2 (la fusión por soplado comprende menos de aproximadamente 5 g/m2). La estructura fibrosa descrita en la presente también es adecuada para utilizarse en dichas capas. Generalmente, se hace referencia a las capas de captación, distribución, almacenamiento, cubierta y limpieza de polvo como lienzos de envoltura. Los lienzos de envoltura de tela no tejida pueden ser estructuras fibrosas, por ejemplo, la estructura fibrosa descrita en la presente, que pueden tener la funcionalidad primaria de contener materiales del núcleo absorbente en ellas sin impactar de manera negativa en las propiedades de manejo de fluidos del núcleo absorbente, incluso para escapes posteriores. La funcionalidad de contención puede obtenerse cuando las estructuras fibrosas tienen un tamaño de poro medio pequeño, por ejemplo, menor que 30 µp? medido con la prueba del tamaño de poro y distribución del tamaño de poro para flujo medio, Coulter Porometer, de conformidad con el método de prueba ASTM F316-86. Los lienzos de envoltura pueden ser permeables a los líquidos acuosos, por ejemplo, al ser porosos como las tramas fibrosas o materiales de película perforada. El lienzo de envoltura puede envolver completamente el núcleo absorbente. Alternativamente, no es necesario que el lienzo de envoltura envuelva completamente el núcleo absorbente. El lienzo de envoltura puede cubrir la superficie superior del núcleo absorbente y luego puede fijarse cerca del núcleo, de tal manera que la superficie lateral pueda estar, pero no necesariamente tenga que estar, cubierta por el lienzo de envoltura. En todavía otra modalidad, el lienzo de envoltura puede cubrir la superficie superior del núcleo absorbente además de dos superficies laterales al plegarse alrededor de estas superficies para cubrir en forma parcial o total la superficie inferior. La envoltura del núcleo absorbente también puede obtenerse utilizando más de un lienzo de envoltura o un lienzo de envoltura con propiedades diferentes en regiones diferentes de éste. Por ejemplo, las partes de la superficie del núcleo absorbente que no están en el trayecto del flujo de líquido pueden no ser hidrofilas o no tener una hidrofilicidad permanente. También puede utilizarse un material de envoltura diferente en dichas regiones o los materiales del núcleo absorbente pueden estar contenidos ahí por otros elementos tales como materiales de tejido convencional, pero también lienzos impermeables que al mismo tiempo pueden tener otras funcionalidades. Notablemente, las estructuras fibrosas hidrofilas son también útiles en otras partes de un artículo absorbente. Por ejemplo, se ha comprobado que los lienzos superiores y las capas de captación que comprenden estructuras fibrosas hidrofilas, tal como se describió anteriormente, son efectivos.

Agente hidrofilizante La Figura 1 es ilustrativa, pero de ninguna manera limitante, de una concepción artística a nivel molecular de un agente hidrofilizante 1 que tiene una "cadena principal" dimérica, un segmento complementario 3 y sustituyentes hidrófilos asociados con un segmento complementario de una fibra sintética 2, en donde n puede ser de aproximadamente 1 a aproximadamente 15. En el proceso de la presente, los agentes hidrofilizantes se utilizan como un auxiliar de procesamiento. Sin pretender estar limitados por la teoría, se supone que el agente hidrofilizante se asocia con la superficie de la fibra sintética hidrófoba. La asociación entre la fibra sintética y el agente hidrofilizante puede ser una asociación duradera. La asociación entre el agente hidrofilizante y las fibras sintéticas puede hacer que las fibras sintéticas exhiban características hidrófilas en contraposición con las características hidrófobas exhibidas por las fibras sintéticas solas. Se supone también que la hidrofobicidad de las fibras sintéticas solas puede hacer, generalmente, que las fibras sintéticas se aglomeren entre sí durante el proceso de fabricación de la trama o dentro de una estructura fibrosa. Cualquiera sea la razón, se ha descubierto que la asociación entre un agente hidrofilizante y las fibras sintéticas puede hacer que las fibras sintéticas se dispersen en una estructura fibrosa. Por ejemplo, durante un proceso de fabricación de papel por tendido en húmedo, las fibras sintéticas pueden dispersarse en un portador fluido y esto puede hacer que las fibras sintéticas se dispersen luego en la estructura fibrosa. Las fibras naturales pueden estar opcionalmente presentes en la dispersión ya que las fibras naturales pueden no interferir con la asociación entre el agente hidrofilizante y las fibras sintéticas. El agente hidrofilizante puede asociarse con las fibras naturales; sin embargo, esta asociación no evitará que el agente hidrofilizante se asocie con las fibras sintéticas. Los agentes hidrofilizantes pueden incluir varias especies con carga aniónica o catiónica además de unidades monoméricas sin carga. Los polímeros aniónicos y catiónicos pueden mejorar el depósito y la capacidad de humectación de las fibras sintéticas. Los agentes hidrofilizantes que comprenden funcionalidades catiónicas se describen en la patente de los EE.UU. núm. 4,956,447. La estructura de los agentes hidrofilizantes puede ser lineal, ramificada o incluso con forma de estrella. Las estructuras y las distribuciones de cargas pueden adaptarse para la aplicación a distintos tipos de fibras o telas. El agente hidrofilizante puede asociarse con las fibras sintéticas mediante una correspondencia entre el agente hidrofilizante y las características de la superficie de las fibras sintéticas. Esta correspondencia puede basarse en las características físicas de las fibras sintéticas y del agente hidrofilizante. Dichas características físicas pueden incluir, pero no se limitan a, grado de cristalinidad y peso molecular. La correspondencia entre las características físicas de los agentes hidrofilizantes y las fibras sintéticas puede facilitar la durabilidad de la asociación formada entre los agentes hidrofilizantes y las fibras sintéticas. Se ha comprobado que una asociación basada en las características físicas puede ser durable, en donde el agente hidrofilizante puede no eliminarse de las fibras sintéticas por lavado. Como tales, los agentes hidrofilizantes de la presente invención pueden distinguirse de los surfactantes típicos. La unión entre las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante puede ser durable. Las fibras sintéticas pueden exhibir una capacidad de humectación durable. Las fibras sintéticas pueden exhibir un ángulo de contacto medio menor que aproximadamente 72°. Las fibras sintéticas pueden exhibir un ángulo de contacto medio menor que aproximadamente 72° y, después de un lavado con agua de 10 minutos, el ángulo de contacto medio de las fibras sintéticas puede mantenerse por debajo de aproximadamente 72°. Las fibras sintéticas pueden exhibir un ángulo de contacto medio, después de un lavado con agua de 10 minutos, menor que aproximadamente 66°, 63°, 60°, 55° ó 50°. Las fibras sintéticas que exhiben tales ángulos de contacto medio pueden estar asociadas con un agente hidrofilizante. La unión entre las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante puede ser durable y el agente hidrofilizante puede no eliminarse de las fibras sintéticas por lavado después de una sola pasada de fluido. Por otra parte, un surfactante no puede formar dicha unión durable y puede eliminarse de las fibras sintéticas por lavado con una sola pasada de fluido. Además, una estructura fibrosa que comprende fibras sintéticas y un agente hidrofilizante puede tener una capacidad de humectación perdurable, tal como se describió en la presente, mientras que una estructura fibrosa que comprende fibras sintéticas y un surfactante puede carecer de una capacidad de humectación perdurable. Para que la asociación entre el agente hidrofilizante y las fibras sintéticas sea más duradera, la combinación entre el agente hidrofilizante y las fibras sintéticas puede calentarse a una temperatura superior a la temperatura de fusión del agente hidrofilizante. Los agentes hidrofilizantes pueden comprender más de aproximadamente 3 ppm de una combinación agente hidrofilizante/fibra sintética o fibra natural. Los agentes hidrofilizantes pueden comprender, generalmente, de aproximadamente 10, 20, 30 ó 40 ppm a aproximadamente 50, 60, 80 ó 100 ppm de una combinación agente hidrofilizante/fibra sintética o fibra natural. Las composiciones de la presente pueden contener más de aproximadamente 0.001 % de un agente hidrofilizante. Las composiciones de la presente pueden comprender de aproximadamente 0.001 % a aproximadamente 2 %, 5 %, 10 % ó 20 % de un agente hidrofilizante. El agente hidrofilizante puede comprender un segmento que puede ser complementario al polímero de las fibras sintéticas. El segmento complementario puede comprender un segmento de poliéster. El segmento de poliéster puede comprender un segmento de tereftalato de polietileno. El agente hidrofilizante puede ser oligomérico o polimérico. El agente hidrofilizante puede ser un copolímero de siloxano etoxilado. El agente hidrofilizante puede ser un agente de liberación de suciedad. Dicho agente hidrofilizante puede ser un polímero. Los agentes poliméricos hidrofilizantes útiles en la presente invención pueden incluir, pero no se limitan a, materiales seleccionados del grupo que comprende poliéster, poli(etoxilato), óxido de polietileno, polioxietileno, polietilenglicol, polipropilenglicol, tereftalato, óxido de polipropileno, tereftalato de polietileno, tereftalato de polioxietileno, siloxano etoxilado y combinaciones de éstos. Los poliésteres de ácido tereftálico y otros ácidos dicarboxílicos aromáticos que tienen propiedades de liberación de suciedad, tales como polímeros de tereftalato de polietileno/tereftalato de polioxietileno y tereftalato de polietileno/polietilenglicol, entre otros polímeros de poliéster, pueden utilizarse como el agente hidrofilizante en la estructura fibrosa. Tal como se mencionó anteriormente, una amplia variedad de agentes hidrofilizantes a los que también se hace referencia como SRP, SRA y SRE, son materiales muy conocidos en las industrias de la detergencia, y muchos están disponibles comercialmente o mediante esquemas de síntesis descritos en varias patentes de The Procter & Gamble Company y diversos fabricantes. Los poliésteres de mayor peso molecular (p. ej., un peso molecular de 40,000 a 50,000) que contienen unidades aleatorias o en bloque de tereftalato de etileno/tereftalato de polietilenglicol (PEG) se han utilizado como compuestos de liberación de suciedad en composiciones de limpieza para lavandería. Ver las patentes de los EE.UU. núms. 3,893,929; 3,959,230 y 3,962,152. Los oligómeros sulfonatados de éster de tereftalato lineales se describen en la patente de los EE.UU. núm. 4,968,451. Los poliésteres de 1 ,2-propileno/tereftalato de polioxietileno no iónicos bloqueados en el extremo se describen en la patente de los EE.UU. núm. 4,71 1 ,730 y los compuestos oligoméricos de poliéster en bloque no iónicos bloqueados se describen en la patente de los EE.UU. núm. 4,702,857. Los ésteres oligoméricos parcial o totalmente aniónicos bloqueados en el extremo se describen con mayor detalle en la patente de los EE.UU. núm. 4,721 ,580 y los ésteres de tereftalato aniónicos bloqueados en el extremo, en especial sulfoaroílo, se describen en la patente de los EE.UU. núm. 4,877,896 y patente de los EE.UU. núm. 5,415,807. La patente de los EE.UU. núm. 4,427,557 describe copoliésteres de bajo peso molecular (de 2000 a 10,000) que pueden utilizarse en dispersiones acuosas para impartir propiedades de liberación de suciedad a las fibras de poliéster. Los copoliésteres se forman mediante la reacción de etilenglicol, un PEG que tiene un peso molecular promedio de 200 a 1000, un ácido dicarboxílico aromático (p. ej., dimetiltereftalato) y un ácido dicarboxflico aromático sulfonado (p. ej., 5-sulfoisoftalato de dimetilo). El PEG puede reemplazarse parcialmente con monoalquiléteres de PEG tales como metil, etil y butil éteres. Un agente hidrofilizante puede ser un copolímero que tiene bloques de tereftalato y óxido de polietileno. Más específicamente, estos polímeros pueden comprender unidades de repetición de tereftalato de etileno o propileno y tereftalato de óxido de polietileno con una proporción molar de unidades de tereftalato de etileno a unidades de tereftalato de óxido de polietileno de aproximadamente 25:75 a aproximadamente 35:65; dicho tereftalato de óxido de polietileno contiene bloques de óxido de polietileno con un peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 2000. El peso molecular de este agente de liberación de suciedad polimérico puede ser de aproximadamente 5000 a aproximadamente 55,000. Otro agente hidrofilizante polimérico puede ser un poliéster cristalizable con unidades de repetición de unidades de tereftalato de etileno que comprenden de aproximadamente 10 % a aproximadamente 15 % en peso de unidades de tereftalato de etileno junto con una cantidad de aproximadamente 10 % a aproximadamente 50 % en peso de unidades de tereftalato de polioxietileno, derivadas de un polioxietilenglicol de peso molecular promedio de aproximadamente 300 a aproximadamente 6000, y la relación molar de las unidades de tereftalato de etileno a las unidades de tereftalato de polioxietileno en el compuesto polimérico cristalizable puede ser de 2:1 a 6:1. Algunos ejemplos de este polímero incluyen los materiales comercialmente disponibles como ZELCON® 4780 (de DuPont) y MILEASE® T (de ICI). En otra modalidad, las regiones de poli(etoxilato) pueden adaptarse de tal manera que contengan de aproximadamente 1 a aproximadamente 9, 12 ó 15 grupos etoxilados y cualquier otra cantidad de grupos etoxilados dentro del rango de aproximadamente 1 a aproximadamente 15. La cantidad de regiones de poli(etoxilato) puede adaptarse para mejorar la capacidad de humectación de las fibras sintéticas. La capacidad de humectación de las fibras sintéticas puede aumentar a medida que se incrementa la cantidad de grupos etoxilados en las regiones de poli(etoxilato). Opcionalmente, otros copolímeros tales como, pero sin limitarse a, polietilenglicol y polipropilenglicol pueden utilizarse para controlar la cristalinidad de los agentes hidrofilizantes. En una modalidad alternativa, los agentes hidrofilizantes provistos por la invención pueden ilustrarse mediante un agente hidrofilizante que comprende de aproximadamente 25 % a aproximadamente 100 % en peso de un éster que tiene la fórmula empírica (CAP)x(EG/PG) (DEG)y» PEG y-(T)2(SIP)(p en donde (CAP) representa la forma de sal sódica de esas unidades bloqueantes de extremo i); (EG/PG) representa esas unidades oxietilenoxi y oxi-1 ,2-propilenoxi ¡i); (DEG) representa esas unidades di(oxietilen)oxi iii); (PEG) representa esas unidades poli(oxietilen)oxi iv); (T) representa esas unidades tereftaloílo v); (SIP) representa la forma de sal sódica de unidades 5-sulfoisoftaloílo vi); x es de aproximadamente 1 a 2; y' es de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 66; y" es de 0 a aproximadamente 50; y'" es de 0 a aproximadamente 50; y'+y"+y'" suma de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 66; z es de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 40; y q es de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 26; en donde x, y', y", y"', z, y q representan el número promedio de moles de las unidades correspondientes por mol de dicho éster. Los agentes hidrofilizantes pueden ser aquellos en los cuales al menos aproximadamente 50 % en peso de ese éster tiene un peso molecular de aproximadamente 500 a aproximadamente 5000. En una modalidad, los agentes hidrofilizantes pueden tener una relación molar oxietilenoxi:oxi-1 ,2-propilenoxi de aproximadamente 0.5: 1 a aproximadamente 10:1 ; x es aproximadamente 2, y' es de aproximadamente 2 a aproximadamente 27, z es de aproximadamente 2 a aproximadamente 20 y q es de aproximadamente 0.4 a aproximadamente 8. En otra modalidad, x es aproximadamente 2, y' es aproximadamente 5, z es aproximadamente 5 y q es aproximadamente 1. Los agentes hidrofilizantes pueden asociarse con la superficie de la fibra sintética durante el proceso de repulpeo de las fibras. Asimismo, las fibras sintéticas pueden recubrirse con una capa de acabado del agente hidrofilizante antes del repulpeo de las fibras. Además, el agente hidrofilizante puede asociarse con las fibras sintéticas como un aditivo de fusión antes de la extrusión de las fibras sintéticas. Información adicional relacionada con los agentes hidrofilizantes puede encontrarse en las patentes de los EE.UU. núms. 4,702,857; 4,861 ,512; 5,574,179 y 5,843,878.

Método para fabricar una estructura fibrosa Generalmente, el proceso de la presente invención para fabricar una estructura fibrosa unitaria puede describirse en términos de la formación de una trama que tiene una pluralidad de fibras sintéticas ubicadas en un patrón generalmente aleatorio en toda la estructura fibrosa. Una pluralidad de fibras naturales también puede estar ubicada en un patrón generalmente aleatorio por toda la estructura fibrosa. En otra modalidad, una porción de las fibras sintéticas puede estar redistribuida en un patrón de repetición no aleatorio. La presente invención también contempla el depósito de las fibras sintéticas y naturales en capas. La Figura 2 ilustra una modalidad de un proceso continuo 1000 de la presente invención que puede comprender una estación formadora 1100, una estación de moldeo 1200 y una estación de redistribución 1300. El proceso ilustrado es un proceso por tendido en húmedo; sin embargo, también puede utilizarse un proceso por tendido al aire. En un proceso por tendido en húmedo, una pulpa acuosa 11 de fibras sintéticas puede depositarse desde una caja de entrada 12 sobre un miembro formador 13 (p. ej., una tela Fourdrinier). La pulpa acuosa 1 1 puede comprender 100 % de fibras sintéticas o puede ser una combinación entre fibras sintéticas y fibras naturales. Sin estar limitados por la teoría, se cree que el depósito de las fibras sobre el miembro formador 13 puede facilitar la uniformidad del peso base de la pluralidad de fibras en todo el ancho de la estructura fibrosa 100 que se está fabricando. Mientras está presente en el miembro formador 13, la pulpa acuosa 11 puede configurarse en una trama embrionaria 10. La trama embrionaria 10 puede transferirse desde la estación formadora 1100 hasta la estación de moldeo 1200. Una vez que está en la estación de moldeo 1200, la trama embrionaria 10 puede configurarse en una trama moldeada 20. La trama moldeada 20 puede luego pasarse sobre un tambor de secado 200 en una estación de redistribución 1300 para obtener una estructura fibrosa final 100. La presente invención también contempla el depósito de las fibras sintéticas y naturales en capas.

Formación de la trama embrionaria La Figura 2 ilustra una modalidad de una estación formadora 1100. Un experimentado en la industria puede reconocer fácilmente que la formación de la trama embrionaria 10 puede incluir el paso de proveer una pluralidad de fibras. Las fibras pueden ser sintéticas o naturales. En un proceso de tendido en húmedo típico, la pluralidad de fibras puede estar suspendida en un portador fluido. Esto también se conoce como "repulpeo" de las fibras. El equipo, por ejemplo, un equipo convencional de repulpeo o tanque de materia prima para preparar la pulpa acuosa de las fibras es conocido en la industria y, por ello, no se ¡lustra en la Figura 2. El repulpeo de las fibras sintéticas puede hacerse en forma individual o en combinación con las fibras naturales. En el primer caso, el equipo de repulpeo puede contener la pluralidad de fibras sintéticas y luego puede añadirse un agente hidrofilizante para que se asocie con las fibras sintéticas. Seguidamente, en el equipo de repulpeo puede añadirse una pluralidad de fibras naturales. La pulpa obtenida a partir de las fibras sintéticas, el agente hidrofilizante y las fibras naturales puede suministrarse a una caja de entrada 12. En otra modalidad, una pluralidad de fibras sintéticas y una pluralidad de fibras naturales pueden añadirse en el equipo de repulpeo. Seguidamente, en el equipo de repulpeo puede añadirse un agente hidrofilizante para que se asocie con las fibras sintéticas. La pulpa obtenida puede transferirse luego a una caja de entrada 12. En todavía otra modalidad, una pluralidad de fibras sintéticas puede añadirse en un equipo de repulpeo y mezclarse con un agente hidrofilizante. Esta combinación puede luego añadirse a una caja de entrada 12 y mezclarse con una pluralidad de fibras naturales. Como alternativa, para generar la asociación entre las fibras sintéticas y un agente hidrofilizante, las fibras sintéticas pueden recubrirse con una capa de acabado que contiene un agente hidrofilizante antes del repulpeo. Seguidamente, puede hacerse el repulpeo de las fibras sintéticas y la combinación con fibras naturales. En otra modalidad, la pulpa 11 puede comprender solamente fibras sintéticas y un agente hidrofilizante. Alternativamente, el agente hidrofilizante puede asociarse con las fibras sintéticas como un aditivo de fusión antes de la extrusión de las fibras sintéticas. Luego puede realizarse el repulpeo de las fibras sintéticas. En todavía otra modalidad (no se ilustra), la trama embrionaria puede ser una trama tendida al aire, en la cual una pluralidad de fibras sintéticas asociadas con un agente hidrofilizante se coloca directamente sobre el miembro formador. En dicha modalidad, una pluralidad de fibras naturales también puede colocarse directamente sobre el miembro formador para formar una porción de la trama embrionaria. Se ha comprobado que el agente hidrofilizante puede tener afinidad con las fibras sintéticas y, por ello, puede asociarse solamente con ese tipo de fibras. Los agentes hidrofilizantes pueden comprender de aproximadamente 10, 20, 30 ó 40 ppm a aproximadamente 50, 60, 80 ó 100 ppm de una pulpa acuosa de agente hidrofilizante/fibra sintética o fibra natural.

Formación de la trama fibrosa Puede utilizarse una sola caja de entrada 12 tal como se ilustra en la Figura 2. Sin embargo, debe comprenderse que se pueden utilizar múltiples cajas de entrada en arreglos alternativos del proceso de la presente invención. La mezcla de fibras naturales y sintéticas y agente hidrofilizante puede crear una pulpa 11 que se puede transferir a un miembro formador 13. El miembro formador 13 puede ser permeable a líquidos. Un aparato de vacío 14 puede estar ubicado debajo del miembro formador 13 y puede aplicar un diferencial de presión de fluido a la pluralidad de fibras ubicadas sobre él y, de ese modo, puede facilitar el desaguado al menos parcial de la trama embrionaria 10 que se está formando en el miembro formador 13. Esto también puede promover una distribución más o menos pareja de las fibras en todo el miembro formador 13. El miembro formador 13 puede comprender cualquier estructura conocida en la industria que incluye, pero no se limita a, una tela metálica, una banda compuesta que comprende un elemento de refuerzo y un marco resinoso unido a él y cualquier otra estructura adecuada.

Moldeo opcional de la trama embrionaria en una trama moldeada La Figura 2 ilustra una modalidad de una estación de moldeo 1200. La trama embrionaria 10 formada sobre el miembro formador 13 puede transferirse desde el miembro formador 13 hasta el miembro de moldeo 50 por cualquier medio convencional conocido en la industria, tal como una zapata de vacío 15. Una zapata de vacío 15 puede aplicar una presión de vacío suficiente para hacer que la trama embrionaria 10 ubicada sobre el miembro formador 13 se separe de él y se adhiera al miembro de moldeo 50. El miembro de moldeo 50 puede tener un lado en contacto con la trama 51 y un lado posterior 52 opuesto al lado en contracto con la trama 51. En algunas modalidades, una pluralidad de fibras naturales y una pluralidad de fibras sintéticas pueden depositarse directamente sobre el lado en contacto con la trama 51 del miembro de moldeo 50. El lado posterior 52 del miembro de moldeo 50 puede entrar en contacto con el equipo, tal como rodillos de soporte, rodillos guía, un aparato de vacío, etc., según sea necesario para un proceso específico. Cuando la trama embrionaria 10 que comprende una pluralidad de fibras sintéticas distribuidas aleatoriamente o una pluralidad de fibras naturales distribuidas aleatoriamente se deposita sobre el lado en contacto con la trama 51 del miembro de moldeo 50, la trama embrionaria 10 puede conformarse al menos parcialmente a un patrón, tal como un patrón tridimensional, del miembro de moldeo 50 y, de ese modo, puede transformarse en una trama moldeada 20.

Redistribución opcional de fibras sintéticas El paso de redistribuir al menos una porción de las fibras sintéticas en la trama puede realizarse después del paso de formación de la trama. Por lo general, la redistribución puede producirse mientras la trama está ubicada sobre el miembro de moldeo 50, por ejemplo, con un aparato de calentamiento 90. La redistribución se puede producir también sobre una superficie de secado 210, por ejemplo, mediante un aparato de calentamiento 80 ilustrado en asociación con la campana de un tambor de secado 200 (p. ej., una campana de secado Yankee). En los dos casos, las flechas indican esquemáticamente la dirección del gas caliente que impacta sobre la trama fibrosa. La redistribución puede producirse cuando al menos una porción de las fibras sintéticas se funden o de cualquier otra forma cambian su configuración. Sin intención de restringirse por la teoría, se cree que a una temperatura de redistribución de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C, al menos algunas porciones de las fibras sintéticas que comprenden la trama pueden moverse como resultado de su encogimiento o de su fusión al menos parcial por la influencia de la alta temperatura. Dado que las fibras sintéticas se funden o suavizan al menos parcialmente, éstas pueden ser capaces de unirse con fibras adyacentes, ya sean fibras naturales u otras fibras sintéticas. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se cree que la unión de fibras puede comprender la unión mecánica o química. La unión química se produce cuando al menos dos fibras adyacentes se unen en el nivel molecular de modo que las fibras individuales prácticamente pierden su identidad en el área unida. La unión mecánica de fibras se produce cuando una fibra simplemente se conforma a la forma de la fibra adyacente y no se produce reacción química entre las fibras unidas. Debe comprenderse que en la presente invención pueden utilizarse fibras multicomponentes que comprenden más de dos componentes. Mientras que las fibras sintéticas pueden redistribuirse en una forma descrita en la presente, la distribución aleatoria de las fibras naturales no necesariamente es afectada por el calor. La estructura fibrosa resultante puede comprender fibras naturales y sintéticas dispersadas de manera generalmente aleatoria por toda la capa. Alternativamente, las fibras naturales y sintéticas pueden tener una mayor estructuración de tal manera que dichas fibras puedan estar dispuestas de manera generalmente no aleatoria. En una modalidad, la estructura fibrosa puede incluir al menos una capa que comprende una pluralidad de fibras naturales y al menos una capa adyacente que comprende una pluralidad de fibras sintéticas. En otra modalidad, la estructura fibrosa puede incluir al menos una capa que comprende una pluralidad de fibras sintéticas mezcladas homogéneamente con fibras naturales y al menos una capa adyacente que comprende una pluralidad de fibras naturales. En una modalidad alternativa, la estructura fibrosa puede incluir al menos una capa que comprende una pluralidad de fibras naturales y al menos una capa adyacente que comprende una mezcla de una pluralidad de fibras sintéticas y una pluralidad de fibras naturales en la cual las fibras sintéticas o las fibras naturales pueden estar ubicadas en forma generalmente no aleatoria. Asimismo, una o más capas de fibras naturales y fibras sintéticas mezcladas se pueden redistribuir en un patrón predeterminado u otro patrón no aleatorio. En dicha modalidad, el método de formación del patrón no aleatorio puede incluir los pasos de proveer una pluralidad de fibras sintéticas sobre un miembro formador de tal manera que las fibras sintéticas estén ubicadas al menos parcialmente en regiones o canales predeterminados en el miembro formador. Una pluralidad de fibras naturales puede añadirse al miembro formador y puede formarse una estructura fibrosa que comprende fibras sintéticas ubicadas en forma no aleatoria y fibras naturales ubicadas en forma aleatoria. La Figura 3 muestra esquemáticamente una modalidad de la estructura fibrosa 100 en donde las fibras naturales 110 están distribuidas aleatoriamente en toda la estructura y las fibras sintéticas 120 están redistribuidas en un patrón de repetición no aleatoria. La Figura 4 ilustra una estructura fibrosa 100 que puede comprender una pluralidad de fibras naturales 110 y una pluralidad de fibras sintéticas 120 distribuidas aleatoriamente en toda la estructura fibrosa. Los siguientes ejemplos ilustran la práctica de la invención, pero no pretenden limitarla.

Ejemplo 1 : Se preparan cuatro hojas de ensayo diferentes utilizando madera blanda del norte kraft y fibras CoPET/PET (copolímeros de ácido isoftálico) con o sin agentes hidrofilizantes diferentes y se prueban para determinar su impacto en la capacidad de absorción horizontal (HAC, por sus siglas en inglés) tal como se determina mediante el método de prueba de hoja completa horizontal (HFS, por sus siglas en inglés) descrito más adelante. Los siguientes valores son un promedio de cuatro hojas de ensayo separadas. Tal como se muestra en el Cuadro siguiente, la adición de fibras sintéticas tiene un impacto negativo (pérdida de ~8 %) en la capacidad de absorción horizontal (HAC). La adición de agentes hidrofilizantes hace que las fibras sintéticas sean suficientemente hidrófilas para recuperar la pérdida en la capacidad de absorción.

Muestra A 100 % de kraft de madera blanda del norte (muestra de control con fibras celulósicas solamente) Muestra B aproximadamente 70 % de madera blanda del norte kraft y aproximadamente 30 % de fibras CoPET/PET Muestra C aproximadamente 70 % de madera blanda del norte kraft y aproximadamente 30 % de fibras CoPET/PET y aproximadamente 40 ppm de TexCare™ SRN-240 Muestra D aproximadamente 70 % de madera blanda del norte kraft y aproximadamente 30 % de fibras CoPET/PET y aproximadamente 50 ppm de TexCare™ SRN-100 fibras de CoPET/PET son comercializadas por Fiber Innovation Technology, Inc., Johnson City, TN. Las fibras de CoPET/PET, tal como se usan en este ejemplo, son las designadas como T-235 por Fiber Innovation Technology. TexCare SRN-100 y TexCare SRN-240 son comercializados por Clairant GmBH, División Functional Chemicals, Frankfurt am Main.

Relación HAC = HAC de la muestra/HAC de la muestra de base A Para este ejemplo, se modifica el procedimiento del HFS. Se utilizan muestras de papel de 10.2 cm (4 pulgadas) por 10.2 cm (4 pulgadas) en lugar de muestras de 27.9 cm (1 1 pulgadas) por 27.9 cm (1 1 pulgadas) tal como se describió en el procedimiento.

Ejemplo 2: En este ejemplo se utiliza una máquina papelera Fourdrinier de escala piloto. En un equipo de repulpeo convencional se prepara una pulpa acuosa al 3 % en peso de madera blanda del norte kraft (NSK, por sus siglas en inglés). La pulpa de NSK se refina cuidadosamente y se agrega una solución al 2 % de una resina de resistencia en húmedo permanente (es decir, Kymene 557LX comercializada por Hercules Inc., Wilmington, Del.) al ducto de suministro de materia prima de NSK en una proporción de 1 % en peso de las fibras secas. La absorción de Kymene 557LX en el NSK se mejora mediante un mezclador en línea. Para mejorar la resistencia en seco del sustrato fibroso se agrega una solución al 1 % de carboximetilcelulosa (CMC) después del mezclado en línea en una proporción de 0.2 % en peso de las fibras secas. En un equipo de repulpeo convencional se prepara una pulpa acuosa al 3 % en peso de fibras de eucalipto. La pulpa de NSK y las fibras de eucalipto se estratifican en una caja de entrada y se depositan sobre una tela Fourdrinier como capas diferentes para formar una trama embrionaria. El desaguado ocurre a través de la tela Fourdrinier, con la ayuda de un desviador y cajas de vacío. La malla Fourdrinier tiene una configuración de ligamento raso con calada de 5 y 84 monofilamentos en la dirección de máquina y 76 monofilamentos en la dirección transversal a la máquina por 2.54 cm, respectivamente. La trama embrionaria húmeda se transfiere desde la tela Fourdrinier, con una consistencia de fibra de aproximadamente 18 % en el punto de transferencia, a una tela fotopolimérica que tiene 150 celdas Idaho lineales por 6.5 centímetros cuadrados (pulgada cuadrada), 20 por ciento de áreas articuladas y 432 micrómetros (17 mils) de profundidad fotopolimérica. Se logra un desaguado adicional por vacío asistido con drenaje hasta que la trama tenga una consistencia de fibra de aproximadamente 22 %. La trama con patrón se preseca mediante un presecado con aire pasante a una consistencia de fibra de aproximadamente 56 % en peso. Luego se adhiere la trama a la superficie de un secador Yankee con un adhesivo de crepado aplicado por rociado que comprende una solución acuosa al 0.25 % de alcohol polivinílico (PVA). La consistencia de fibra se incrementa hasta aproximadamente 96 % antes del crepado en seco de la trama con una hoja de escalpelo. La hoja de escalpelo tiene un ángulo oblicuo de aproximadamente 25 grados y está ubicada con respecto al secador Yankee de tal manera que proporciona un ángulo de impacto de aproximadamente 81 grados; el secador Yankee funciona a aproximadamente 183 metros por minuto (aproximadamente 600 pies por minuto). La trama seca se forma en un rodillo a una velocidad de 560 pies por minuto (171 metros por minuto). Dos hojas de la trama se convierten en productos de toalla de papel al grabarlas y laminarlas juntas utilizando adhesivo PVA. La toalla de papel tiene alrededor de 40 g/m2 de peso base y contiene 70 % en peso de especies de maderas blandas del Norte Kraft y 30 % en peso de una pulpa de eucalipto. La toalla de papel resultante tiene una capacidad de absorción de 26.3 gramos/gramo. La toalla de papel resultante puede proveer también un valor de capacidad de régimen horizontal (HRC) determinado de conformidad con el método de prueba descrito en la presente. En este ejemplo, el valor de la HRC es de 0.57 g/seg.

Ejemplo 3: Se elabora una toalla de papel por medio de un método similar al del Ejemplo 2, pero se reemplaza 10 % en peso de fibras de eucalipto por 10 % en peso de fibras de poliéster bicomponentes sintéticas de 6 mm de largo y aproximadamente 20 micrómetros de diámetro. Las fibras de poliéster, tal como se utilizan en este ejemplo, son comercializadas por Fiber Innovation Technology y se designan como T-201. Se añaden cuarenta ppm de TexCare™ SRN-240 a la mezcla de pulpa de fibras de eucalipto-fibras sintéticas. La toalla de papel tiene aproximadamente 40 g/m2 de peso base y contiene un 70 % en peso de maderas blandas del norte Kraf (NSK)en una capa y una mezcla del 20 % en peso de eucalipto y 10 % en peso de fibras sintéticas de 6 mm de largo en la otra capa. La toalla de papel resultante tiene una capacidad de absorción de 26.3 gramos/gramo. El valor de la HRC resultante para esta toalla de papel es de 0.56 g/seg.

Ejemplo 4 Se elabora una toalla de papel por un método similar al del Ejemplo 2, pero se reemplaza un 5 % en peso de fibras de eucalipto por 5 % en peso de fibras de poliéster bicomponentes sintéticas de 6 mm. Las fibras de poliéster de este ejemplo son comercializadas por Fiber Innovation Technology y se designan como T-201. Se añaden cuarenta ppm de TexCare™ SRN-240 a la mezcla de pulpa de fibras de eucalipto-fibras sintéticas. La toalla de papel tiene aproximadamente 40 g/m2 de peso base y contiene un 70 % en peso de especies de maderas blandas del norte Kraft (NSK) en una capa y una mezcla del 25 % en peso de eucalipto y 5 % en peso de fibras sintéticas de 6 mm de largo en la otra capa. La toalla de papel resultante tiene una capacidad de absorción de 26.2 gramos/gramo. El valor de la HRC resultante para esta toalla de papel es de 0.57 g/seg.

Método de prueba de hoja completa horizontal (HFS) El método de prueba de hoja completa horizontal (HFS) determina la cantidad de agua destilada absorbida y retenida por la estructura fibrosa de la presente invención. Este método se realiza pesando primero una muestra de la estructura fibrosa que se va a probar (peso referido en la presente como "peso seco de la muestra"), a continuación humedeciendo completamente la muestra, dejando la muestra húmeda drenar en una posición horizontal y por último volviendo a pesar la muestra (peso referido en la presente como "peso húmedo de la muestra"). La capacidad de absorción de la muestra se calcula entonces como la cantidad de agua retenida en unidades de gramos de agua absorbidos por la muestra. Cuando se evalúan muestras de estructuras fibrosas diferentes, se usa el mismo tamaño de estructura fibrosa para todas las muestras que se prueban. El aparato para determinar la capacidad de HFS de estructuras fibrosas comprende lo siguiente: 1 ) Una balanza electrónica con una sensibilidad de al menos ± 0.01 gramos y una capacidad mínima de 1200 gramos. La balanza debe estar colocada en una mesa para balanzas y una losa para reducir al mínimo los efectos de la vibración del piso/pesado de la cubierta del banco de trabajo. La balanza debe tener también un plato especial para la balanza adecuado para el tamaño de la muestra probada (es decir, una muestra de estructura fibrosa de aproximadamente 27.9 cm (11 pulgadas) por 27.9 cm. El plato de la balanza puede fabricarse de una variedad de materiales. El plexiglass es un material comúnmente utilizado. 2) También se necesita un bastidor de soporte de muestra y una cubierta de soporte de la muestra. Tanto el bastidor como la cubierta están constituidos por un marco de metal ligero, encordado con un monofilamento de 0.305 cm de diámetro de modo que forme una rejilla de 1.27 cm2 (0.5 pulgadas cuadradas). El tamaño del bastidor y la cubierta de soporte es tal que el tamaño de la muestra puede colocarse de manera adecuada entre los dos. La prueba de HFS se realiza en un entorno que se mantiene a 23 ± 1 °C y 50 ± 2 % de humedad relativa. Una tina o depósito para agua se llena con agua destilada a 23 ± 1 °C hasta una profundidad de 7.6 cm. La muestra de estructura fibrosa que se probará se pesa cuidadosamente en la balanza hasta el 0.01 gramo más cercano. El peso seco de la muestra se reporta hasta el 0.01 del gramo más cercano. El bastidor de soporte de muestra vacío se coloca en la balanza con el plato especial anteriormente descrito. Entonces la balanza se pone en cero (se tara). La muestra se coloca cuidadosamente en el bastidor de soporte de muestra. Encima del bastidor de soporte se coloca la cubierta del bastidor de soporte. La muestra (intercalada ahora entre el bastidor y la cubierta) se sumerge en el depósito de agua. Después de 60 segundos de inmersión de la muestra, el bastidor de soporte y la cubierta de la muestra se elevan cuidadosamente fuera del depósito.

Luego, la muestra, el bastidor de soporte y la cubierta se dejan drenar en forma horizontal durante 120±5 segundos, teniendo cuidado de no agitar ni sacudir la muestra en forma excesiva. Mientras la muestra está drenando, la cubierta del bastidor se retira cuidadosamente y todo el exceso de agua se limpia del bastidor de soporte. La muestra húmeda y el bastidor de soporte se pesan en la balanza previamente tarada. El peso se registra hasta el 0.01 g más cercano. Este es el peso húmedo de la muestra. La capacidad de absorción por gramo de la muestra de estructura fibrosa de la muestra se define como (peso húmedo de la muestra - peso seco de la muestra). La capacidad de absorción horizontal (HAC) se define como: capacidad de absorción = (peso húmedo de la muestra - peso seco de la muestra) / (peso seco de la muestra) y se mide en unidades de gramo/gramo.

Capacidad de régimen horizontal (HRC) La capacidad de régimen o velocidad horizontal (HRC por sus siglas en inglés) es una prueba de la velocidad de absorbencia que mide la cantidad de agua capturada por una muestra de papel en un tiempo de dos segundos. El valor se reporta en gramos de agua por segundo. El instrumento utilizado para realizar la medición de la HRC comprende una bomba, un indicador de presión, una derivación de entrada, un rotámetro, un depósito, un colector, una derivación de salida, un tubo de suministro de agua, un portamuestras, la muestra, una balanza y tubería flexible. El instrumento se ilustra en la patente de los EE.UU. núm. 5,908,707 otorgada a Cabell y col., cuya descripción está incorporada en la presente como referencia con el fin de describir el instrumento utilizado para realizar la medición de HRC. En este método, la muestra (cortada con un troquel de corte de 7.6 cm (3 pulgadas) de diámetro) se coloca horizontalmente en un soporte suspendido de una balanza electrónica. El soporte está hecho de un marco liviano que mide aproximadamente 17 cm por 17 cm (7 pulgadas por 7 pulgadas), con un monofilamento de nailon liviano hilado a través del marco para formar una rejilla de cuadrados de 1.27 cm (0.5 pulgadas). El monofilamento de nailon para hilar el bastidor de soporte debe tener un diámetro de 0.175 cm±0.0127 cm (0.069 ±0.005 pulgadas) (p. ej., una línea de pesca de 2 libras de Berkley Trilene). La balanza electrónica utilizada debe tener la capacidad de medir al 0.001 g más cercano (p. ej., la Sartorious L420P+). La muestra está centrada en el soporte por encima del tubo de suministro de agua. El medio de suministro de agua es un tubo plástico con un diámetro interior de 0.79 cm (0.312 pulgadas) que contiene agua destilada a 23° ±1 °C. El tubo de suministro está conectado a un depósito de fluido a una altura hidrostática de cero con respecto a la muestra de prueba. El tubo de suministro de agua está conectado al depósito por medio de tubería de plástico (p. ej., Tygon.RTM.). La altura del monofilamento de nailon del portamuestras es de 0.32 cm ±0.04 cm (0.125 pulgadas ±1/64 pulgadas) por encima de la parte superior del tubo de suministro de agua. La altura de agua en el depósito debe estar a nivel con la parte superior del tubo de suministro de agua. El agua en el depósito se hace circular en forma continua utilizando un régimen de recirculación de 85-93 ml/segundo, utilizando una bomba de agua (p. ej., la Cole-Palmer Masterflex 7518-02) con tubería de plástico N° 6409-15. El régimen de recírculación se mide mediante un tubo rotámetro (p. ej., el Cole-Palmer N092-04 que tiene válvulas y flotador de acero inoxidable). Este régimen de circulación a través del rotámetro crea una presión de cabezal de 17.2 ± 3.4 kPa (2.5 ±0.5 psi) según la medición realizada con un medidor Ashcroft lleno de glicerina. Antes de efectuar la medición, las muestras deben acondicionarse a 23°± 1 °C y 50±2 % de humedad relativa por 2 horas. La prueba de HRC también se lleva a cabo en estas condiciones ambientales controladas. Para iniciar la medición de la velocidad de absorción, la muestra de 7.62 cm (3 pulgadas) se coloca en el portamuestras. Su peso se registra en intervalos de 1 segundo durante un tiempo total de 5 segundos. El peso se promedia (peso que es referido aquí como el "Peso seco promedio de la muestra"). A continuación, el agua circulante se deriva al suministro de agua de la muestra durante 0.5 segundos mediante la derivación a través de la válvula. Se monitorea la lectura del peso en la balanza electrónica. Cuando el peso comienza a aumentar desde cero, se pone a funcionar un cronómetro. A los 2.0 segundos, el suministro de agua de la muestra se deriva hacia la entrada de la bomba de recirculación para interrumpir el contacto entre la muestra y el agua del tubo de suministro. La derivación se realiza mediante la desviación a través de la válvula. El tiempo mínimo de derivación es de al menos 5 segundos. El peso de la muestra y el agua absorbida se registra hasta el 0.001 g más cercano en tiempos ¡guales a 11.0, 12.0, 13.0, 14.0 y 15.0 segundos. Las cinco mediciones se promedian y se registran como "Peso húmedo promedio de la muestra". Para determinar el régimen o velocidad de absorbencia se utiliza el aumento en el peso de la muestra, como resultado del agua absorbida del tubo hacia la muestra. En este caso, la velocidad (gramos de agua por segundo) se calcula como sigue: (Peso húmedo promedio de la muestra - Peso seco promedio de la muestra)/2 segundos Cualquier persona con experiencia en la técnica comprenderá que el tiempo, las secuencias de pulsación y la medición electrónica del peso pueden automatizarse con una computadora.

Método para detectar la asociación entre un agente hidrofilizante v fibras sintéticas Para identificar la asociación entre las fibras sintéticas y un agente hidrofilizante puede analizarse una estructura fibrosa de tela no tejida de varias maneras. La estructura fibrosa puede separarse en sus partes componentes que pueden incluir fibras sintéticas y fibras naturales. Las fibras sintéticas y las fibras naturales pueden separarse unas de las otras mediante cualquier método adecuado conocido por una persona con experiencia en la industria. Un método para analizar la asociación entre las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante puede incluir el uso de la técnica de la balanza de Wilhelmy. En dicho método, el análisis se realiza colocando verticalmente una fibra individual, tal como una fibra sintética separada de la estructura fibrosa como se consideró anteriormente y midiendo luego la fuerza del agua como una función de la posición a medida que la fibra se sumerge en ella. El ángulo de contacto se calcula a partir de los datos de la fuerza de retroceso y el diámetro de fibra. Para ejemplificar dicho método se incluye en el siguiente cuadro el ángulo de contacto medio para fibras tomadas de dos hojas de ensayo. Los números presentados son un promedio de tres fibras de cada tipo de muestra por triplicado. El ángulo de contacto medio para los dos tipos de fibras es estadísticamente diferente y puede indicar que un agente hidrofilizante se ha asociado con las fibras sintéticas de la Muestra B y, por ello, las fibras son más hidrófilas que las de la Muestra A.

Muestra A: aproximadamente 70 % de fibras de celulosa kraft de madera blanda del norte y aproximadamente 30 % de fibras CoPET/PET. Muestra B: aproximadamente 70 % de fibras de celulosa de madera blanda del norte kraft y aproximadamente 30 % de fibras CoPET/PET y aproximadamente 40 ppm de TexCare™ SRN-240. Otro método para analizar la asociación entre fibras sintéticas y agente hidrofilizante puede incluir la separación de las fibras tal como se describió. Las fibras sintéticas pueden luego exponerse a un proceso de extracción, tal como extracción con solvente, para eliminar cualquier recubrimiento de superficie, elemento, contaminante, etc. de las fibras sintéticas de modo que se obtengan fibras sintéticas "limpias". El extracto obtenido con solvente puede analizarse mediante cualquier método adecuado conocido por una persona con experiencia en la industria que incluye, pero no se limita a, cromatografía líquida, espectrometría de masa, espectrometría de masa de iones secundarios con tiempo de vuelo, etc. para determinar la presencia de un agente hidrofilizante, tal como un agente hidrofilizante que comprende un segmento de poliéster. Las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante pueden analizarse para determinar la fibra sintética y el agente hidrofilizante reales presentes en la estructura fibrosa. La presencia de fibras sintéticas y agente hidrofilizante caracteriza la asociación entre las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante.

Método para determinar la durabilidad de la asociación entre un agente hidrofilizante y fibras sintéticas Para determinar la durabilidad de la asociación entre las fibras sintéticas y un agente hidrofilizante pueden analizarse las fibras sintéticas. Un método para determinar la durabilidad de la asociación puede relacionarse con la capacidad de humectación de las fibras sintéticas. La medición del ángulo de contacto de un líquido, tal como agua, en contacto con las fibras sintéticas puede ser útil para determinar la durabilidad de la asociación entre una fibra sintética y un agente hidrofilizante. Una fibra sintética humectante puede demostrar la asociación entre la fibra sintética y un agente hidrofilizante. La capacidad de humectación de la fibra sintética después de lavados múltiples puede demostrar la durabilidad de la asociación entre la fibra sintética y un agente hidrofilizante. Las fibras sintéticas pueden secarse a una temperatura de aproximadamente 80 °C en un horno de flujo de aire por aproximadamente 24 horas. Las fibras sintéticas pueden colocarse en un vaso y lavarse con agua tibia (aproximadamente 60 °C) por dos horas agitando suavemente para eliminar cualquier residuo de un auxiliar de proceso. La relación entre las fibras y el volumen de agua puede ser de aproximadamente 1 :200. Después del lavado, las fibras pueden recolectarse y secarse durante la noche a temperatura ambiente. Las fibras sintéticas pueden separarse en cuatro grupos, cada uno de ellos con un peso de aproximadamente 36 gramos, y colocarse en un horno de flujo de aire por aproximadamente 10 horas. Pueden extraerse cuatro alícuotas, cada una de ellas con un peso de aproximadamente 5 gramos, y luego se pueden tratar con un agente hidrofilizante y un surfactante a dos niveles diferentes, tales como 40 ppm y 400 ppm. Por ello, una alícuota de 5 gramos de fibras sintéticas puede ponerse en remojo en aproximadamente 40 ppm de un agente hidrofilizante por aproximadamente 10 minutos. Una segunda alícuota de 5 gramos de fibras sintéticas puede ponerse en remojo en aproximadamente 400 ppm de un agente hidrofilizante por aproximadamente 10 minutos. Una tercera alícuota de aproximadamente 5 gramos de fibras sintéticas puede ponerse en remojo en aproximadamente 40 ppm de un surfactante por aproximadamente 10 minutos. Una cuarta alícuota de 5 gramos de fibras sintéticas puede ponerse en remojo en aproximadamente 400 ppm de un surfactante por aproximadamente 10 minutos. La relación entre cada grupo de tratamiento de fibras sintéticas y la solución de tratamiento es de 5 g: 100 mL de solución. Los cuatro grupos de fibras sintéticas pueden secarse después del tratamiento a temperatura ambiente. Después del secado, los cuatro grupos de fibras sintéticas pueden exponerse a un lavado con agua por aproximadamente 10 minutos utilizando agua doblemente destilada a aproximadamente 45 °C. Un método para analizar la asociación entre las fibras sintéticas y el agente hidrofilizante o surfactante puede incluir el uso de la técnica de la balanza de Wilhelmy. En dicho método, el análisis se realiza colocando verticalmente una fibra individual y midiendo luego la fuerza del agua como una función de la posición a medida que la fibra se sumerge en el agua. El ángulo de contacto se calcula a partir de los datos de la fuerza de retroceso y el diámetro de fibra. Para ilustrar dicho método, en el siguiente cuadro se indica el ángulo de contacto medio para fibras sintéticas tratadas con los diversos tratamientos y pasos de lavado anteriores. Los números presentados son un promedio de dos fibras de cada tipo de muestra por triplicado.

Las fibras sintéticas utilizadas para cada muestra son fibras bicomponentes de CoPET/PET. El agente hidrofilizante utilizado es TexCare™ SRN-240 y el surfactante utilizado es Triton-X 100, comercializado por The Dow Chemical Company. Tal como lo demuestra el cuadro anterior, las fibras sintéticas tratadas con un agente hidrofilizante pueden tener un ángulo de contacto menor y, por ello, una capacidad de humectación durable después del lavado cuando se compara con las fibras sintéticas tratadas con un surfactante y posteriormente lavadas.

Capacidad de humectación perdurable Para determinar la capacidad de humectación permanente puede analizarse una estructura fibrosa de tela no tejida de la siguiente manera. La estructura fibrosa de muestra puede colocarse sobre una almohadilla absorbente. En la estructura fibrosa pueden aplicarse varios chorros del líquido de prueba en determinados intervalos de tiempo. Puede considerarse que cada chorro de líquido aplicado penetra en la estructura. Luego pueden registrarse los tiempos de penetración sin cambiar la almohadilla absorbente. En un ejemplo, una estructura fibrosa de tela no tejida exhibe una capacidad de humectación perdurable si después de saturar la estructura fibrosa con o agua (líquido de prueba) muchas veces (al menos diez (10) veces o más), el valor de HRC de la estructura fibrosa continúa siendo de al menos aproximadamente 0.1 g/s, al menos aproximadamente 0.2 g/s, al menos aproximadamente 0.3 g/s, al menos aproximadamente 0.4 g/s o al menos aproximadamente 0.5 g/s. Todos los documentos citados en la Descripción detallada de la invención se incorporan, en su parte relevante, como referencia en la presente; la mención de cualquier documento no deberá interpretarse como una admisión de que éste corresponde a una industria precedente con respecto a la presente invención. En el grado en que cualquier significado o definición de un término en este documento escrito contradiga cualquier significado o definición del término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado al término en este documento escrito deberá regir. Las dimensiones y los valores expuestos en la presente no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En lugar de ello, a menos que se especifique de cualquier otra forma, cada una de esas dimensiones significará tanto el valor mencionado como también un rango funcionalmente equivalente que abarca ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" se entenderá como "aproximadamente 40 mm". Si bien se han ilustrado y descrito modalidades particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que pueden hacerse otros cambios y modificaciones diferentes sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, cubrir en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para fabricar una estructura fibrosa de tela no tejida; la estructura fibrosa comprende una pluralidad de fibras sintéticas que comprenden un polímero, caracterizado porque el método comprende el paso de combinar las fibras sintéticas con al menos un agente hidrofilizante para formar una combinación, caracterizado porque el polímero y el agente hidrofilizante comprenden una asociación durable. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el polímero y el agente hidrofilizante comprenden segmentos complementarios capaces de asociarse entre sí. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque al menos un segmento complementario comprende un segmento de poliéster. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el segmento de poliéster comprende un segmento de tereftalato de polietileno. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el segmento complementario del polímero comprende un segmento de poliéster y el segmento complementario del agente hidrofilizante comprende un segmento de poliéster. 6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el polímero comprende un material seleccionado del grupo consistente de poliésteres, poliamidas, polihidroxialcanoatos, polisacárldos, y combinaciones de éstos. 7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el agente hidrofilizante comprende un material seleccionado del grupo que comprende poliéster, poli(etoxilato), óxido de polietileno, polioxietileno, polietilenglicol, polipropilenglicol, tereftalato, óxido de polipropileno, tereftalato de polietileno, tereftalato de polioxietileno, siloxano etoxilado y combinaciones de éstos. 8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el agente hidrofilizante comprende de 1 a 15 porciones etoxiladas. 9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la estructura fibrosa se elabora mediante un proceso de tendido al aire. 10. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la estructura fibrosa se elabora mediante un proceso de tendido en húmedo. 1 1. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la estructura fibrosa comprende además una pluralidad de fibras naturales. 12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la estructura fibrosa es un componente de un artículo seleccionado del grupo que comprende papel higiénico, toalla de papel, servilletas, toallas faciales, paños, artículos absorbentes y combinaciones de éstos. 13. Una estructura fibrosa de tela no tejida elaborada de conformidad con el método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque las fibras sintéticas exhiben una capacidad de humectación durable. 14. Una estructura fibrosa de tela no tejida elaborada de conformidad con el método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque las fibras sintéticas exhiben un ángulo de contacto medio menor que aproximadamente 72° y porque después de un lavado con agua por 10 minutos el ángulo de contacto medio continúa siendo menor que aproximadamente 72°. 15. Una pulpa que comprende a. Una pluralidad de fibras sintéticas que comprenden un polímero; b. agua; y c. un agente hidrofilizante; caracterizada porque el polímero y el agente hidrofilizante comprenden una asociación durable. 16. La pulpa de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque además comprende una pluralidad de fibras naturales. 17. La pulpa de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el polímero y el agente hidrofilizante comprenden segmentos complementarios capaces de asociarse entre sí. 18. La pulpa de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque al menos uno de los segmentos complementarios comprende un segmento de poliéster. 19. La pulpa de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el segmento de poliéster comprende un segmento de tereftalato de polietileno. 20. La pulpa de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque el segmento complementario del polímero comprende un segmento de poliéster y el segmento complementario del agente hidrofilizante comprende un segmento de poliéster.