BR102012023778A2 - artigo absorvente incluindo material composto absorvente resiliente - Google Patents
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Abstract
ARTIGO ABSORVENTE INCLUINDO MATERIAL COMPOSTO ABSORVENTE RESILIENTE. A presente invenção refere-se a um material composto absorvente e um artigo absorvente incluindo este material composto absorvente. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um material composto absorvente para uso em produtos absorventes sanitários como absorventes higiênicos, absorventes higiênicos femininos, fraldas, produtos para incontinência em adultos, e similares.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARTIGO ABSORVENTE INCLUINDO MATERIAL COMPOSTO ABSORVENTE RESILIENTE".
Campo da Invenção
5 A presente invenção refere-se, de modo geral, a um material
composto absorvente e um artigo absorvente incluindo este material composto absorvente. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um material composto absorvente para uso em artigos absorventes sanitários como absorventes higiênicos, absorventes higiênicos femininos, 10 fraldas, produtos para incontinência em adultos, e similares.
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Antecedentes da Invenção
Mantas de não tecido, resilientes e macias, isto é, mantas de não tecido que tem um alto grau de maciez e a tendência de reter tal maciez em ambos estados seco e molhado, são bem conhecidas. Além disso, é 15 bem conhecido que estas mantas de não tecido, resilientes e macias podem ser usadas em produtos sanitários descartáveis como absorventes higiênicos, absorventes higiênicos femininos, tampões, fraldas, produtos para incontinência em adultos, e similares. Um benefício percebido de tais mantas macias e resilientes é que estes materiais podem fornecer um 20 conforto aprimorado para um usuário destes produtos sanitários descartáveis já que mantas de não tecido, resilientes e macias podem tender a se adaptar ao, e se mover com, o corpo do usuário durante o uso.
Um problema com mantas de não tecido resilientes e macias é que devido ao fato da maciez de tais materiais (isto é, sua baixa densidade) 25 tais mantas não são particularmente absorventes. Além disso, tais materiais podem exibir propriedades de remolhagem insuficientes. Isto é, tais materiais podem liberar ou "molhar de volta" fluido quando sujeito a uma pressão externa.
Em vista do supracitado, existe uma necessidade por um 30 material composto absorvente que inclui uma manta de não tecido excepcionalmente resiliente, macia, acolchoada e simultaneamente fornece propriedades superiores de manuseio de fluidos. ti
Sumário da Invenção
Em vista do supracitado, a presente invenção fornece um artigo absorvente incluindo uma camada de cobertura permeável a líquidos, uma camada de barreira impermeável a líquidos e um material composto 5 absorvente disposto entre a camada de cobertura e a camada de barreira, sendo que o material composto absorvente inclui um material fibroso incluindo uma pluralidade de fibras individuais formando uma matriz de fibra e um material aglutinante presente em quantidade de cerca de 20% a cerca de 60%, em peso, do material fibroso, o material fibroso tendo uma primeira 10 e segunda superfícies opostas, polímero superabsorvente disperso dentro da matriz da fibra, e uma mistura absorvente disposta adjacente à primeira superfície do material fibroso, a mistura absorvente incluindo polímero superabsorvente e adesivo.
Breve Descrição dos Desenhos Exemplos de modalidades da presente invenção serão agora
descritos com referência aos desenhos, nos quais:
a figura 1 é uma vista esquemática seccional de um material composto absorvente de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;
a figura 2 é uma vista esquemática de um aparelho para
fabricação do material composto absorvente mostrado na figura 1;
a figura 3 é uma vista esquemática seccional de um material composto absorvente de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção;
a figura 4 é uma vista esquemática de um aparelho para
fabricação do material composto absorvente mostrado na figura 3;
a figura 5 é uma vista esquemática da porção circundada do aparelho mostrado na figura 4 representando uma agulha empregada no aparelho, uma superfície de topo de um material fibroso, e fibras absorventes dispostas na superfície de topo do material fibroso;
a figura 6 é uma vista detalhada da porção circundada da agulha mostrada na figura 5; as figuras 7-10 representam a maneira que a agulha impregna a fibra absorvente dentre o material fibroso;
a figura 11 é uma vista em perspectiva de um artigo absorvente de acordo com a presente invenção;
a figura 12 é uma vista em perspectiva explodida do artigo
mostrado na figura 11 revelando as camadas constituintes do mesmo;
a figura 13 é uma vista seccional tomada ao longo da linha x-x na figura 11 mostrando uma modalidade do artigo absorvente mostrado na figura 11; e
a figura 14 é uma vista seccional tomada ao longo da linha x-x
na figura 11 mostrando uma modalidade alternativa do artigo absorvente mostrado na figura 11.
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Descrição Detalhada da Invenção
A presente invenção refere-se, de modo geral, a um material 15 composto absorvente para uso em artigos absorventes descartáveis como absorventes higiênicos, absorventes higiênicos femininos, produtos absorventes para incontinência, e outros artigos absorventes sanitários descartáveis vestidos próximos ao corpo do usuário. Embora o material composto absorvente de acordo com a presente invenção será aqui descrito 20 com referência a um absorvente higiênico, o material composto absorvente pode ser utilizado em outros artigos absorventes sanitários descartáveis.
O material composto absorvente, de acordo com a presente invenção, conforme descrito em detalhes abaixo, é estruturado e disposto de forma que forneça propriedades de absorção de fluido aprimoradas e ao 25 mesmo tempo seja "resiliente". O termo "resiliente" para uso na presente invenção significa que o material composto absorvente tende a reter sua forma em ambos estados seco e molhado e quando sujeito a uma força de compressão tende a recuperar seu formato original quando tal força é removida. Artigos absorventes de acordo com a presente invenção incluindo 30 o material composto absorvente da invenção são finos, flexíveis, resilientes nas direções x, y, z e exibem propriedades superiores de manuseio de fluidos. "Resiliente na direção x, y e z" para uso na presente invenção significa que o artigo absorvente exibe propriedades de resiliência na direção transversal do artigo, na direção longitudinal do artigo, e na direção que se estende para dentro do artigo.
É feita referência à figura 1 que ilustra uma vista seccional de 5 um material composto absorvente 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Conforme mostrado, o material composto absorvente 10 inclui, em parte, um material fibroso 12 incluindo uma pluralidade de fibras individuais 14 que formam uma matriz de fibra 16. O material fibroso 12 geralmente inclui uma superfície de topo (ou primeira) 10 18 e uma superfície oposta de fundo (ou segunda) 20.
O material fibroso 12 é de preferência um material de não tecido fibroso feito por uma técnica de fabricação de não tecido conhecida como um processo por deposição a ar (airlaid), um processo de cardação e aglutinação ou um processo de resina e ligação adesiva. De preferência, o material não tecido é um não tecido de "alta maciez". Especificamente, o não tecido tem, de preferência, uma densidade menor do que 0,05 g/cc, e de preferência entre cerca de 0,01 g/cc e 0,03 g/cc. As fibras individuais 14 formando o material não tecido fibroso podem ser selecionadas de fibras incluindo sintéticas, fibras não absorventes que podem ou não serem umedecíveis. Tipos de fibra específicos incluem, mas não se limitam a, poliéster, náilon, copoliéster, polietileno, polipropileno, ácido poliático e fibras bicomponentes incluindo estes materiais. De fato o material não tecido fibroso pode ser formado de um único tipo de fibra não absorvente listada acima ou alternativamente pode ser formado de uma mistura dos tipos de fibras listados acima.
A superfície das fibras não absorventes 14 formando o material fibroso 12 pode ser transformada em umedecível pelo tratamento de tais fibras com um tratamento de superfície adequada, como um tensoativo ou similares. O material fibroso 12 de preferência inclui adicionalmente um 30 material aglutinante, como um aglutinante de látex. O material aglutinante está, de preferência, presente no material fibroso 12 em uma quantidade que corresponde a entre cerca de 20%, em peso, a cerca de 60%, em peso, do material fibroso 12. As fibras individuais 14 formando o material fibroso têm, de preferência, um denier na faixa de cerca de 5 a cerca de 25, de preferência de cerca de 6 a cerca de 10. Cada das fibras 14 formando o material fibroso tem, de preferência, um diâmetro da fibra entre a faixa de 5 11 pm e 100 pm. Em modalidades preferenciais da invenção, o material fibroso 12 é completamente livre de material celulósico.
O material fibroso 12 tem, de preferência, uma gramatura na faixa de cerca de 50 gsm (g/m2) a cerca de 150 gsm, de preferência de cerca de 60 gsm a cerca de 90 gsm (incluindo o material aglutinante). 10 O material fibroso 12 tem, de preferência, uma espessura entre cerca de 2 mm a cerca de 6 mm como medido por um micrômetro Ames (Ames Waltman Massachusetts, modelo ADP1132, 175 g em 2,86 cm (1 1/8") pés = 2,65 kPa (0,384 psi)). Um material fibroso 12 particularmente adequado para uso na presente invenção é um material feito de uma manta aleatoriamente 15 espargida com aglutinante de ambos os lados da manta, com gramatura de 86 gsm, formado por 100% de fibras de poliéster denier 6, que tem uma espessura de cerca de 3 mm e incluindo cerca de 40% de aglutinante de látex, em peso,, comercialmente disponível sob o código de produto SCN09- 038 da Kem-Wove, Inc., Charlotte, NC, EUA.
Conforme mostrado na figura 1, o material composto
absorvente 10 inclui adicionalmente o polímero superabsorvente 22 disperso entre a matriz de fibra 16. O polímero superabsorvente 22 está, de preferência, presente no material fibroso 12 em uma quantidade que corresponde entre cerca de 100% a cerca de 150%, em peso, do material fibroso 12, isto é, entre cerca de 80 gsm e cerca de 120 gsm.
Para os propósitos da presente invenção, o termo "polímero superabsorvente" (ou "SAP") refere-se a materiais que são capazes de absorver e reter pelo menos cerca de 10 vezes seu peso em fluidos corpóreos, sob uma pressão de 3,45 kPa (0,5 psi). As partículas de polímero 30 superabsorvente da invenção podem ser polímeros hidrofílicos reticulados inorgânicos ou orgânicos, como alcoóis polivinílicos, óxidos de polietileno, amidos reticulados, goma guar, gomas xantanas e similares. As partículas podem estar sob a forma de pó, grãos, grânulos, ou fibras. As partículas de polímero superabsorvente preferenciais para uso na presente invenção são poliacrilatos reticulados, como os produtos disponíveis junto à Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltda. de Osaka, Japão, sob a designação de SA70 e 5 BA40B. O polímero superabsorvente 22 presente no composto absorvente 10 pode consistir de um único superabsorvente como o SA70 ou alternativamente o polímero superabsorvente 22 pode consistir de uma mistura de polímeros superabsorventes como uma mistura de SA70 e BA40B. Além disso, diferentes polímeros absorventes podem ser dispostos 10 em uma disposição em camadas, por exemplo o polímero de taxa mais rápida BA40B pode ser disposto sobre o SA70.
Novamente com referência à figura 1, o material composto absorvente 10 inclui adicionalmente uma mistura absorvente 24 disposta adjacente à superfície de topo 18 do material fibroso 12. A mistura 15 absorvente 24 inclui um polímero superabsorvente 26 e adesivo 28. De preferência, a mistura absorvente 24 consiste de uma mistura de um polímero superabsorvente 26 e adesivo 28. A mistura 24 inclui, de preferência entre cerca de 90% e cerca de 98% de superabsorvente, em peso, e entre 10% e cerca de 2% de adesivo, em peso,. Superabsorventes 20 preferenciais para uso na mistura incluem Sumitomo SA70 e Sumitomo BA40B, disponíveis comercialmente junto à Sumitomo Seika Chemicals, Co., Ltda., Osaka, Japão. De preferência, um adesivo termo-fundido é usado como o adesivo na mistura 24. Um adesivo particularmente apropriado é o adesivo termo-fundido HB Fuller NW1023, disponível comercialmente junto à 25 HB Fuller Company, St. Paul, MN, EUA. A mistura 24 é, de preferência, aplicada à superfície de topo 18 do material fibroso 12 em uma quantidade adicional entre cerca de 80 gsm e100 gsm. Esta quantidade adicional da mistura 24 corresponde a entre cerca de 100% a 150%, em peso, do material fibroso 12.
Ao invés da mistura absorvente 24 descrita acima, uma única
camada de adesivo pode alternativamente ser aplicada adjacente à superfície de topo 18 do material fibroso 12. Em tal modalidade o adesivo não forneceria absorvência adicional ao material composto 10, mas no entanto iria simplesmente ajudar a evitar que o polímero superabsorvente 22 seja "varrido fora" da matriz de fibra 16.
Novamente com referência à figura 1, o material composto 5 absorvente 10 inclui adicionalmente uma camada de retenção superabsorvente 30. Conforme mostrado na figura 1, a camada de retenção superabsorvente 30 está disposta adjacente a uma superfície de topo 32 da mistura 24 e está mantida no lugar pela mistura 24. A camada de retenção superabsorvente 30 funciona para evitar que o polímero superabsorvente 22 10 seja "varrido fora" da matriz de fibra 16.
A camada de retenção superabsorvente 30 pode também ser adaptada para drenar fluido em uma direção longitudinal e transversal do material composto 10 para que o material composto 10 possa utilizar por completo seus atributos absorventes.
Em uma modalidade da invenção, a camada de retenção
superabsorvente 30 pode consistir em um tecido umedecido com gramatura na faixa de cerca de 10 gsm a cerca de 20 gsm, como um tecido umedecido de 17 gsm comercialmente disponível como tecido umedecido Little Rapids tipo 2004, da Little Rapids Corp., Green Bay, Wisconsin, EUA.
Em outra modalidade da invenção, a camada de retenção
superabsorvente 30 pode consistir em um material fibroso incluindo fibras de polpa de madeira, fibras de poliéster, fibras de raiom ou combinações das mesmas. A camada de retenção superabsorvente 30 pode também compreender fibras termoplásticas com o propósito de estabilizar a camada 25 e manter sua integridade estrutural. Exemplos de materiais adequados para a camada de retenção superabsorvente 30 são polpas ligadas por ar quente disponíveis junto à Buckeye Technologies, Inc. de Memphis, Tennessee, EUA, sob a designação Vizorb 3008 que tem uma gramatura de 100 gsm e Vizorb 3010 que tem uma gramatura de 90 gsm.
Outro exemplo de um material adequado para uso como a
camada de retenção superabsorvente 30 é um material calandrado produzido por deposição a ar (airlaid) disponível comercialmente junto à EAM Corporation, Jessup, GA, EUA, sob a designação Novathin. Quando materiais caiandrados por deposição a ar (airlaid) são usados como a camada de retenção superabsorvente 30 tais materiais têm, de preferência, uma gramatura na faixa de cerca de 40 gsm a cerca de 90 gsm. A camada 5 de retenção superabsorvente 30 é, de preferência, livre de polímeros superabsorventes.
Outro exemplo de um material adequado para uso como a camada de retenção superabsorvente 30 são materiais para toalhas de papel comercialmente disponíveis.
Um método para fabricar o material composto absorvente 10
será agora descrito com referência à figura 2 que mostra uma representação esquemática de um aparelho 40 para fabricação do material composto absorvente 10. Conforme mostrado na figura 2, um material fibroso 12 é alimentado de um cilindro de suprimento 42 e conduzido em uma direção da 15 máquina por uma pluralidade de cilindros 44, 46 e 48 para uma estação de aplicação superabsorvente 50. A estação de aplicação superabsorvente 50 compreende um dispositivo de medição 52 estruturado e disposto para aplicar uma quantidade selecionada de polímero superabsorvente 22 a uma superfície de topo 18 do material fibroso 12. Dispositivos de medição para 20 aplicação de material particulado a um substrato são bem conhecidos para estes versados na técnica. Naturalmente, qualquer meio adequado conhecido por estes versados na técnica, como um bocal alimentado por pressão, cilindro dosador de escova, ou similares, pode ser utilizado para aplicar o material de polímero superabsorvente 22 à superfície de topo 18 do 25 material fibroso 12. Depois que o material de polímero superabsorvente 22 é aplicado à superfície de topo 18 do material fibroso 12, o material fibroso 12 é conduzido sobre um vibrador de alta frequência 54 que funciona para forçar mecanicamente o polímero superabsorvente 22 para dentro da matriz fibrosa 16 do material fibroso 12. Alternativamente, um vácuo disposto 30 abaixo da superfície de fundo 20 do material fibroso 12 pode ser utilizada para mover o polímero superabsorvente 22 para dentro da matriz fibrosa 16.
Consequentemente, o material fibroso 12 é adicionalmente conduzido em uma direção da máquina por uma pluralidade de cilindros 56, 58 e 60 para uma estação de aplicação de mistura absorvente 62. A estação de aplicação de mistura absorvente 62 inclui um dispositivo de medição 64 para aplicar uma faixa de polímero superabsorvente 26 à superfície de topo 5 18 do material fibroso 12. A estação de aplicação da mistura absorvente 62 inclui adicionalmente um aplicador de adesivo termo-fundido 66 que é direcionado ao material fibroso 12 e adaptado para aplicar uma faixa de adesivo 28 para a superfície de topo 18 do material fibroso 12. De preferência a faixa do adesivo 28 e faixa do polímero superabsorvente 26 se 10 misturam no meio do ar, formando assim a mistura absorvente 24, e então a mistura absorvente 24 é depositada na superfície de topo 18 do material fibroso 12.
Consequentemente, o material fibroso 12 é adicionalmente conduzido em uma direção de máquina por uma pluralidade de cilindros 66, 68 e 70. A camada de retenção superabsorvente 30 é então disposta adjacente à superfície de topo 32 da mistura 24 por meio dos cilindros 72 e 74. Então o substrato 12 e a camada de retenção superabsorvente 30 são passadas através de rolos mordentes 75 e 76 para assim aderirem a camada de retenção superabsorvente 30 à mistura absorvente 24. Consequentemente o material composto absorvente completo 10 é adicionalmente conduzido em uma direção da máquina pelos cilindros 77 e 78 e podem ser dispostos em uma forma cilíndrica para armazenamento ou podem ser adicionalmente conduzidos para incorporação em um produto absorvente sanitário descartável como um absorvente higiênico, absorvente higiênico feminino, tampão, fralda, produto para incontinência urinária ou similares.
É feita referência à figura 3 que ilustra uma vista seccional de um material composto absorvente 10a de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. O material composto absorvente 10a 30 inclui as mesmas características conforme descritas acima com relação ao material composto 10, entretanto o material composto absorvente 10a inclui adicionalmente uma pluralidade de fibras absorventes 17. Conforme mostrado, as fibras absorventes 17 são impregnadas dentro da matriz da fibra 16. As fibras absorventes 17 estão, de preferência, presentes no material fibroso 12 em uma quantidade entre 5% a cerca de 100%, em peso, do material fibroso 12, correspondendo a cerca de 3 gsm a cerca de 60 gsm.
As fibras absorventes 17 são selecionadas, de preferência, dentre tipos de fibras celulósicas, como, mas não se limitando a, polpa de madeira de lei, polpa de madeira macia, raiom e algodão. O material absorvente 10 pode incluir um único tipo de fibra absorvente destas listadas acima ou na alternativa podem incluir múltiplos tipos de fibra destas listadas acima (isto é, 10 uma mistura de fibras absorventes). Cada das fibras absorventes 17 tem, de preferência, um diâmetro da fibra dentre a faixa de 10 pm e 40 pm. As fibras individuais 14 formando o material fibroso 12 e as fibras absorventes 17 são selecionadas de forma que cada das fibras individuais 14 tenham um diâmetro de fibra que seja de pelo menos 1 pm maior do que um diâmetro 15 de fibra de cada das fibras absorventes 17.
Um método para fabricar o material composto absorvente 10a será agora descrito com referência à figura 4 que mostra uma representação esquemática de um aparelho 40a para fabricação do material composto absorvente 10. Conforme mostrado na figura 4, um material fibroso 12 é 20 alimentado de um cilindro de suprimento 42 e conduzido em uma direção da máquina por uma pluralidade de cilindros 44, 46 e 48 para uma estação de aplicação superabsorvente 50. A estação de aplicação superabsorvente 50 compreende um dispositivo de medição 52 estruturado e disposto para aplicar uma quantidade selecionada de polímero superabsorvente 22 a uma 25 superfície de topo 18 do material fibroso 12. Dispositivos de medição para aplicação de material particulado a um substrato são bem conhecidos para estes versados na técnica. Naturalmente, qualquer meio adequado conhecido por estes versados na técnica, como um bocal alimentado por pressão, cilindro dosador de escova, ou similares, pode ser utilizado para 30 aplicar o material de polímero superabsorvente 22 à superfície de topo 18 do material fibroso 12. Depois que o material de polímero superabsorvente 22 é aplicado à superfície de topo 18 do material fibroso 12, o material fibroso 12 é conduzido sobre um vibrador de alta frequência 54 que funciona para forçar mecanicamente o polímero superabsorvente 22 para dentro da matriz fibrosa 16 do material fibroso 12. Alternativamente, um vácuo disposto abaixo da superfície de fundo 20 do material fibroso 12 pode ser utilizada para mover o polímero superabsorvente 22 para dentro da matriz fibrosa 16.
Consequentemente o material fibroso é adicionalmente conduzido em uma direção da máquina por cilindros 100, 102 e 104 para uma tremonha de gravidade 106, ou similar, que é utilizado para aplicar uma quantidade selecionada de fibras absorventes 17 para uma superfície de 10 topo 18 do material fibroso 12. Se necessário, o material que forma as fibras absorventes pode ser alimentado através de um rolamento ou máquina de prensagem antes de que as fibras absorventes sejam alimentadas dentro da tremonha de gravidade (não mostrada nos desenhos). Consequentemente, o material fibroso 12 é adicionalmente conduzido a uma direção da máquina e 15 passado através de um aparelho de punção por agulha convencional 108 do tipo conhecido por estes versados na técnica. O aparelho de punção por agulha 108 funciona para impregnar as fibras absorventes 17 dentro do material fibroso 12 por meio de uma pluralidade de agulhas 110.
Como é conhecido por estes versados na técnica, um aparelho 20 de punção por agulha convencional inclui uma pluralidade de agulhas que são normalmente adaptadas para orientarem mecânicamente e entrelaçar as fibras de uma manta cardada ou de fiação contínua. Na presente invenção, as agulhas 110 do aparelho de punção por agulha 108 são usadas para impregnar as fibras absorventes 17 dentro do material fibroso 12. Uma agulha 25 110 adequada para uso no método aqui descrito é representada na figura 5 e figura 6. Conforme mostrado na figura 6, a agulha 110 geralmente inclui uma lâmina 112, uma farpa 114 e uma seção de garganta 116. A profundidade total da farpa da farpa 114 é indicada pela letra "d" na figura 6.
Para propósitos da presente invenção, é de importância crítica que a profundidade da farpa "d" seja selecionada de forma que um raio de cada das fibras absorventes 17 seja menor que a profundidade da farpa "d". O raio de cada fibra absorvente 17 é pelo menos 0,5 pm menor, por exemplo, 1 μπι menor do que a profundidade da farpa. Além disso, a profundidade da farpa "d" deve ser selecionada de forma que cada das fibras individuais 14 do material fibroso 12 tenha um raio que seja maior do que a profundidade da farpa "d". O raio de cada fibra individual 14 do 5 material fibroso 12 é pelo menos 0,5 pm maior, por exemplo, 1 pm maior do que a profundidade da farpa. Se você tem um material fibroso denier múltiplo 12, o diâmetro da fibra de diâmetro menor 14 deve ser maior do que o diâmetro de cada das fibras absorventes 17.
Ao selecionar a profundidade de farpa "d" conforme descrito acima, a pluralidade de agulhas 110 no aparelho de punção por agulha efetivamente retém as fibras absorventes 17 e assim pode impregnar tais fibras absorventes 17 entre o material fibroso 12, conforme mostrado nas figuras 7-10. Por outro lado, a pluralidade de agulhas 110 não irá reter as fibras individuais 14 do material fibroso 12 e assim não irão destruir as propriedades de "alta maciez" do material fibroso 12. Desta maneira o material composto absorvente final 10 é dotado de propriedades superiores de manuseio de fluidos enquanto ainda retém a alta propriedade de maciez do material fibroso 12. Agulhas particularmente úteis no presente método estão disponíveis comercialmente junto à Foster Needle Co., Inc., Manatowoc, Wisconsin, EUA, sob a designação de produto "The Foster Formed Barb" (farpa formada Foster).
Consequentemente, o material fibroso 12 é adicionalmente conduzido em uma direção da máquina por uma pluralidade de cilindros 56, 58 e 60 para uma estação de aplicação de mistura absorvente 62. A estação 25 de aplicação de mistura absorvente 62 inclui um dispositivo de medição 64 para aplicar uma faixa de polímero superabsorvente 26 à superfície de topo 18 do material fibroso 12. A estação de aplicação da mistura absorvente 62 inclui adicionalmente um aplicador de adesivo termo-fundido 66 que é direcionado ao material fibroso 12 e adaptado para aplicar uma faixa de 30 adesivo 28 para a superfície de topo 18 do material fibroso 12. De preferência a faixa do adesivo 28 e faixa do polímero superabsorvente 26 se misturam no meio do ar, formando assim a mistura absorvente 24, e então a mistura absorvente 24 é depositada na superfície de topo 18 do material fibroso 12.
Novamente com referência à figura 4, o material fibroso 12 é adicionalmente conduzido em uma direção da máquina por uma pluralidade de cilindros 66, 68 e 70. A camada de retenção superabsorvente 30 é então disposta adjacente à superfície de topo 32 da mistura 24 por meio dos cilindros 72 e 74. Então o substrato 12 e a camada de retenção superabsorvente 30 são passadas através de rolos mordentes 75 e 76 para assim aderirem a camada de retenção superabsorvente 30 à mistura absorvente 24. Consequentemente o material composto absorvente completo 10 é adicionalmente conduzido em uma direção da máquina pelos cilindros 77 e 78 e podem ser dispostos em uma forma cilíndrica para armazenamento ou podem ser adicionalmente conduzidos para incorporação em um produto absorvente sanitário descartável como um absorvente higiênico, absorvente higiênico feminino, tampão, fralda, produto para incontinência urinária ou similares.
Materiais compostos absorventes 10 de acordo com a presente invenção, conforme descritos anteriormente nesta, são finos, macios e exibem propriedades de resiliência superior em ambos os estados seco e 20 molhado. Surpreendentemente, materiais compostos absorventes 10 de acordo com a presente invenção exibem as propriedades mencionadas acima enquanto ao mesmo tempo exibem características superiores de manuseio de fluidos.
Referência é feita às figuras 11-14 que mostram um artigo 25 absorvente, e em particular um absorvente higiênico 80, de acordo com a presente invenção. Conforme mostrado na figura 12, o absorvente higiênico 80 geralmente inclui uma camada de cobertura permeável a líquidos 82, uma camada de barreira impermeável a líquidos 84 e o material composto absorvente 10 disposto entre si. O absorvente higiênico 80 pode, ainda 30 opcionalmente incluir uma camada de distribuição de fluido 85 disposta entre a camada de cobertura 82 e o material composto absorvente 10.
A camada de cobertura 82 pode ser um material de manta de não tecido com densidade relativamente baixa, volumoso e altamente macio. A camada de cobertura 82 pode ser composta por somente um tipo de fibra, como poliéster ou polipropileno, ou ela pode incluir uma mistura de mais de uma fibra. A cobertura pode ser composto por fibras bi-componentes ou 5 conjugadas que têm um componente com um ponto de fusão baixo e um componente com um ponto de fusão alto. As fibras podem ser selecionadas a partir de uma variedade de materiais naturais e sintéticos como náilon, poliéster, raiom (em combinação com outras fibras), algodão, fibra acrílica e similares, bem como combinações dos mesmos. De preferência, a camada 10 de cobertura 82 tem uma gramatura na faixa de cerca de 10 gsm a cerca de 75 gsm.
Fibras bicomponentes podem ser formadas por uma camada de poliéster e uma bainha de polietileno. O uso de materiais bicomponentes adequados resulta em um pano não tecido fundível. Exemplos desses panos 15 fundíveis são descritos na patente US n° 4.555.430 concedida em 26 de novembro de 1985 à Chicopee. O uso de um pano fundível aumenta a facilidade com que a camada de cobertura pode ser montada na camada absorvente e/ou na camada de barreira.
A camada de cobertura 82 tem, de preferência, um grau 20 relativamente alto de molhabilidade, embora as fibras individuais que compreendem a cobertura podem não ser particularmente hidrofílicas. O material de cobertura deve conter também um grande número de poros relativamente grandes. Isto é necessário pois a camada de cobertura 82 é projetada para absorver fluidos corpóreos rapidamente e transportá-los para 25 longe do corpo e do ponto de deposição. Portanto, a camada de cobertura contribui pouco para o tempo que o absorvente leva para absorver uma determinada quantidade de líquido (tempo de penetração).
Vantajosamente, as fibras que compõem a camada de cobertura 82 não devem perder suas propriedades físicas quando são umedecidas, em outras palavras, não devem se esfacelar ou perder sua resiliência quando submetidas a água ou a fluidos corpóreos. A camada de cobertura 82 pode ser tratada para permitir que fluido passe através dela prontamente. A camada de cobertura 82 também funciona para transferir o fluido rapidamente às camadas subjacentes do absorvente. Deste modo, a camada de cobertura 82 é vantajosamente umedecível, hidrofílica e porosa. Quando composta por fibras sintéticas hidrofóbicas como fibras de poliéster 5 ou bi-componentes, a camada de cobertura 82 pode ser tratada com um tensoativo para conferir o grau desejado de molhabilidade.
Materiais de cobertura de não tecido particularmente adequados para uso na presente invenção são materiais de cobertura ligados por ar quente comercialmente disponíveis junto à Shalag Industries, Ltd., Upper Galilee, Israel, sob os códigos de produtos STA4ETW27, STA5ETW27, STAFEPW27, STA5EPW27, STAPPER22 e STAFETW22.
Alternativamente, a camada de cobertura 82 pode também ser produzida a partir de filmes de polímero que tem poros largos. Devido a essa alta porosidade, o filme cumpre a função de transferir rapidamente o fluido corpóreo para as camadas internas das camadas absorventes subjacentes.
A camada de cobertura 82 pode ser fixada ao material composto absorvente subjacente 10 e/ou a camada de barreira 84, por adesão e/ou outros meios adequados conhecidos pelos versados na técnica. A camada de cobertura 82 pode também ser fixada à camada de distribuição de fluido subjacente 85 se tal camada for empregada.
Subjacente à camada de cobertura 82 está a camada de distribuição de fluido opcional 85. A camada de distribuição de fluido opcional 85 funciona para receber fluido corporal da camada de cobertura 82 e mantenha o mesmo até que o composto absorvente 10 tenha uma 25 oportunidade de absorver o fluido. A camada de distribuição de fluido 85 é, de preferência, mais densa e dotada de uma maior proporção de poros menores, em relação à camada de cobertura 82. Esses atributos permitem que a camada de distribuição de fluido 85 contenha o fluido corpóreo e o mantenha afastado do lado externo da camada de cobertura 82, evitando 30 assim que o fluido torne a molhar a camada de cobertura 82.
Em outra modalidade da invenção, a camada de distribuição de fluido 85 pode consistir de um material fibroso incluindo fibras de polpa de madeira, fibras de poliéster, fibras de raiom ou combinações das mesmas. A camada de distribuição de fluidos pode, também, compreender fibras termoplásticas com o propósito de estabilizar a camada e manter sua integridade estrutural. Exemplos de materiais adequados para a camada de 5 distribuição de fluido 85 são materiais de polpa ligados por ar quente disponíveis junto à Buckeye Technologies, Inc. de Memphis, Tennessee, EUA, sob a designação Vizorb 3008 que tem uma gramatura de 100 gsm e Vizorb 3010 que tem uma gramatura de 90 gsm.
Outro exemplo de um material adequado para uso como a camada de distribuição de fluido 85 é um material calandrado produzido por deposição a ar (airlaid) disponível comercialmente junto à EAM Corporation, Jessup, GA, EUA, sob a designação Novathin. A camada de distribuição de fluido 85 é, de preferência, livre de polímeros superabsorventes.
Subjacente ao material composto absorvente 10 encontra-se 15 uma camada de barreira 84 que compreende um material de filme impermeável a líquidos, de modo a impedir que o líquido aprisionado na camada composta absorvente 10 saia do absorvente higiênico e manche a roupa íntima do usuário. A camada de barreira 84 é, de preferência, produzida a partir de filme polimérico, embora possa ser produzida a partir 20 de material impermeável a líquidos e permeável a ar, como não tecidos tratados com repelente, ou filmes ou espumas microporosos.
A camada de barreira 84 pode ser respirável, isto é, permite que vapor transpire. Materiais conhecidos para este propósito incluem materiais não tecidos e filmes microporosos nos quais a microporosidade é 25 criada por, entre outros, estiramento de um filme orientado. Camadas únicas ou múltiplas de filmes permeáveis, tecidos, materiais produzidos por fusão e sopro, e combinações dos mesmos, que oferecem uma trajetória tortuosa e/ou cujas características superficiais oferecem uma superfície repelente à penetração de líquidos também podem ser usadas para se obter uma 30 camada inferior respirável. A camada de cobertura 82 e a camada de barreira 84 são, de preferência, unidas ao longo de suas porções marginais, de modo a formar um invólucro ou vedação de flange que mantém a camada composta absorvente 10 capturada. A união pode ser feita por meio de adesivos, ligação a quente, união por ultra-som, vedação por frequência de rádio, frisagem mecânica, e similares, e combinações dos mesmos.
Um adesivo para posicionamento pode ser aplicado à 5 superfície voltada para a peça de vestuário da camada de barreira 84 para ligar o absorvente 80 a uma peça de vestuário durante o uso. O adesivo para posicionamento pode ser coberto por um papel de proteção removível, de modo que o adesivo para posicionamento é coberto pelo papel de proteção removível antes do uso.
Os artigos absorventes desta invenção podem incluir ou não
asas, abas ou orelhas para fixar o artigo absorvente a uma roupa íntima. Asas, também chamadas, entre outras coisas, abas ou guias, e seu uso em artigos de proteção sanitária é descrito na patente US n° 4.687.478 para Van Tilburg; Patente US n° 4.589.876 também para Van Tilburg, Patente US n° 15 4.900.320 para McCoy, e Patente US n° 4.608.047 para Mattingly. As descrições destas patentes estão aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade. Conforme apresentado nos documentos acima, asas são, geralmente, flexíveis e configuradas para serem dobradas sobre as bordas da roupa íntima, de modo que as asas ficam dispostas entre as bordas da 20 roupa íntima.
Referência agora é feita às figuras 13 e 14 que mostram vistas seccionais tomadas ao longo da linha x-x na figura 11 e mostram modalidades alternativas do absorvente higiênico 80 mostrado na figura 11. Conforme mostrado na figura 13, o material composto absorvente 10 pode 25 ser disposto no absorvente higiênico 80 de forma que a camada de retenção superabsorvente 30 esteja disposta em uma superfície adjacente à superfície de contato com a camada de barreira 84. A modalidade do absorvente 80 mostrado na figura 13 inclui uma camada de distribuição de fluido 85. Naturalmente, entretanto, a camada de distribuição de fluido 85 30 poderia ser omitida de forma que a segunda superfície 20 do material fibroso 12 esteja disposta em contato de superfície com superfície com a camada de cobertura 82. Alternativamente, conforme mostrado na figura 14, o material composto absorvente 10 pode ser disposto no absorvente higiênico 80 de forma que a camada de retenção superabsorvente 30 esteja disposta em uma superfície adjacente à superfície de contato com a camada de cobertura 82.
Artigos absorventes de acordo com a presente invenção, conforme descritos acima, são finos, acolchoados, macios, exibem propriedades superiores de resiliência em ambos os estados seco e molhados e também exibem características de manuseio de fluido superior.
Claims (22)
1. Artigo absorvente que compreende: uma camada de cobertura permeável a líquidos; uma camada de barreira impermeável a líquidos, e um material composto absorvente disposto entre a camada de cobertura e a camada de barreira; em que o material composto absorvente compreende um material fibroso incluindo uma pluralidade de fibras individuais formando uma matriz de fibra e um material aglutinante presente em uma quantidade de cerca de 20% a cerca de 60%, em peso, do material fibroso, o material fibroso tendo uma primeira e segunda superfícies opostas, o polímero superabsorvente disperso dentro da matriz da fibra e uma mistura absorvente disposta adjacente à primeira superfície do material fibroso, a mistura absorvente compreendendo um polímero superabsorvente e adesivo.
2. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que o material fibroso é um material de não tecido que tem uma densidade menor do que 0,05 g/cc.
3. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 2, em que o material fibroso é um material de não tecido de alta maciez que tem uma densidade entre 0,01 g/cc e 0,03 g/cc.
4. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 3, em que cada das fibras individuais é não absorvente.
5. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 3, em que cada das fibras individuais é selecionada do grupo consistindo de poliéster, náilon, copoliéster, polietileno, polipropileno, ácido polilático, e fibras bicomponentes incluindo estes materiais.
6. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que cada das fibras individuais tem um denier na faixa de cerca de 5 a cerca de 25.
7. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que cada das fibras individuais tem um denier na faixa de cerca de 6 a cerca de 10.
8. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 7, em que o material fibroso é completamente livre de material celulósico.
9. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 8, em que o material fibroso tem uma gramatura entre cerca de 50 gsm e 150 gsm.
10. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que o polímero superabsorvente disperso dentro da matriz de fibra está presente no composto absorvente em uma quantidade entre cerca de 50% a cerca de 150%, em peso.
11. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 10, em que o polímero superabsorvente disperso dentro da matriz de fibra está presente em uma quantidade de cerca de 80 gsm a cerca de 150 gsm.
12. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que a mistura absorvente consiste de um polímero superabsorvente e adesivo.
13. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que a mistura absorvente inclui entre cerca de 90% e cerca de 98% de superabsorvente, em peso, e cerca de 10% e 2% de adesivo, em peso.
14. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, em que o material composto absorvente compreende adicionalmente uma camada de retenção superabsorvente.
15. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 14, em que a camada de retenção superabsorvente é disposta adjacente a uma superfície de topo da mistura absorvente.
16. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 15, em que a camada de retenção superabsorvente é um material de tecido.
17. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 15, em que a camada de retenção superabsorvente é um material de polpa ligado por ar quente.
18. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 15, em que a camada de retenção superabsorvente é um material calandrado produzido por deposição a ar (airlaid).
19. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 15, em que o material composto absorvente é disposto de maneira que a camada de retenção superabsorvente seja disposta em contato de superfície a superfície com a camada de barreira.
20. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente uma camada de distribuição de fluido disposta entre a camada de cobertura e o material composto absorvente.
21. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente uma pluralidade de fibras absorventes dispostas dentro da matriz de fibra.
22. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 21, em que as fibras absorventes estão presentes no material fibroso em uma quantidade entre cerca de 5% e 100%, em peso, do material fibroso.
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