BR112020009543A2

BR112020009543A2 - artigo absorvente e métodos de produção de artigos absorventes

Info

Publication number: BR112020009543A2
Application number: BR112020009543-5A
Authority: BR
Inventors: Malin Lundman; Shabira Abbas; Gunnar Westman; Filip NYLANDER
Original assignee: Essity Hygiene And Health Aktiebolag
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-11-03
Also published as: US20200383846A1; EP3720404A1; CN111447906A; JP2021505278A; MX2020005853A; WO2019110787A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um artigo absorvente (10) e a um método de fabricação do artigo absorvente que compreende um corpo absorvente (12) e um componente de espuma (14) que possui estrutura de células abertas sólida, em que a fase sólida na espuma compreende paredes celulares que compreendem poliuretano. O poliuretano compreende um produto de reação de isocianato ou equivalente de isocianato e uma mistura de hemicelulose e poliol. A hemicelulose está presente na mistura em quantidade de 5 a 80% em peso, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol. A hemicelulose é compreendida nas paredes celulares da espuma. A presente invenção também se refere ao componente de espuma aplicado a um veículo.

Description

“ARTIGO ABSORVENTE E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE ARTIGOS ABSORVENTES” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um artigo absorvente que compreende um componente de espuma de poliuretano que possui estrutura de células abertas sólida. A presente invenção também se refere a um método de fabricação do artigo absorvente que compreende o componente de espuma.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Para artigos absorventes, tais como fraldas, produtos de incontinência ou absorventes higiênicos, existem grandes exigências relativas aos produtos, que devem ser macios, confortáveis durante o uso e podem lidar com quantidades relativamente grandes de fluidos do corpo, tais como urina e/ou fluido menstrual. Os fluidos possuem viscosidades diferentes e, portanto, necessitam de diferentes propriedades dos materiais utilizados nos artigos absorventes. Ao mesmo tempo, é necessário que os produtos forneçam ao usuário sensação seca e impressão visual de que os fluidos do corpo são absorvidos pelo artigo absorvente. Os artigos contêm frequentemente, portanto, diversas camadas de materiais para adaptar melhor os artigos aos usos desejados.

[003] Materiais de espuma vêm sendo utilizados em artigos absorventes, por exemplo, para melhorar as propriedades de manuseio de líquidos, tais como propriedades de recebimento de líquidos, e aumentar o conforto dos artigos. Exemplo de um artigo que contém uma camada de espuma é descrito, por exemplo, em WO 2014098679. As camadas de espuma podem compreender uma espuma termoplástica ou espuma termorretrátil e podem ser selecionadas a partir de uma ampla variedade de espumas poliméricas.

[004] Foram realizados esforços contínuos para reduzir a carga ambiental dos artigos absorventes enquanto o conforto dos artigos é aprimorado. Existe ainda, entretanto, espaço para aprimoramentos e o desejo de tornar os artigos absorventes mais ecológicos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] Artigos absorventes que contêm um componente de espuma podem frequentemente possuir sensação confortável durante o uso. O componente de espuma pode ser baseado em poliuretano, pois poliuretano é macio, maleável e flexível, o que torna o produto confortável. Embora poliuretano seja confortável, ele também possui propriedades de manuseio de líquidos apropriadas para uso, por exemplo, em artigos de higiene pessoal, tais como fraldas, absorventes higiênicos ou fraldas geriátricas, ou mesmo em produtos de tratamento de feridas. Seria, portanto, desejável utilizar espuma de poliuretano em artigos absorventes. Espuma de poliuretano (PU), entretanto, é produzida por meio da reação de isocianato com poliol na presença de catalisador e/ou radiação UV. Polióis são geralmente baseados em petróleo e existe o desejo de reduzir o uso de materiais com base em petróleo.

[006] O objetivo da presente invenção é, portanto, o de fornecer um artigo absorvente que compreende um componente de espuma de poliuretano que é mais ecológico que artigos conhecidos anteriormente que contêm materiais de espuma de poliuretano. Observou-se que a carga ambiental pode ser reduzida por meio de redução da quantidade de materiais de partida com base em petróleo no material de espuma.

[007] Um objeto adicional da presente invenção é o de fornecer artigos absorventes com componente de espuma de poliuretano, que pode ser facilmente fabricado e possui propriedades de manipulação de líquidos apropriadas. Além disso, é um objeto fornecer artigos absorventes cujo uso seja confortável. Outro objeto é o de fornecer artigos absorventes com um componente de espuma que possa ser utilizado como camada de obtenção de líquidos, camada de armazenamento e/ou camada de distribuição em artigos absorventes. É, portanto, um objeto fornecer artigos absorventes com um componente de espuma que possua a capacidade de receber líquido rapidamente, distribuí-lo na estrutura e armazená-lo. Além disso, é um objeto fornecer um produto absorvente com maior hidrofilicidade e, portanto, maior absorção de líquido.

[008] Os objetos acima são obtidos por um artigo absorvente que compreende um componente de espuma e um método de fabricação do artigo absorvente conforme definido nas reivindicações anexas.

[009] O artigo absorvente de acordo com a presente invenção compreende um material de partida renovável que substitui ao menos parcialmente um material de partida com base em petróleo em espuma de PU.

São, portanto, menos materiais de partida com base em petróleo que nos artigos absorventes que contêm espuma de acordo com o estado da técnica. O artigo absorvente compreende um corpo absorvente e um componente de espuma que possui uma estrutura de células abertas sólida. A fase sólida na espuma compreende paredes celulares que compreendem poliuretano.

Segundo a presente invenção, o poliuretano compreende um produto de reação de um isocianato ou equivalente de isocianato e uma mistura de hemicelulose e poliol. Pelo menos uma parte do poliol é, portanto, substituída por hemicelulose, em que a quantidade de materiais de partida com base em petróleo pode ser reduzida enquanto o artigo absorvente é confortável para uso. A hemicelulose é adequadamente presente na mistura em quantidade de 5 a 80% em peso, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol.

A hemicelulose é compreendida nas paredes celulares da espuma. O componente de espuma é utilizado no artigo absorvente, em que o artigo absorvente obtém quantidade reduzida de material de partida com base em petróleo e é mais ecológico. A espuma possui propriedades similares a espumas de poliuretano (PU) convencionais e, portanto, pode ser utilizada como camada de obtenção de líquidos, camada de armazenamento e/ou camada de distribuição em artigos absorventes. Além disso, o componente de espuma é macio, flexível e, portanto, confortável para uso.

[0010] A hemicelulose pode estar presente na mistura em quantidade de até 70% em peso, inclusive, opcionalmente até 50% em peso, inclusive, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol. Quanto mais alto o teor de hemicelulose, menos hidrofóbica se torna a espuma. A hemicelulose pode estar presente na mistura em quantidade de pelo menos 5% em peso ou a partir de 10% em peso. É possível, portanto, controlar as propriedades de retenção de líquidos do componente de espuma.

[0011] A hemicelulose pode compreender pelo menos um dentre xiloglucano, glucomanano, manano, xilano, arabinoxilano, arabinogalactano e glucuronoxilano, todos os quais são hemiceluloses comuns e podem ser facilmente obtidos, por exemplo, a partir de produtos de madeira ou de cereais, tais como cascas de grãos.

[0012] A hemicelulose pode ser distribuída ao longo de todas as paredes celulares da espuma, conforme avaliado por meio de microscopia de varredura a laser confocal (CLSM). Como a hemicelulose é distribuída ao longo de todas as paredes celulares, as características do material de espuma serão idênticas ao longo de todo o material.

[0013] O raio de poros da espuma pode ser de 1-500 µm, definido como a maior extensão da célula aberta no plano X-Y visível em uma imagem de Microscopia Eletrônica de Varredura Ambiental (ESEM). Além disso, a espuma pode exibir distribuição de volume de poros, medida por meio de PVD em n-hexadecano, na faixa de raios de poros de 5-425 µm. Essa espuma é útil porque possui lacunas maiores que podem fornecer melhor transporte de líquidos e lacunas menores que possuem melhores propriedades de retenção.

Alto teor de poros finos aumenta a capacidade de capturar grandes quantidades de líquido, o que, por sua vez, resulta em boa velocidade de absorção e capilaridade, o que pode ser desejável em certos tipos de produtos absorventes.

[0014] A espuma pode possuir valor de capacidade de inchaço livre (FSC) de 8-30 g/g, conforme medido por meio do teste padrão NWSP

240.0.R2 (15). A espuma pode possuir capacidade de retenção (CRC) determinada por meio de um Teste da Capacidade de Retenção Centrífuga de 0,5 a 15 g/g, conforme medido por meio do teste padrão NWSP 241.0.R2 (15). A espuma de acordo com a presente invenção pode, portanto, possuir capacidade de retenção aprimorada em comparação com espumas de PU convencionais.

[0015] A espuma pode possuir ângulo de contato de menos de 100°, medido de acordo com o método TAPPI T558PM-95 (1995) em intervalo de tempo de 0,05 a 10,06 s. A espuma de acordo com a presente invenção é, portanto, menos hidrofóbica que material de PU que não contém hemicelulose.

[0016] Para aumentar ainda mais o conforto do artigo absorvente, o componente de espuma pode compreender amaciante como aditivo.

[0017] O componente de espuma pode ser também aplicado sobre um veículo. O veículo pode ser uma camada fibrosa e o componente de espuma pode ser integrado à estrutura fibrosa. As fibras podem ser fibras de celulose, fibras sintéticas ou uma de suas combinações. A camada veículo fibrosa exibida na Fig. 11 à Fig. 16 é uma camada não tecida com peso de superfície de 150 g/m2 que contém 20-25% em peso de fibras bicomponentes de PP/PET e 75-80% em peso de fibras de PET. Uma vantagem que possui o componente de espuma aplicado sobre um veículo é o aumento da resistência.

[0018] O componente de espuma pode também compreender Celulose Microfibrilada (MFC) e/ou Celulose Nanofibrilada.

[0019] O termo “nanofibrilas” indica fibrilas individuais que possuem diâmetro menor ou igual a 100 nm em todos os pontos ao longo da nanofibrila. O limite inferior prático 5 para o diâmetro de fibras é de cerca de 1 nm. O diâmetro pode variar ao longo do seu comprimento. As nanofibrilas podem existir na forma de fibras individuais e/ou conjuntos de nanofibrilas. A expressão “celulose nanofibrilada (NFC)" é utilizada de forma intercambiável com o termo ”nanofibrilas”.

[0020] O termo "microfibras" indica fibras individuais que possuem diâmetro maior ou igual a 100 nm, mas menor ou igual a 100 µm em todos os pontos ao longo da microfibra. Mais especificamente, as microfibras podem possuir diâmetro de mais de 100 nm, mas menos de 15 ou igual a 10 µm ou diâmetro maior que 100 nm, mas menor ou igual a 1 µm. O diâmetro pode variar ao longo do comprimento da microfibra. As microfibras podem existir na forma de microfibras individuais e/ou conjuntos de microfibras no composto. O termo MFC (celulose microfibrilada) é utilizado de forma intercambiável com o termo “microfibras”. Celulose microfibrilada pode compreender uma fração de nanofibrilas.

[0021] Segundo uma realização, o artigo absorvente pode ser absorvente higiênico, fralda geriátrica ou fralda que compreende ainda uma folha superior permeável a líquidos e uma folha de fundo impermeável a líquidos, em que o corpo absorvente e o componente de espuma são encerrados entre a folha superior e a folha de fundo. O corpo absorvente pode compreender um material de entrada de líquidos e o componente de espuma pode ser compreendido no material de entrada de líquidos que é disposto em contato direto ou indireto com o corpo absorvente, em que o material de entrada de líquidos está localizado entre o corpo absorvente e a folha superior permeável a líquidos. O componente de espuma é apropriado para a funcionalidade como camada de entrada de líquidos ou camada de distribuição de líquidos em artigos absorventes devido à estrutura de células abertas, que permite a distribuição homogênea do fluido para o corpo absorvente.

[0022] Alternativamente, o artigo absorvente pode ser um produto de tratamento de feridas para absorção de fluidos do corpo, tais como sangue e/ou exsudados. O componente de espuma pode também funcionar nesses produtos como camada de entrada de líquidos e/ou como camada de absorção de choques.

[0023] Os objetos mencionados acima são também atingidos por meio de um método de produção de artigos absorventes que compreende as etapas de: a. fornecimento de um componente de espuma por meio de um método que compreende as etapas de: i. dissolução de hemicelulose em solvente e fornecimento de uma suspensão de hemicelulose; ii. mistura da suspensão de hemicelulose e poliol, fornecendo uma mistura de hemicelulose e poliol, em que a quantidade de hemicelulose é de 5 a 80% em peso, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol; iii. adição de catalisador e, opcionalmente, um ou mais aditivos à mistura de hemicelulose e poliol; iv. secagem da mistura obtida a partir da etapa (ii) ou (iii), de forma que o teor de água seja de menos de 20% em peso, preferencialmente de 2-15% em peso e, de preferência superior, de 4-10% em peso; v. colocação da mistura da etapa (iv) em temperatura previamente determinada; vi. adição de isocianato ou equivalente de isocianato à mistura da etapa (v) e realização de mistura; vii. reação da mistura da etapa (vi) para fornecer espuma;

viii. estabilização da espuma; e ix. corte da espuma para fornecer o componente de espuma; b. fornecimento de um corpo absorvente e, opcionalmente, componentes adicionais para o artigo absorvente; e c. montagem do corpo absorvente, do componente de espuma e dos componentes adicionais opcionais juntos para fornecer o artigo absorvente.

[0024] Segundo a presente invenção, a etapa (i) e a etapa (ii) são conduzidas antes da etapa (iv). Caso contrário, a ordem mútua entre a etapa (i), etapa (ii), etapa (iii) e etapa (iv) pode variar.

[0025] O método pode ser realizado em equipamento de montagem existente para artigos absorventes, de forma que não há necessidade de altos investimentos. O componente de espuma também possui propriedades mecânicas similares a componentes de espuma de PU convencionais, o que é uma vantagem no processo de fabricação.

[0026] O método pode incluir adicionalmente a etapa de adição de um agente ativo na superfície, que é óleo de silicone, à mistura de hemicelulose e poliol na etapa (iii). Desta forma, as propriedades de geração de espuma podem ser aprimoradas, enquanto a espuma obtém propriedades desejáveis.

[0027] O método pode incluir adicionalmente uma etapa de adição de amaciante à mistura de hemicelulose e poliol da etapa (iii). O amaciante pode afetar as propriedades mecânicas da espuma.

[0028] No método, a temperatura previamente determinada na etapa (v) pode ser de 10 a 50 °C, em que o isocianato ou equivalente de isocianato adicionado na etapa (vi) possui temperatura maior ou igual. Desta forma, a etapa pode ser realizada em condições ambiente.

[0029] O isocianato pode ser di-isocianato e pode possuir valor índice de 100-110, calculado como razão peso real:peso teórico, multiplicada por 100. Desta forma, obtém-se rendimento adequado.

[0030] Na etapa (b), componentes adicionais que incluem uma folha superior permeável a líquidos e uma folha de fundo impermeável a líquidos podem ser fornecidos ao artigo absorvente. Na etapa (c), o corpo absorvente e o componente de espuma podem ser incluídos entre a folha superior e a folha de fundo.

[0031] O método pode incluir adicionalmente uma etapa de transferência da mistura para um veículo na etapa (vi). No método que inclui uma portadora, o método não inclui necessariamente a etapa (ix) de corte da espuma para fornecer o componente de espuma. Ao fabricar a espuma, entretanto, a superfície externa da espuma pode formar uma camada de filme impermeável a líquidos fina sem poros abertos e, portanto, pode ser vantajoso retirar essa camada de filme fino externo, por exemplo, por meio de corte, para aumentar a entrada de líquido para o componente de espuma.

[0032] O método pode incluir ainda a adição de Celulose Microfibrilada ao componente na etapa (i) de dissolução da hemicelulose em dispersão aquosa de Celulose Microfibrilada (MFC) e fornecimento de suspensão de hemicelulose que inclui a Celulose Microfibrilada (MFC).

[0033] A presente invenção também se refere a um artigo absorvente produzido por meio do método descrito acima.

[0034] Características e vantagens adicionais do artigo absorvente de acordo com a presente invenção são descritas abaixo com referência à descrição detalhada e aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0035] A Fig. 1 exibe esquematicamente uma fralda aberta a partir de vista lateral como exemplo de artigo absorvente de acordo com a presente invenção.

[0036] A Fig. 2 exibe esquematicamente as camadas da fralda da Fig. 1 em corte transversal.

[0037] A Fig. 3a ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que possui 0% de hemicelulose que substitui poliol.

[0038] A Fig. 3b ilustra ampliação de 1000x do mesmo componente de espuma ilustrado na Fig. 3a.

[0039] A Fig. 4a ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que possui 10% de hemicelulose que substitui poliol.

[0040] A Fig. 4b ilustra ampliação de 1000x do mesmo componente de espuma ilustrado na Fig. 4a.

[0041] A Fig. 5a ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que possui 20% de hemicelulose que substitui poliol.

[0042] A Fig. 5b ilustra ampliação de 1000x do mesmo componente de espuma ilustrado na Fig. 5a.

[0043] A Fig. 6a ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que possui 30% de hemicelulose que substitui poliol.

[0044] A Fig. 6b ilustra ampliação de 1000x do mesmo componente de espuma ilustrado na Fig. 6a.

[0045] A Fig. 7a ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que possui 50% de hemicelulose que substitui poliol.

[0046] A Fig. 7b ilustra ampliação de 1000x do mesmo componente de espuma ilustrado na Fig. 7a.

[0047] A Fig. 8 ilustra CLSM com imagens de fluorescência nas quais a hemicelulose, incluída em diferentes teores, é marcada.

[0048] A Fig. 9 ilustra a distribuição de volume de poros com relação ao raio dos poros.

[0049] A Fig. 10 ilustra o ângulo de contato em função do tempo de material de referência de espuma de PU e espuma de PU de acordo com a presente invenção na qual 50% em peso do poliol são substituídos por hemicelulose.

[0050] A Fig. 11 ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 100x da estrutura de um componente de espuma que contém 50% de hemicelulose que substitui poliol integrado a uma camada veículo fibrosa.

[0051] A Fig. 12 ilustra, por meio de SEM ambiental, ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que contém 50% de hemicelulose que substitui poliol integrado a uma camada veículo fibrosa e ampliação de 350x do mesmo componente de espuma integrado a uma camada veículo fibrosa.

[0052] A Fig. 13 ilustra ampliação de 150x de duas estruturas diferentes de componentes de espuma que contêm 50% de hemicelulose que são integrados a camadas veículo fibrosas.

[0053] A Fig. 14 ilustra ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que contém 50% de hemicelulose, que é integrada a uma camada veículo fibrosa, e ampliação de 80x do mesmo componente de espuma integrado a uma camada veículo fibrosa. O componente de espuma é um componente desintegrado no interior do veículo fibroso e não uma camada de espuma contínua.

[0054] A Fig. 15 ilustra ampliação de 150x da estrutura de um componente de espuma que contém 50% de hemicelulose. Conforme observado na figura, a espuma possui estrutura de poros abertos.

[0055] A Fig. 16 ilustra ampliação de 80x da estrutura de um componente de espuma que contém 25% de hemicelulose e 25% de Celulose Microfibrilada (MFC).

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0056] O artigo absorvente de acordo com a presente invenção compreende um componente de espuma que compreende ou consiste em espuma construída com uma rede tridimensional contínua ou estrutura celular de fase sólida, que rodeia uma fase gasosa nela dispersa. O componente de espuma porosa contém poros e cavidades conectadas entre si para formar uma rede interconectada fina. Essa espuma é estável tanto em condições secas quanto úmidas e não se desmancha sob pressão. Na espuma, a fase sólida é um material polimérico que forma a estrutura celular por meio de paredes celulares na fase celular contínua. Desta forma, as paredes celulares constituem a fase sólida da espuma. As células podem possuir diferentes formatos, tamanhos e topografias e podem ser abertas. Na estrutura de células abertas, as células comunicam-se entre si e delimitam as células que compreendem a fase gasosa no seu interior. A espuma pode, portanto, ser utilizada, por exemplo, como camada de entrada de líquidos em um produto absorvente, pois o líquido pode entrar facilmente na espuma. A espuma pode compreender quantidade menor de células fechadas. Por possuir maioria de células abertas, entretanto, pode ser obtida a funcionalidade como camada de entrada de líquidos ou camada de distribuição de líquidos em artigos absorventes. O componente de espuma polimérica de células abertas pode funcionar alternativa ou adicionalmente como absorvente de líquidos. O componente pode ser fortemente comprimido e pode possuir capacidade de inchar quando em contato com líquidos, em que o líquido é absorvido na estrutura celular da espuma. A espuma pode, portanto, possuir propriedades hidrofílicas. A hidrofilicidade e/ou a capacidade de umectação são tipicamente definidas em termos de ângulo de contato de espuma e descritas com mais detalhes abaixo. A estrutura de espuma pode compreender vários poros interconectados finos que podem ser capazes de absorver líquidos.

[0057] Com relação à presente invenção, “hidrofílico” indica que, quando uma superfície de substrato for umedecida por fluidos aquosos (por exemplo, fluidos do corpo aquosos), afirma-se que a superfície é umedecida por um fluido (ou seja, hidrofílico) quando o ângulo de contato entre o fluido e a superfície for de menos de 90 graus, conforme medido a 0,1 segundos utilizando-se o Teste de Absorção Dinâmica descrito abaixo. Por outro lado, superfícies são consideradas “hidrofóbicas” se o ângulo de contato for de mais de 90 graus, conforme medido a 0,1 segundos utilizando-se o Teste de Absorção Dinâmica descrito abaixo.

[0058] A fase sólida e, portanto, as paredes celulares da espuma compreendem ou consistem em poliuretano. Geralmente, a espuma de poliuretano pode ser obtida por meio da reação entre isocianato e poliol na presença de catalisador. A reação é exotérmica e fornece polímero de poliuretano cujas unidades orgânicas são unidas por ligações de carbamato. O componente de espuma utilizado no artigo absorvente de acordo com a presente invenção compreende poliuretano que compreende um produto de reação de isocianato e uma mistura de hemicelulose e poliol, ou seja, uma parte de poliol convencional foi substituída por hemicelulose. A hemicelulose pode estar presente na mistura de hemicelulose e poliol em quantidade de 5 a 80%, 10 a 70% ou 10 a 50% em peso, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol. Poliuretano normalmente não possui alta capacidade absorvente. O uso de hemicelulose pode, entretanto, reduzir a hidrofobicidade do poliuretano. Quanto mais alto o teor de hemicelulose, menor é a hidrofobicidade do material.

[0059] A hemicelulose é compreendida na fase sólida e, portanto, nas paredes celulares da espuma. A hemicelulose pode ser distribuída de forma substancialmente uniforme nas paredes celulares, o que pode ser observado, por exemplo, em uma imagem obtida por meio de microscopia de varredura a laser confocal (CLSM). Substancialmente uniforme no presente contexto indica que hemicelulose está presente nas paredes celulares, de forma que é incluída na estrutura do poliuretano. A quantidade de hemicelulose em diferentes paredes celulares pode variar, entretanto, mas a hemicelulose não é incluída apenas na forma de agregados de hemicelulose no material.

Hemicelulose pode, portanto ser quimicamente ligada ao poliuretano. O método de fabricação dessa espuma é descrito com mais detalhes abaixo.

[0060] A espuma polimérica obtida no presente é adequadamente maleável e flexível, o que significa que ela pode ser facilmente dobrada e deformada. Desta forma, ela se adapta ao corpo do usuário do artigo absorvente. Além disso, a espuma é adequadamente resiliente ou elástica, o que significa, neste contexto, que ela possui a capacidade de retornar ao seu formato quando a força de dobra ou deformação for liberada. Desta forma, o material pode funcionar adicionalmente como amortecedor, ou seja, de forma que ele possa amortecer forças externas até certo grau e, portanto, aumentar adicionalmente o conforto do artigo absorvente durante o uso. A espuma também é macia, o que significa que ela aumenta facilmente ao toque ou à pressão.

[0061] O isocianato pode ser di ou póli-isocianato e, portanto, contém mais de um grupo isocianato reativo (-NCO) por molécula. O isocianato pode ser obtido, por exemplo, a partir de petróleo bruto ou gás natural. Um exemplo não limitador de isocianato apropriado é 4,4’-di-isocianato de difenilmetano (pMDI), mas qualquer di ou póli-isocianato com funcionalidade similar pode naturalmente ser utilizado. Alternativamente, podem ser utilizados equivalentes de isocianato, ou seja, outras conjugações que reagem de forma similar a isocianato e criam ligações de átomos, que podem não ser equivalentes de isocianato. Esses processos incluem a reação de carbonatos cíclicos com aminas, autopolicondensação de hidroxil-acil azidas ou métodos de transuretano fundido.

[0062] Os polióis são álcoois que contêm diversos grupos hidroxila. Além de serem essenciais para a formação de poliuretano, os polióis podem fornecer características flexíveis à espuma. O poliol pode ser também obtido, por exemplo, a partir de petróleo bruto ou gás natural. Um exemplo de poliol apropriado é etoxilato de bloco de propoxilato de glicerol (GPE), mas naturalmente qualquer poliol com funcionalidade similar pode ser utilizado. Observou-se, entretanto, que GPE é apropriado para fornecer o componente de espuma útil em artigos absorventes, pois ele inclui grupos hidrofílicos e hidrofóbicos. Grupo hidrofílico indica um grupo que possui forte afinidade para água e grupo hidrofóbico indica um grupo que possui pouca ou nenhuma afinidade para água.

[0063] Segundo a presente invenção, o poliol é ao menos parcialmente substituído por hemicelulose, que é um biopolímero de carboidrato. Hemicelulose é um polissacarídeo que está presente em quase todas as paredes celulares vegetais e pode ser obtido, por exemplo, a partir de produtos de madeira ou de cereais, tais como cascas de grãos. Hemiceluloses são mais complexas que celulose e podem ser hidrolisadas em monossacarídeos e outros produtos. Exemplos de hemiceluloses comuns são, portanto, xiloglucano, glucomanano, manano, xilano, arabinoxilano, arabinogalactano e glucuronoxilano, todas as quais são hemiceluloses comuns e podem ser facilmente obtidas, por exemplo, a partir de produtos de madeira ou de cereais, tais como cascas de grãos. A hemicelulose pode ser arabinoxilano, que se concluiu ser apropriado para a formação de espuma.

[0064] Os catalisadores utilizados na reação podem ser qualquer catalisador apropriado para uso na reação de polimerização, para obter poliuretano. Exemplos não limitadores de catalisadores apropriados são catalisadores formadores de gel, tais como catalisadores organometálicos ou de organoestanho, tais como dilaurato de dibutilestanho (DBTL), diacetato de dibutilestanho, sulfeto de dibutilestanho, octoato estanhoso, acetilacetonato de ferro e acetilacetonato de cobre. Podem ser também utilizados sais de metais alcalinos, tais como hidróxido de sódio, acetato de potássio e hexanoato de cálcio. Catalisadores de sopro podem ser também utilizados, tais como aminas não nucleofílicas, como aminas terciárias ou suas formas de ação retardada, tais como trietilamina, trietilenodiamina, bis[2-(N,N-dimetilamino)etil] éter, N,N,N’,N’-tetrametiletilenodiamina, N,N,N’,N’-tetraetiletilenodiamina, N,N,N’,N’- tetrametil hexametilenodiamina, N,N,N’,N’-tetrametilguanidina, N,N,N’,N’- tetrametil-1,3-butanodiamina, N,N,N’-trimetilaminoetil etanolamina, N,N-dimetil ciclo-hexilamina, N,N-dimetiletanolamina, N,N-dietiletanolamina, N- metilmorfolina e N-etilmorfolina ou sais de ação retardada daquela amina; ou, por exemplo, 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO).

[0065] O componente de espuma de poliuretano utilizado no artigo absorvente do presente pode incluir aditivos. Os aditivos podem incluir agentes ativos na superfície, plastificantes e/ou amaciantes, agentes reticulantes, aditivos de formação de espuma e/ou aditivos para estabilização celular. Exemplo de agente ativo na superfície apropriado é óleo de silicone, mas qualquer outro agente ativo na superfície pode ser utilizado. Exemplos não limitadores de amaciantes e plastificantes apropriados incluem triacetato de glicerol e citrato de alquila, que são plastificantes com base biológica, tais como o produto Geolite® da companhia Momentive®, polidimetilsiloxano fornecido, por exemplo, com o nome de produto Baysilone, por exemplo da Momentive®, Hexamoll® da BASF® ou Ortegol® da Evonik®. Os aditivos são adequadamente atóxicos e favoráveis para a pele, pois devem ser utilizados em contato com a pele e em boa proximidade da membrana da mucosa.

[0066] O componente de espuma utilizado no artigo absorvente de acordo com a presente invenção pode ser produzido por meio de um método que inclui etapas conforme definido adicionalmente abaixo.

[0067] Na primeira etapa (i), hemicelulose apropriada é dissolvida em solvente. O solvente pode ser água ou o solvente pode ser um solvente polar orgânico, tal como álcool ou sulfóxido de dimetila, ou o solvente pode ser água ou uma solução aquosa que contém água e um solvente adicional, tal como um solvente polar orgânico, como álcool, ou sulfóxido de dimetila. O solvente é adequadamente uma solução aquosa e pode conter água em quantidade de 0,1 a 100% em peso, em que o saldo contém outro solvente, por exemplo, conforme mencionado acima. A hemicelulose é ao menos parcialmente dissolvida e é fornecida uma suspensão de hemicelulose.

Alternativamente, caso a hemicelulose seja totalmente dissolvida, é fornecida uma solução de hemicelulose. A suspensão ou solução pode ser aquecida a uma temperatura elevada e, por exemplo, caso o solvente compreenda ou consista em água, ela pode ser aquecida a uma temperatura pouco abaixo do ponto de ebulição do solvente. Caso o solvente seja água, por exemplo, a suspensão/solução pode ser aquecida a pouco menos de 100 °C, tal como a uma temperatura de 50-90 °C. Desta forma, a hemicelulose pode ser adicionalmente dissolvida no solvente e a suspensão pode tornar-se transparente. Suspensão indica, neste contexto, dispersão homogênea que pode conter pequenos agregados, que não são sedimentados, e hemicelulose dissolvida. A mistura pode ser alternativamente uma solução na qual a hemicelulose é totalmente dissolvida. Como a suspensão e a solução são homogêneas, é possível fornecer espuma na qual a hemicelulose é contida de forma mais homogênea nas paredes celulares da espuma. A solução ou suspensão de hemicelulose aquosa é fornecida em seguida para etapas adicionais do método.

[0068] Na etapa (ii) a seguir, a solução ou suspensão de hemicelulose aquosa e um poliol são misturados e é fornecida uma mistura de hemicelulose e poliol. A quantidade de hemicelulose na mistura pode variar de 5 a 80%, 10 a 70% ou de 10 a 50% em peso, com base no peso seco total da mistura de hemicelulose e poliol. Da forma correspondente, a quantidade de poliol pode variar de 20 a 90%, 30 a 90% ou de 50 a 90% em peso, calculada como peso seco total seco da mistura de hemicelulose e poliol. É fornecida, portanto, uma mistura de hemicelulose e poliol. A mistura pode ser seca neste estágio ou posteriormente, caso esteja presente água no solvente. A quantidade de água pode ser reduzida até teor aproximado de menos de 50% em peso da mistura e pode, por exemplo, ser de 1 a 20% em peso ou de 4 a 10% em peso. A quantidade de água afeta o tamanho dos poros na espuma e geralmente, quanto mais água estiver presente, maiores são os poros.

[0069] Na etapa (iii) seguinte, adiciona-se um catalisador à mistura de hemicelulose e poliol. A quantidade de catalisador pode variar de 0,2 a 5% em peso do peso total da mistura de hemicelulose e poliol que inclui o catalisador. Segundo uma realização, podem ser utilizados dois tipos diferentes de catalisadores. O primeiro tipo pode ser, por exemplo, um catalisador de gelificação, tal como dilaurato de dibutilestanho (DBTL), e o segundo tipo pode ser um catalisador de sopro, tal como 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO). A quantidade do catalisador de gelificação pode variar de 0,3 a 4,9%, tal como de 0,5 a 2,5%, adequadamente de 0,8 a 1,2% em peso da mistura de hemicelulose e poliol. A quantidade do catalisador de gelificação pode ser maior que a quantidade do catalisador de sopro. A quantidade do catalisador de sopro pode variar de 0,1 a 2% ou de 0,3 a 1%, adequadamente de 0,4 a 0,6% em peso da mistura de hemicelulose e poliol. Além disso, um ou mais aditivos podem ser adicionados nesta etapa. Aditivos apropriados foram relacionados acima e a quantidade dos aditivos pode variar de 0 a 10%, 1 a 5%

ou 1,5 a 4% em peso da mistura de hemicelulose e poliol. Caso a mistura não seja seca ou suficientemente seca na etapa anterior, ela pode ser alternativa ou adicionalmente seca após a adição dos catalisadores e/ou dos aditivos até o teor de água desejado em uma etapa (iv), que pode encontrar-se dentro das faixas definidas acima. Além disso, a mistura pode ser completamente misturada nesta etapa para garantir que seja obtida a mistura mais homogênea possível.

[0070] Na etapa (v) seguinte, a mistura de hemicelulose e poliol que inclui os catalisadores e os aditivos opcionais é trazida para a temperatura de 10 a 50 °C, que corresponde adequadamente à temperatura ambiente. Em seguida, na etapa (vi) seguinte, um isocianato ou equivalente de isocianato, tal como di-isocianato, a ser adicionado à mistura de hemicelulose e poliol na etapa (vi) pode ser trazido para a mesma temperatura da mistura de hemicelulose e poliol. O isocianato pode possuir valor índice de 80-120, adequadamente a partir de 100-110, calculado como razão peso real:peso teórico, multiplicada por 100. Desta forma, a reação pode ser mantida estável.

[0071] Na etapa (vi) a seguir, o isocianato, tal como o di- isocianato ou equivalente de isocianato que pode não ser de isocianato, é adicionado à mistura de hemicelulose e poliol que inclui os catalisadores e aditivos opcionais da etapa (v) acima e a mistura obtida é totalmente misturada para obter uma espuma de poliuretano.

[0072] Na etapa (vii) a seguir, a mistura da etapa (vi) acima reage para fornecer espuma. A espuma pode ser espuma de livre elevação, também denominada espuma em bloco. Existem vários métodos diferentes de geração de espuma ou de aumento adicional da geração de espuma, tais como métodos de agitação mecânica, injeção de ar, aquecimento, geração de gases, evaporação, decomposição enzimática e separação de fases, e os métodos intrínsecos e condições necessárias são conhecidos pelos técnicos no assunto.

Qualquer um dos métodos conhecidos pode ser utilizado e esses métodos de geração de espuma podem ser especialmente utilizados caso o solvente seja livre de água, mas naturalmente pode ser também utilizado caso o solvente seja aquoso.

[0073] Após a reação, a espuma pode ser lavada caso seja utilizado outro solvente, diferente de água. Em seguida, a espuma pode ser estabilizada em uma etapa (viii) ou a espuma pode ser estabilizada antes da lavagem. A estabilização pode ser realizada deixando-se a espuma em repouso por período de tempo desejado ou previamente determinado. A estabilização pode incluir, por exemplo, repouso da espuma por pelo menos 24 horas sob temperatura de 10 a 30 °C, mas sem limitações.

[0074] Na etapa (ix) a seguir, a espuma é cortada em formato desejado para fornecer o componente de espuma apropriado para o artigo absorvente de acordo com a presente invenção. Ao fabricar-se um artigo absorvente, o método compreende adicionalmente o fornecimento de um corpo absorvente e componentes adicionais opcionais para o artigo absorvente e montagem do corpo absorvente, do componente de espuma e dos componentes adicionais opcionais em conjunto para fornecer o artigo absorvente. A montagem do artigo absorvente é adaptada ao artigo absorvente em questão e esses métodos são conhecidos pelos técnicos no assunto e não descritos em detalhes no presente.

[0075] O componente de espuma é poroso e, da forma utilizada no presente, o termo “poroso” indica um material que compreende poros e admite a passagem de gás ou líquido através desses poros. Além das propriedades de absorção de líquidos, o artigo absorvente de acordo com a presente invenção pode também possuir certa capacidade de retenção de líquidos. A capacidade de retenção de líquidos (CRC) pode ser determinada por meio do Teste de Capacidade de Retenção Centrífuga. A CRC do componente de espuma do presente pode ser mais alta que a de um componente de espuma de poliuretano convencional e pode variar de 0,5 a 15 g/g, adequadamente de 0,5 a 8 g/g. A espuma possui a capacidade de capturar e reter certa quantidade de líquido dentro dos poros e das cavidades da espuma, de forma que a capacidade de absorção total do artigo absorvente possa ser aumentada.

[0076] A espuma porosa absorvente pode exibir distribuição de volume de poros, medida por meio de PVD em n-hexadecano, na faixa de raios de poros de 5-425 µm. Essa espuma é útil porque possui lacunas maiores que podem fornecer melhor transporte de líquidos e lacunas menores que possuem melhores propriedades de retenção. Alto teor de poros finos aumenta a capacidade de captura, o que, por sua vez, resulta em boa velocidade de absorção e capilaridade. O volume de poros pode ser controlado por meio do processo de fabricação, tal como pela seleção do agente ou catalisador de sopro.

[0077] O artigo absorvente pode ser absorvente higiênico, fralda geriátrica ou fralda que compreende adicionalmente uma folha superior permeável a líquidos e uma folha de fundo impermeável a líquidos, em que o corpo absorvente e o componente de espuma são encerrados entre a folha superior e a folha de fundo. Além disso, o artigo absorvente pode ser um produto de tratamento de feridas.

[0078] Um exemplo de artigo absorvente 10 é exibido na Fig. 1. O exemplo exibido encontra-se na forma de fralda aberta. Outros tipos de artigos absorventes poderão ser, entretanto, absorventes higiênicos, forros de lingerie e artigos de proteção contra incontinência, como fraldas geriátricas. Além disso, o artigo absorvente poderá ser um produto de tratamento de feridas (não exibido). O artigo absorvente 10 de acordo com a presente invenção compreende tipicamente uma folha superior permeável para líquidos 11, uma folha de fundo 13 e um corpo absorvente 12 incluído entre a folha superior permeável para líquidos 11 e a folha de fundo 13. O componente de espuma está presente no artigo absorvente e, no exemplo ilustrado, o componente de espuma constitui uma camada de entrada de líquidos 14 colocada entre a folha superior 11 e o corpo absorvente 12. A folha superior permeável para líquidos 11 fica de frente para o corpo do usuário durante o uso e é disposta para absorver líquidos corporais, tais como urina e sangue. O material da folha superior 11 pode, por exemplo, ser material não tecido do tipo spunbond, material soprado por fusão etc. A folha de fundo 13 é tipicamente impermeável para líquidos, opcionalmente respirável e pode, por exemplo, ser um filme plástico (por exemplo, de poliolefina), não tecido revestido com plástico ou não tecido hidrofóbico.

[0079] O corpo absorvente 12 age para receber e conter líquidos e outros exsudados do corpo. Desta forma, ele pode conter o componente de espuma no interior do corpo absorvente ou o componente de espuma pode ser colocado entre o corpo absorvente e a folha superior, conforme ilustrado na Fig. 2, e pode agir, portanto, como camada de obtenção de líquidos ou camada de distribuição de líquidos. O artigo absorvente pode conter materiais absorventes adicionais. Exemplos de materiais absorventes de ocorrência comum são polpa fofa celulósica, camadas de tecido, polímeros superabsorventes, outros tipos de materiais de espuma absorvente, materiais não tecidos absorventes ou similares. O corpo absorvente 12 pode ser construído com diversas camadas, tais como a camada de obtenção ou distribuição de líquidos ou uma camada de armazenagem, a fim de atender às funções desejadas com um corpo absorvente; ou seja, capacidade de receber líquido rapidamente, distribuí-lo no interior do corpo e armazená-lo. As camadas do corpo absorvente 12 são projetadas para receber grande quantidade de líquido em curto período e distribuí-lo de forma homogênea ao longo do corpo absorvente. O componente de espuma de acordo com a presente invenção pode estar presente em uma ou mais dessas camadas e até em todas as camadas. O tamanho e a capacidade de absorção do corpo absorvente 12 podem variar para adequação para diferentes usos, tais como para fraldas infantis, absorventes higiênicos e fraldas geriátricas.

[0080] A Figura 2 é uma vista transversal de um artigo absorvente 10, tal como a fralda exibida na Figura 1, através do ponto intermediário do artigo. Ela exibe uma folha superior permeável para líquidos 11, uma folha traseira 13 e um corpo absorvente 12 incluído entre a folha superior permeável para líquidos 11 e a folha traseira 13. Na realização ilustrada na Figura 2, o componente de espuma 14 é colocado entre o corpo absorvente 12 e a folha superior 11. Em outras realizações, pelo menos uma camada do corpo absorvente pode compreender um ou mais componentes de espuma, tais como frações misturadas com um material absorvente primário do corpo absorvente, tal como polpa fofa. O material absorvente primário pode ser um material convencional utilizado em um corpo absorvente, tal como polpa fofa celulósica, camadas de tecido, materiais de espuma absorvente, materiais não tecidos absorventes ou polímeros superabsorventes (SAP). Consequentemente, o componente de espuma pode estar presente na forma de folha ou o componente de espuma 14 pode ser cortado em pedaços ou frações menores, que são aplicados em áreas localizados do corpo absorvente. Quando essas frações forem misturadas com o material absorvente primário, tal como um material que compreende polímero(s) superabsorvente(s), a difusão e a capilaridade do líquido no interior do corpo absorvente ou sua(s) camada(s) podem ser aprimoradas. Isso apresenta a vantagem de que o líquido é difundido com mais eficiência no interior do corpo absorvente ou uma de suas camadas.

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[0081] Componentes de espuma de amostra foram fabricados de acordo com o método descrito abaixo com formulações exibidas na Tabela 1.

Os valores são fornecidos como equivalentes em peso. O índice de isocianato corresponde à razão peso real/peso teórico multiplicada por 100 e o isocianato é 4,4’-di-isocianato de difenilmetano (pMDI).

[0082] As abreviações da Tabela 1 correspondem a: - AX é arabinoxilano; - GPE: propoxilato de glicerol-bloco-etoxilato (Mn 4000); - pMDI: difenileno di-isocianato de metileno polimérico; - DBTL: dilaurato de dibutilestanho; - DABCO: 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; e - tegostab: Evonik Tegostab® B 8040.

TABELA 1 Formulações de espuma Índice de Óleo de Nome (tipo) GPE AX isocianato DBTL DABCO H2O silicone (pMDI) (nome) PU GPE 100 0 105 1 0,5 4 2 (tegostab) PU GPE-AX 90 10 105 1 0,5 4 2 (tegostab) PU GPE-AX 80 20 105 1 0,5 4 2 (tegostab) PU GPE-AX 66 33 105 1 0,5 4 2 (tegostab) PU GPE-AX 50 50 105 1 0,5 4 2 (tegostab) PRIMEIRA PARTE (A)

[0083] Polímero de carboidrato, neste caso arabinoxilano de casca de cevada, é misturado com água em um recipiente. O biopolímero em mistura de água foi aquecido a 80 °C para formar uma mistura transparente. Ao biopolímero em mistura de água, um propoxilato de glicerol-bloco-etoxilato (GPE) é adicionado e agitado para formar uma fase líquida uniforme.

[0084] A nova mistura de poliol, biopolímero e água é evaporada para gerar a quantidade correta de água necessária para formação de espuma.

Aditivos são agregados à mistura, as proporções utilizadas são as mesmas em formulações de formação de espuma de poliuretano em duas partes convencionais. Catalisadores convencionais (catalisador de formação de gel e catalisador de sopro) são adicionados à mistura. O catalisador de formação de gel é convencionalmente dilaurato de dibutilestanho e o catalisador de sopro é convencionalmente uma amina não nucleofílica. Utilizou-se neste caso dilaurato de dibutilestanho e 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano. Adicionou-se um agente ativo na superfície. O agente ativo na superfície é convencionalmente óleo de silicone; neste caso, utilizou-se óleo de silicone comercial. Em seguida, a mistura de poliol, biopolímero, água e aditivos (A) é completamente misturada por um minuto. Por fim, a primeira parte A é trazida para uma temperatura específica (temperatura ambiente utilizada neste caso).

SEGUNDA PARTE (B)

[0085] Di-isocianato (B), neste caso 4,4’-di-isocianato de metilenodifenila polimérico (pMDI), é trazido para a mesma temperatura da parte A.

MISTURA

[0086] A parte A e a parte B foram adicionadas juntas e misturadas em um recipiente plástico por tempo específico (30 s – 1 min). A espuma foi mantida em seguida para elevar-se livremente e mantida por uma hora antes da remoção do beaker. A espuma foi mantida em repouso em seguida por sete dias antes da avaliação das propriedades de espuma.

EXEMPLO 2 ESTRUTURA DA ESPUMA (ESEM)

[0087] Utilizou-se Microscopia Eletrônica de Varredura Ambiental (ESEM) para estudar a estrutura das amostras da Tabela 1. As Figs. 3-3a exibem material de referência sem arabinoxilano. A ampliação é de 150x, 350x e

1000x, respectivamente. Nas Figs. 4-4a, a razão GPE/AX é 90/10, nas Figs. 5- 5a, a razão GPE/AX é 80/20, nas Figs. 6-6a, a razão GPE/AX é 66/33 e, nas Figs. 7-7a, a razão GPE/AX é 50/50.

[0088] Foi preparada uma amostra retirando-se uma pequena amostra da espuma de poliuretano correspondente. As superfícies da amostra receberam uma camada espessa de cerca de 20 nm de íons de ouro com um ejetor de íons JEOL JFC-1100E. Após a etapa de revestimento, as pontas de amostras foram colocadas em um microscópio de varredura JEOL JSM-820 em tensão de aceleração de 20 kV. Fotografias digitais das amostras foram coletadas pelo digitalizador de varredura lenta JEOL Semafore AS20 e pelo software Semafore 5.1.

[0089] A partir das imagens, pode-se observar que o raio dos poros pode variar de 1-500 µm, definido como a extensão mais longa da célula aberta em plano X-Y visível na imagem ESEM. O plano X-Y é exibido na Fig. 3a e aplica-se a todas as imagens exibidas nas Figs. 3a-7b. A imagem é avaliada apenas em plano X-Y, portanto, correspondente a eixos de coordenadas normais e a dimensão Z não é avaliada.

[0090] A partir da Fig. 8, pode-se observar que hemicelulose é incluída na fase sólida da espuma, ou seja, nas paredes celulares da espuma obtida. As imagens foram obtidas por meio de microscopia de varredura a laser confocal (CLSM). Utilizou-se um microscópio de varredura a laser confocal Nikon Ti-E/A1+ (Nikon Corporation, Minato, Tóquio, Japão) com o software de elementos NIS, com linha de excitação de 488 nm detectada por um detector de GaAsP. A hemicelulose (arabinoxilano) foi marcada com isotiocianato de fluoresceína. Na imagem de fundo, não é incluída hemicelulose. Nas demais imagens, o teor de hemicelulose foi de 10%, 20%, 33% e 50% de AX, respectivamente. Na Fig. 8, as partes leves correspondem ao AX marcado e pode-se observar que, quanto mais alto o teor de AX, mais alta é a quantidade de AX nas paredes celulares.

EXEMPLO 3

[0091] Neste exemplo, determinou-se a distribuição de volumes de poros.

MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DE VOLUMES DE POROS (PVD)

[0092] Valores de PVD para amostras de acordo com a presente invenção e para amostras de referência foram medidos utilizando-se um TRI/autoporosímetro da TRI/Princeton, 601 Prospect Avenue, Princeton, Nova Jérsei, Estados Unidos. A função do equipamento é descrita em detalhes em Journal of Colloid and Interface Science, 162, 163-170 (1994). O método é baseado na medição das quantidades de líquido de teste que podem ser pressionadas por ar a partir de uma amostra de teste porosa umedecida em certos níveis de pressão e o resultado da medição é apresentado na forma de curva em um gráfico no qual a curva ilustra o volume de poros geral para cada dado intervalo de raio de poro.

[0093] Cada nível de pressão corresponde a um raio de poro eficaz (= observado como circular) de acordo com o cálculo da equação de LaPlace: -R = 2γ cos θ / ΔP, em que - R = raio de poro eficaz [m]; - γ = tensão superficial no líquido [J/m2]; - θ = ângulo de contato em recessão [o]; e - ΔP = pressão exercida [N/m2].

[0094] Nas medições, uma amostra circular com área de 25,5 cm2 foi colocada sobre a membrana (Millipore 0,22 µm, cat. n° GSWP 09000) na câmara de pressão do porosímetro e completamente umedecida. Para medição de líquidos, utilizou-se n-hexadecano (> 99%, Sigma H-0255). Diversos níveis de pressão do ar em elevação foram utilizados para obter os pontos da curva. Para cada nível de pressão do ar, o líquido foi forçado a sair dos poros com raios de poros correspondentes ao intervalo do último nível de pressão do ar até o atual.

O líquido forçado para fora foi pesado por balanças conectadas à câmara por meio de um recipiente de comunicação e, após atingir-se o equilíbrio, foi calculado um novo ponto sobre a curva de PVD pelo computador integrado.

ÂNGULO DE UMECTAÇÃO (UTILIZADO PARA MEDIÇÕES DE PVD)

[0095] No cálculo de LaPlace, é necessário o ângulo de umectação. Esta é uma medida da dificuldade para que o líquido umedeça um material de teste. Uma gota de líquido é aplicada ao material de teste e, dependendo da natureza do material de teste, a gota pode permanecer sobre o material ou ser absorvida. Medindo-se a base (d = diâmetro da área de contato da gota) e a altura (h = altura da gota), o ângulo de contato (θ = tangente entre o plano e a gota no ponto de contato) formado entre o líquido e o material pode ser calculado com o auxílio da equação a seguir: tan (θ /2) = 2 h/d

[0096] Para os materiais de espuma produzidos de acordo com a presente invenção e o n-hexadecano utilizado como líquido de medição, existe umectação completa (o líquido é absorvido) e o ângulo de contato θ é 0, resultando em cos(θ)=1 na equação de LaPlace.

[0097] Resultados das medições de PVD são exibidos na Fig. 9, que exibe distribuição do volume de poro em etapas para cada nível de pressão de ar, correspondente a um certo raio de poro, de acordo com equações de LaPlace. Pode-se observar que a maior parte do volume de poro é disponível no raio de poro varia de cerca de 10 a 150 µm para todos os materiais de espuma.

O material de referência que contém 100% de poliol é indicado como ref. GPE AX 0% e os exemplos de acordo com a presente invenção são indicados como GPE AX 10%, GPE AX 20%, GPE AX 33% e GPE AX 50% e correspondem às espumas apresentadas na Tabela 1. Pode-se, portanto, observar que o uso de hemicelulose não afeta substancialmente a distribuição de volumes de poros, de forma que ele pode ser utilizado para substituir materiais de espuma de PU convencionais.

EXEMPLO 4

[0098] A determinação da capacidade de inchaço livre (FSC) e da capacidade de retenção centrífuga (CRC) é descrita abaixo.

LÍQUIDO DE TESTE

[0099] O líquido de teste foi solução de NaCl a 0,9%.

AMOSTRAS

[00100] As amostras de espuma foram cortadas em pequenos pedaços.

[00101] O peso de cada amostra foi de 0,10-0,15 g.

CAPACIDADE DE INCHAÇO LIVRE (FSC)

[00102] A capacidade de inchaço livre foi medida por meio do teste padrão NWSP 240.0.R2 (15), em que a etapa de gotejamento por dez minutos foi alterada para dois minutos. A capacidade de inchaço livre foi também medida por 1 e 5 minutos, respectivamente.

CAPACIDADE DE RETENÇÃO CENTRÍFUGA (CRC)

[00103] A Capacidade de Retenção Centrífuga (CRC) é medida da capacidade de retenção de fluidos (capacidade absorvente) de uma amostra submersa em solução salina de NaCl a 0,9% por 30 minutos e submetida em seguida a centrifugação. A capacidade de retenção centrífuga foi medida por meio do teste padrão NWSP 241.0.R2 (15). As mesmas amostras acima que possuem peso de 0,10-0,15 g foram utilizadas para essas medições.

TABELA 2

[00104] FSC (g/g) e CRC (g/g): Capacidade de inchaço livre e capacidade de retenção centrífuga NWSP 240.0.R2 (15) e NWSP 241.0.R2 (15) FSC 1 min (g/g) CRC (g/g) GPE AX 0% 16,1 0,4 GPE AX 50% 16,7 2,8

[00105] Pode-se observar que, quanto mais alto o teor de AX, mais alto é o valor de CRC. Isso significa que a hemicelulose que contém espuma é menos hidrofóbica que a espuma sem hemicelulose. A espuma pode, portanto, reter melhor os líquidos e, portanto, é particularmente apropriada para produtos absorventes.

EXEMPLO 5

ÂNGULO DE CONTATO DAT

[00106] O Teste de Absorção Dinâmica (DAT) mede a absorção de um fluido de teste sobre uma superfície de amostra, medindo a alteração de ângulo de contato do fluido de teste à medida que faz contato com a superfície e é nela absorvido. Foi testada uma amostra que não contém hemicelulose (GPE AX 0%) e uma amostra que contém hemicelulose (GPE-AX 50%).

[00107] O ângulo de contato foi determinado de acordo com o método TAPPI T558PM-95 (1995) e o aparelho utilizado foi DAT 1100 (Fibro System). As amostras testadas foram aclimatadas a 23 °C sob umidade relativa de 50% ao longo de pelo menos quatro horas antes das medições. As medições foram realizadas em uma sala aclimatada a 23 °C e sob umidade relativa de 50%. As amostras estavam presentes na forma de camada única de material e aplicadas a um suporte de amostra padrão utilizando fitas adesivas dupla face. Os parâmetros das medições foram: (a) o líquido utilizado foi água deionizada; (b) volume de gota de 5 µl; (c) número de gotas medidas para cálculo da média dos resultados: 25; e (d) no caso hipotético em que nem T558PM-95 nem os comentários atuais abordam condições de medição específicas, foram utilizados valores padrão recomendados plo fabricante do equipamento de teste. Nomes de fornecedores de equipamento de teste apropriado podem ser encontrados no conjunto delimitado de métodos de teste TAPPI ou podem ser disponíveis por meio do centro de recursos de informações TAPPI. Dispositivos preferidos são fabricados pela Fibro System

AB, Estocolmo, e são comercializados com a marca FibroDat®, tais como aparelho de teste de ângulo de contato FibroDat 1100. Para estes materiais (por exemplo, materiais absorventes hidrofílicos) nos quais o ângulo de contato varia ao longo do tempo, a medição é conduzida a 0,05 seg após a deposição da gota. Caso se observe que os materiais a serem testados geram ângulos de contato muito altos, pode tornar-se necessário ajustar a força utilizada para liberar a gota da seringa, a fim de evitar que a gota role.

RESULTADOS

[00108] A Fig. 10 ilustrou um exemplo de ângulos de contato de uma gota em função do tempo (eixo y em graus de ângulo de contato e tempo de eixo x em segundos) dentro de um período de tempo de 0,05 a 10,06 s.

Pode-se observar que a espuma que contém hemicelulose possui, de forma geral, ângulo de contato menor, de menos de 100°, que a espuma que contém poliol convencional que possui ângulo de contato de mais de 100°. A hemicelulose que contém espuma de PU é, portanto, menos hidrofóbica que o material de PU que não contém hemicelulose. A espuma possui, portanto, absorção de líquidos aprimorada e é apropriada para uso em artigos absorventes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. ARTIGO ABSORVENTE (10) que compreende um corpo absorvente (12) e um componente de espuma (14) que possui estrutura de células abertas sólida, em que a fase sólida da espuma compreende paredes celulares que compreendem poliuretano, caracterizado pelo poliuretano compreender um produto de reação de isocianato ou equivalente de isocianato e uma mistura de hemicelulose e poliol, em que a hemicelulose está presente na mistura em quantidade de 5 a 80% em peso, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol, e a hemicelulose é compreendida nas paredes celulares da espuma.

2. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela hemicelulose estar presente na mistura em quantidade de até 70%, inclusive, ou até 50% em peso, inclusive, com base no peso total da mistura de hemicelulose e poliol.

3. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela hemicelulose compreender pelo menos de um dentre xiloglucano, glucamanano, manano, xilano, arabinoxilano, glucuronoxilano e arabinogalactano.

4. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela hemicelulose ser distribuída ao longo de todas as paredes celulares da espuma, conforme avaliado por meio de microscopia de varredura a laser confocal (CLSM).

5. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo raio de poros da espuma ser de 1-500 µm, definido como a extensão mais longa da célula aberta no plano X-Y visível em uma imagem de Microscopia Eletrônica de Varredura Ambiental (ESEM).

6. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela espuma possuir valor de capacidade de inchaço livre (FSC) de 8-30 g/g, conforme medido pelo teste padrão NWSP

240.0.R2 (15).

7. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela espuma possuir capacidade de retenção (CRC) determinada por meio de um Teste da Capacidade de Retenção Centrífuga de 0,5 a 15 g/g, conforme medido por meio do teste padrão NWSP 241.0.R2 (15).

8. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela espuma possuir ângulo de contato de menos de 100°, medido de acordo com o método TAPPI T558PM-95 (1995) em intervalo de tempo de 0,05 a 10,06 s.

9. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo componente de espuma compreender amaciante como aditivo.

10. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela espuma de poliuretano que compreende a hemicelulose ser aplicada sobre um veículo.

11. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela camada veículo ser uma camada fibrosa composta de fibras de celulose, fibras sintéticas ou uma de suas combinações.

12. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pela espuma de poliuretano também compreender Celulose Microfibrilada (MFC) e/ou Celulose Nanofibrilada (NFC).

13. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo artigo absorvente ser absorvente higiênico, fralda geriátrica ou fralda que compreende adicionalmente uma folha superior permeável a líquidos e uma folha de fundo impermeável a líquidos, em que o corpo absorvente e o componente de espuma são encerrados entre a folha superior e a folha de fundo.

14. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo corpo absorvente compreender um material de entrada de líquidos e o componente de espuma é compreendido no material de entrada de líquidos que é disposto em contato direto ou indireto com o corpo absorvente e o material de entrada de líquidos está localizado entre o corpo absorvente e a folha superior permeável a líquidos.

15. ARTIGO ABSORVENTE de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo artigo absorvente ser um produto de tratamento de feridas para absorção de fluidos corporais, tais como sangue e/ou exsudados.

16. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE ARTIGOS ABSORVENTES, caracterizado por compreender as etapas de: a. fornecimento de um componente de espuma por meio de um método que compreende as etapas de: i. dissolução de hemicelulose em solvente e fornecimento de uma suspensão de hemicelulose; ii. mistura da suspensão de hemicelulose e poliol, que fornece uma mistura de hemicelulose e poliol, em que a quantidade de hemicelulose é de 5 a 80% em peso, com base no peso total da mistura de poliol-hemicelulose; iii. adição de catalisador e, opcionalmente, um ou mais aditivos à mistura de hemicelulose e poliol; iv. secagem da mistura obtida a partir da etapa (ii) ou (iii), de forma que o teor de água seja de menos de 20% em peso, preferencialmente de 2-15% em peso e, de preferência superior, de 4-10% em peso; v. colocação da mistura da etapa (iv) em temperatura previamente determinada;

vi. adição de isocianato ou equivalente de isocianato à mistura da etapa (v) e realização de mistura; vii. reação da mistura da etapa (vi) para fornecer espuma; viii. estabilização da espuma; e ix. corte da espuma para fornecer o componente de espuma; e b. fornecimento de um corpo absorvente e, opcionalmente, componentes adicionais para o artigo absorvente; e c. montagem do corpo absorvente, do componente de espuma e dos componentes adicionais opcionais juntos para fornecer o artigo absorvente.

17. MÉTODO de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por incluir adicionalmente uma etapa de adição de um agente ativo na superfície, que é óleo de silicone, à mistura de hemicelulose e poliol da etapa (iii).

18. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 17, caracterizado por incluir adicionalmente uma etapa de adição de amaciante à mistura de hemicelulose e poliol da etapa (iii).

19. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pela temperatura previamente determinada na etapa (v) ser de 10 a 50 °C e o isocianato ou equivalente de isocianato adicionado na etapa (vi) possui temperatura igual ou superior.

20. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo isocianato ser di-isocianato e possui valor índice de 100-110, calculado como razão peso real:peso teórico, multiplicada por 100.

21. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE ARTIGOS ABSORVENTES, caracterizado por compreender as etapas de: a. fornecimento de um componente de espuma por meio de um método que compreende as etapas de: i. dissolução de hemicelulose em solvente e fornecimento de uma suspensão de hemicelulose; ii. mistura da suspensão de hemicelulose e poliol, fornecendo uma mistura de hemicelulose e poliol, em que a quantidade de hemicelulose é de 5 a 80% em peso, com base no peso total da mistura de hemocelulose e poliol; iii. adição de catalisador e, opcionalmente, um ou mais aditivos à mistura de hemicelulose e poliol; iv. secagem da mistura obtida a partir da etapa (ii) ou (iii), de forma que o teor de água seja de menos de 20% em peso, preferencialmente de 2-15% em peso e, de preferência superior, de 4-10% em peso; v. colocação da mistura da etapa (iv) em temperatura previamente determinada; vi. adição de isocianato ou equivalente de isocianato à mistura da etapa (v) e realização de mistura; transferência da mistura para um veículo; vii. reação da mistura da etapa (vi) para fornecer espuma integrada com veículo; e viii. estabilização da espuma integrada ao veículo; e b. fornecimento de um corpo absorvente e, opcionalmente, componentes adicionais para o artigo absorvente; e c. montagem do corpo absorvente, do componente de espuma e dos componentes adicionais opcionais juntos para fornecer o artigo absorvente.

22. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, caracterizado por, na etapa (i), a dissolução de hemicelulose em dispersão aquosa de Celulose Microfibrilada (MFC) fornece suspensão de hemicelulose.

23. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, caracterizado por, na etapa (b), serem fornecidos componentes adicionais que incluem uma folha superior permeável a líquidos e uma folha de fundo impermeável a líquidos e, na etapa (c), o corpo absorvente e o componente de espuma são incluídos entre a folha superior e a folha de fundo.

24. ARTIGO ABSORVENTE caracterizado por ser produzido por meio do método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 16 a 23.

25. ARTIGO ABSORVENTE conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15 caracterizado por ser produzido por meio do método conforme definido em qualquer das reivindicações 16 a 23.