BRPI0312594B1

BRPI0312594B1 - material para armazenamento de fluido incluindo partículas presas com composição de ligante reticulável

Info

Publication number: BRPI0312594B1
Application number: BRPI0312594A
Authority: BR
Inventors: Dave Allen Soerens; Jason Matthew Laumer; Jian Qin; Kambiz Bayat Makoui; Lawrence Howell Sawyer
Original assignee: Kimberly Clark Worldwid Inc
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2016-04-05
Also published as: CN100396337C; BR0312594A; CA2493850C; JP2005533903A; CN1668344A; JP4538320B2; US20040024092A1; CN101269236B; EP1525008B1; MXPA05000431A; IL166233A0; KR20050025337A; AU2003237240B2; WO2004011044A1; KR101043881B1; US6822135B2; SA03240111A; EP1525008A1; ZA200500237B; AU2003237240B9

Abstract

"material para armazenamento de fluido incluindo partículas presas com composição de ligante reticulável". material para armazenamento de fluido que inclui partículas, tais como, partículas superabsorventes e/ou agentes de fragrância microencapsulados, agentes de limpeza ou agentes de rejuvenescimento da pele, presos um ao outro e/ou presos ao substrato. o material para armazenamento de fluido pode ser fabricado por dispersão das partículas em uma solução de ligante reticulável, aplicação de partículas combinadas e solução de ligante à superfície, tal como um substrato ou uma superfície de liberação, indução de reticulação do ligante e remoção do solvente da superfície tal como, por exemplo, por secagem do solvente. o material para armazenamento de fluido é especificamente apropriado para uso nos produtos para cuidado pessoal.

Description

MATERIAL PARA ARMAZENAMENTO DE FLUIDO INCLUINDO PARTÍCULAS PRESAS COM COMPOSIÇÃO DE LIGANTE RETICULÁVEL

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Esta invenção é dirigida a um material para armazenamento de fluido e a um processo de fabricação de um material para armazenamento de fluido, onde as partículas são presas uma a outra e/ou a um substrato com uma composição de ligante reticulável.

Produtos absorventes de cuidado pessoal tipicamente incluem uma camada absorvente ou um conjunto absorvente para absorção e retenção de líquidos e varias camadas estruturais não absorventes e componentes estruturais não absorventes para manter a camada absorvente em um local desejado ou para melhorar a funcionalidade da camada absorvente. Cada componente no produto absorvente serve a um fim específico. Como mais aspectos e funções são adicionados ao produto, o volume do produto tende a aumentar.

Uma camada absorvente com uma alta capacidade de absorção é tipicamente mais volumosa do que uma camada absorvente com uma capacidade de absorção menor. Para fins de discrição e conforto, é desejável ter-se uma camada absorvente tão fina quanto possível, sem sacrificar a capacidade de absorção. Materiais superabsorventes tornam possível o fato das camadas absorventes serem mais finas, enquanto mantêm uma alta capacidade de absorção, porém mesmo peças de vestuário contendo camadas absorventes ou material superabsorvente podem ser relativamente volumosas devido a todos os aspectos adicionais da peça de roupa incluídos para impedir vazamentos, tais como, camadas de volume e material absorvente adicional nas áreas alvo.

Abas de contenção são frequentemente incluídas ao redor das aberturas das pernas para capturar qualquer fluido em excesso ao redor das aberturas de perna, enquanto contenções de cintura podem ser incluídas ao redor da abertura da cintura para impedir escape de qualquer fluido em excesso através da abertura da cintura. Embora esses componentes adicionais possam ser algo absorventes, esses componentes tipicamente não contêm a alta absorvência das partículas superabsorventes (SAP), devido â dificuldade de manter-se as partículas superabsorventes anexadas a um substrato, especificamente em uma condição intumescida ou úmida. São conhecidas várias técnicas para criar absorção adicional nos artigos absorventes de cuidado pessoal. Por exemplo, é conhecido o uso de alcoxissilano enxertado, poli(óxido de etileno) como um revestimento absorvente, pelo que, criando absorvência nas superfícies não absorventes. Contudo, as superfícies absorventes resultantes possuem menos capacidade de absorção do que as SAP.

Como outro exemplo, é conhecida a produção de um material absorvente por aplicação de um superabsorvente amolecido em água a um substrato de suporte, sem quaisquer adesivos adicionais. Entretanto, o uso sozinho de água não provê a anexação na condição úmida.

Ainda como outro exemplo, é conhecido reagir SAP com composto orgânico poliidróxi, tal como, glicerol, para formar ligações covalentes com as SAP. Essas ligações covalentes anexam as partículas entre si e ao substrato apropriado. Espera-se que a formação de ligações covalentes com as SAP crie tensões durante o processo de int umes cimento, o que inibiría o intumescimento das SAP ou ruptura do revestimento da membrana.

Também, é conhecido criar-se fibras superabsorventes individuais possuindo alta capacidade de absorção. Tais fibras podem ser formadas por combinação de uma resina superabsorvente com um componente ligante e adição da combinação a um material de base de fibra em uma forma de trama não ligada. As fibras individuais possuem capacidade de absorção considerável.

Adicionalmente, é conhecida a criação de compósitos absorventes contendo fibras de microfibrila hidratãveis, finas, obtidas de celulose ou derivados capazes de intumescer em água. Essas fibras podem ser usadas para revestir partículas superabsorventes. 0 revestimento de fibra de celulose microfibrilar provê uma medida de ligação a uma folha de suporte, tal como um tecido não tramado. Uma vez que as fibras de celulose microfibrilar revestem as partículas superabsorventes, as fibras tendem a inibir a migração das partículas superabsorventes, porém não formam anexações duráveis, especialmente quando úmidas. Materiais adesivos convencionais usados para aumentar ou melhorar a durabilidade de anexação tendem a limitar o acesso dos líquidos ao superabsorvente ou criar forças de contenção significativas que limitam o intumescimento do superabsorvente e portanto, de forma final a capacidade. A Patente US número 6.403.857 de Gross e outros, descreve uma estrutura absorvente incluindo uma camada integral de partículas poliméricas superabsorventes. As partículas poliméricas superabsorventes intumescíveis era água são aderidas à camada absorvente usando um ligante polimérico a base de água que á ligado por látex e/ou ligado termicamente. Gross e outros também descrevem um ligante que pode ser um polieletrólito carboxílico, em mistura com um agente de reticulação. O agente de reticulação possui a propriedade de reagir com grupos carboxílicos ou carboxilato de polieletrólito.

Outros esforços de desenvolvimento recentes forneceram materiais de revestimento para vários usos. Por exemplo, a Patente US número 6.054.523 de Braun e outros, descreve materiais que são formados de grupos contendo organopolissiloxanos que são capazes de condensação, um catalisador de condensação, uma resina de organopolissiloxano, um composto contendo nitrogênio básico e álcool polivinílico. Os materiais são reportados como sendo apropriados para uso como revestimentos hidrofóbicos e para tintas e composições de vedação.

Outros reportaram a produção de copolímeros de enxerto possuindo grupos funcionais silano que permitiram o início de reticulação para exposição â umidade. Prejean (Patente US número 5.389.728) descreve um copolímero de enxerto curável em umidade, processável em fusão, que era o produto de reação de etileno, um acrilato alquila ou metacrilato de 1 a 8 carbonos, um monômero contendo glicidila, tal como, acrilato de glicidila ou metacrilato no qual foi enxertado N-terc-butilaminopropil trimetoxissilano. Os copolímeros resultantes foram reportados como sendo úteis como adesivos e para revestimentos de fios e cabos.

Furrer e outros, na Patente US número 5.112.919 reportaram um polímero reticulãvel em umidade que foi produzido por combinação de um polímero de base termoplástico, tal como polietileno ou um copolímero de etileno com 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno ou semelhantes; um polímero veículo sólido, tal como, copolímero de vinilacetato de etileno (EVA), contendo um silano, tal como, viniltrimetoxisilano e um gerador de radical livre, tal como um peróxido orgânico; e aquecimento da mistura. Os copolímeros então seriam reticulados por reação em presença de água e um catalisador, tal como dilaurato de dibutilestanho ou octoato estanoso. A Patente US número 4.593.071 de Keough reportou copolímeros de etileno reticulãveis em umidade possuindo grupos acrilõxi silano pendentes. Os polímeros reticulados resultantes foram reportados como sendo especialmente resistentes â umidade e como sendo úteis para revestimentos extrusados ao redor de fios e cabos. 0 mesmo grupo reportou polímeros curáveis em umidade semelhantes envolvendo silanos nas Patentes US números 5.047.476, 4.767.820, 4.753.993, 4.579.913, 4.575.535, 4.551.504, 4.526.930, 4.493.924, 4.489.029, 4.446.279, 4.440.907, 4.434.272, 4.408.011, 4.369.289, 4.353.997, 4.343.917, 4.328.323 e 4.291.136. Uma vez que os produtos curados dessas formulações são reportados como sendo úteis para revestimentos para fios e cabos e para revestimentos não condutores para condutores elétricos, seria esperado que eles fossem revestimentos curáveis, para os quais as propriedades tais como, absorvência em água e biodegradabilidade seriam uma vantagem.

Polímeros intumescíveis em água têm sido produzidos e reportados por polímeros reticulãveis solúveis em água, tais como, poli (oxido de etileno) . Sabe-se que os poli(óxidos de alquileno) , tais como, poli(óxido de etileno), podem ser reticulados através da irradiação gama. Dependendo do grau de irradiação e o grau de reticulação, as propriedades do polímero reticulãvel podem variar de um material solúvel em água a um sólido rígido sem absorvência em agua apreciável. Os materiais que são substancialmente não solúveis em água, porém ainda absorventes podem ser fabricados. Contudo, o uso de raios gama requer equipamento caro e procedimentos que consomem tempo, devido às questões de segurança e o grau de reticulação que é obtido é freqüentemente difícil de ser controlado. Várias referências reportaram o uso de grupos de reticulação química como um processo de evitar-se os perigos e custos associados ao uso de radiação ionizante. A Patente US número 3.963.605 de Chu reportou um poli(óxido de alquileno) reticulado, intumescível em água, que foi produzido por aquecimento de uma mistura de poli(óxido de etileno) com ácido acrílico e um iniciador de radical livre, tal como, peróxido de acetila em um solvente de hidrocarboneto, tal como hexano, heptano ou cicloexano. Outra alternativa foi reportada na Patente Canadense Número 756.190 e envolveu a reticulação através de um monômero de divinila em presença de um catalisador de radical livre. O uso de outros agentes de reticulação, tais como, diacrilato ou metil-bis-acrilamida com um inibidor de radical livre, também foi reportado.

Revestimentos lubrificantes de poliuretano hidrofílico reticulado foram reportados por Watson na Patente US número 6.020.071. Outro revestimento de poliuretano é descrito por Tedeshchl e outros na EP 0992 252 A2, onde um revestimento de acomodação de medicamento, lubrificante é descrito, o qual é o produto de um poliisocianato; um doador de amina e/ou doador de hidroxila e um aduto isocianatossilano possuindo grupos isocianato terminais e um alcóxi silano. Um polímero solúvel em água, tal como poli(oxido de etileno) pode opcionalmente estar presente. A reticulação faz com que um poliuretano ou uma rede de poliuréia seja formado(a), dependendo se o isocianato reage com os doadores de hidroxila ou os doadores de amina. Essa composição provê benefícios de lubrificação de uma substância química específica, que não parecem prover alta absorção.

Existe a necessidade ou o desejado de um material para armazenamento de fluido que seja fino, durável e possua uma alta capacidade de absorção. Existe uma necessidade ou um desejo adicional de um processo de anexação de partículas a um substrato, tal que, as partículas permaneçam anexadas ao substrato, mesmo em uma condição íntumescída ou úmida, causando uma diminuição significativa na capacidade de absorção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em resposta às dificuldades discutidas e problemas encontrados no estado da técnica, foi descoberto um novo material para armazenamento de fluido que fornece utilidade adicional aos componentes estruturais não absorventes dos produtos absorventes para cuidado pessoal, como veículos de capacidade de absorção. Essa capacidade fornece produtos mais confortáveis e finos possuindo capacidade de absorção maior. Adicionalmente, o material para armazenamento de fluido pode prover funcionalidade adicional tal como controle de odor, propriedades de limpeza e propriedades de rejuvenescimento da pele, por exemplo. 0 material para armazenamento de fluido inclui partículas presas uma a outra e/ou presas a um substrato por uma composição de ligante reticulãvel. O uso de um ligante reticulãvel provê anexação melhorada das partículas em uma condição intumescida ou umectada. Adicionalmente, o ligante não reduz a capacidade de absorção efetiva das partículas e pode contribuir para uma capacidade de absorção adicional propriamente. A composição de ligante reticulãvel inclui um ligante reticulãvel que é suficientemente hidrofílico para prover acesso não inibido de fluidos aquosos às partículas. O ligante reticulãvel pode ser um ligante solúvel constituído de polímeros hidrofílicos, uma combinação de polímeros hidrofílicos contendo agentes hidrofílicos e/ou uma combinação de polímeros hidrofóbicos contendo agentes hidrofílicos. Por exemplo, o ligante pode ser um alcoxissilano-poli(óxido de etileno) enxertado. Um alcoxissilano apropriado é metacriloxipropil trimetóxi silano. Como outro exemplo, a composição de ligante pode incluir copolímeros de ácido acrílico e ésteres de acrilato hidrofílico ou metacrilato de cadeia longa, tais como, metacrilato de poli(etilenoglicol) possuindo de 1 a 12 unidades de etileno glicol. A capacidade de reticulação é fornecida por ésteres acrilato ou metacrilato que possuem um grupo funcional que é capaz, mediante exposição a agua, de formar um grupo funcional silanol que condensa-se para formar um polímero reticulado. Um exemplo apropriado de tal éster metacrilato é metacriloxipropil trimetóxi silano. O ligante na composição de ligante reticulãvel possui, apropriadamente, uma temperatura de transição vítrea entre cerca de 30°C ou abaixo de cerca de 10 °C. A composição de ligante reticulãvel possui, desejavelmente, um módulo de curvatura inferior ao módulo de curvatura do substrato.

Além do ligante reticulãvel, a composição de ligante reticulãvel pode também incluir um solvente que substancialmente não intumesce ou afeta adversamente as partículas. Apropriadamente, o solvente provê solubilidade ao ligante e menos que cerca de 10% em peso do solvente é absorvido pelas partículas. Um exemplo de um solvente apropriado inclui álcool, tal como entre 99,5% e cerca de 50% em peso de álcool e entre cerca de 0,5% e cerca de 50% em peso de água. Além do ligante e do solvente, a composição de ligante pode incluir também um ou mais agentes de modificação, tais como, plastificantes, corantes e preservantes.

Alternativamente, a composição de ligante pode ser aquecida em um dispositivo apropriado, tal como um extrusor, a uma condição escoãvel, seguido por adição de partículas apropriadas para prover uma mistura escoãvel de ligante e partículas. As partículas podem ser partículas superabsorventes, incluindo, por exemplo, uma forma reticulada de poliacrílato de sódio, polimetacrílato de sódio, poliacrilamida, carboximetil celulose, amido enxertado, poli(aspartato de sódio), poli(vinilamina), poli(dimetildialil amina), sal quitosano e/ou poli(etileno imina). Apropriadamente, as partículas possuem um diâmetro entre cerca de 50 e cerca de 800 micra ou entre 200 e cerca de 400 micra. Para algumas aplicações de impressão, as partículas podem ter um diâmetro entre cerca de 60 e cerca de 80 micra. As partículas e o ligante podem estar presentes em uma razão entre cerca de 1:4 e cerca de 20:1 no substrato.

Alternativamente ou além do superabsorvente, as partículas podem incluir um agente encapsulado. Por exemplo, as partículas podem incluir agentes de fragrância encapsulados, agentes de limpeza e/ou agentes de rejuvenescimento da pele. Como outra alternativa, as partículas podem estar em uma forma de pó, tal como, carbono ativado ou bicarbonato de sódio. O substrato pode ser uma trama não tecida, uma trama tecida, um tecido tricotado, uma folha ou papel tecido de celulose, uma película plástica, um compósito em filamentos, um compósito puro de elastômero ou qualquer outro substrato apropriado. Exemplos de tipos apropriados de substratos de película plástica incluem aqueles fabricados de polipropileno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, polietileno de baixa densidade linear e polietileno de densidade ultra baixa.

Alternativamente, o substrato pode ser uma superfície de liberação. A aplicação da mistura de ligante/partículas, após remoção do solvente ou resfriamento de uma massa escoável isenta de solvente, uma película coesiva ou rede composta de partículas aderidas uma a outra por composição de ligante. A película ou rede de partículas fina, de alta densidade, flexível resultante pode prover uma função de retenção de fluido de um produto absorvente.

Como uma concretização adicional, o material de armazenamento de fluido pode incluir o ligante reticulãvel, absorvente, de formação de película; partículas e fibras. Fibras apropriadas incluem, porém não estão limitadas ao pó de celulose que é obtido por moagem de fibra de madeira de bétula (ou outra) a um pó de tamanho de partícula menor. Outras fibras apropriadas incluem outras fibras de madeira dura, ambas northern e Southern, incluindo fibras de madeira dura Southern mercerizada e polpa de madeira macia Southern quimicamente enrijecida, bem como as fibras superabsorventes.

Conforme mencionado, o material para armazenamento de fluido pode ser usado para fabricação de artigos absorventes para cuidado pessoal, desta forma provendo uma capacidade de absorção para as camadas estruturais não absorventes que tipicamente provê pouca ou nenhuma capacidade absorvente. Essas camadas estruturais modificadas possuem, apropriadamente, uma rigidez entre cerca de 0,2 e cerca de 4 mm, quando medidas a uma pressão de 0,345 kPa e uma capacidade absorvente entre cerca de 0,1 e cerca de 1,8 g/cm2. Exemplos de artigos nos quais o material para armazenamento de fluido pode ser usado incluem fraldas, calças com fraldas, calças de treinamento, produtos para higiene feminina, produtos para incontinência, peças de roupa para natação e semelhantes. O material para armazenamento de fluido da invenção pode ser fabricado por dispersão das partículas na solução ligante reticulãvel descrita acima e aplicação das partículas na solução a um substrato ou a uma superfície de liberação. As partículas combinadas na solução podem ser aplicadas ao substrato ou superfície de liberação, tanto contínua quanto em um padrão, usando qualquer um de vários processos de aplicação, incluindo revestimento de lâmina sobre rolo, revestimento por rolo, aspersão e impressão. Exemplos de processos de impressão apropriados incluem impressão de gravura, silk screen, e impressão por jato de tinta. Após as partículas na solução terem sido aplicadas ao substrato ou superfície de liberação, a reticulação do ligante é então induzida. A reticulação pode ser induzida por várias técnicas incluindo iniciação térmica, iniciação por radiação, reações químicas redox, íons metálicos multivalentes e umidade. Vários tipos de iniciação de radiação eficaz incluem ultravioleta, microondas e radiação por feixe de elétrons. A iniciação da umidade pode ser realizada através de hidrólise e condensação. Os íons metálicos multivalentes podem iniciar a reticulação por complexação. Após induzir a reticulação do ligante, o solvente pode ser removido do substrato, tanto por secagem do substrato quanto por uso de qualquer outra técnica eficaz para evaporar o solvente.

Alternativamente, a composição de ligante pode ser aquecida em um dispositivo apropriado, tal como um extrusor, a uma condição escoãvel seguido por adição das partículas para prover uma mistura de solvente e partículas escoável, substancialmente isenta de solvente. Quando do resfriamento da massa escoável isenta de solvente, é obtida uma película coesiva ou rede composta de partículas aderidas uma a outra pela composição de ligante.

Com o precedente em mente, é um aspecto e vantagem da invenção prover um material para armazenamento de fluido de alta capacidade absorvente, durável e fino e um processo para fabricação de tal material para armazenamento de fluido, onde as partículas permanecem intactas no material, mesmo enquanto em uma condição intumescida ou úmida, BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Esses e outros objetivos e aspectos dessa invenção serão melhor entendidos a partir da descrição detalhada que se segue, tomada em conjunto com os desenhos, onde: A figura 1 ilustra uma relação de integridade-absorvência dos compósítos absorventes convencionais. A figura 2 ilustra uma relação de integridade-absorvência do material para armazenamento de fluido da invenção.

As figuras 3ae 3b ilustram um material para armazenamento de fluido da invenção, sem um substrato.

As figuras 4a e 4b ilustram um material para armazenamento de fluido representativo da invenção, com um substrato. A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma calça de treinamento para criança possuindo o material para armazenamento de fluido da invenção incorporado. A figura 6 é uma vista plana da calça para treinamento da figura 5, em um estado plano, esticado, desmontado e mostrando a superfície da peça de roupa que está voltada para o usuário, quando o artigo é usado e com porções cortadas para mostrar características de base. A figura 7 é uma vista em perspectiva de uma fralda possuindo o material para armazenamento de fluido da invenção incorporado. A figura 8 é uma vista em perspectiva de um produto para higiene feminina possuindo o material para armazenamento de fluido da invenção incorporado. A figura 9 é uma vista em perspectiva de uma calça de crianças para natação possuindo o material para armazenamento de fluido da invenção incorporado. A figura 10 é uma vista em perspectiva de um produto para incontinência de adulto possuindo material para armazenamento de fluido da invenção incorporado.

DEFINIÇÕES

Dentro do contexto desse relatório descritivo, cada termo ou frase a seguir incluirá o significado ou significados que se seguem. "Encapsulado" se refere a uma substância englobada dentro de um revestimento protetor ou membrana. "Produtos para higiene feminina" incluem absorventes íntimos, bem como tampões e produtos para higiene interlabial feminina. "Fluido" se refere a uma substância na forma de um líquido ou gás a temperatura ambiente e pressão atmosférica. "Material para armazenamento de fluido" se refere a um material que é capaz de coletar ou absorver fluidos, bem como liberar fluidos. "Polietileno de alta densidade (HDPE)" se refere a um polietileno possuindo uma densidade de cerca de 0,95 g/cm3 ou mais. "Revestimento de lâmina sobre rolo" se refere a um processo onde uma lâmina é posicionada, com uma fenda especificada, acima de um substrato que movimenta-se abaixo da lâmina em um rolo em movimento. Dessa maneira, a lâmina dispersa uma espessura especifica de material de revestimento sobre o substrato. "Camada" quando usada no singular, pode ter o significado duplo de um elemento simples ou vários elementos. "Polietileno de baixa densidade linear (LLDPE)" se refere aos polímeros de etileno e comonômeros de alfa olefina superiores, tais como, comonômeros C3-C12, e combinações dos mesmos, possuindo uma densidade de cerca de 0,900 a 0,94 g/cm3. "Polietileno de baixa densidade (LDPE)" se refere a um polietileno possuindo ramificação de cadeia longa e uma densidade entre 0,91 e cerca de 0,93 g/cm3. "Agente de modificação" se refere a uma substância que pode ser adicionada a uma composição para modificar as propriedades físicas da composição, tais como, cor ou textura da composição. "Camada estrutural não absorvente" ou "componente estrutural não absorvente" ou "substrato não absorvente" se refere a uma camada ou outro componente, tipicamente isenta de capacidade de absorção, cuja presença em um artigo contribui para criação funcional da estrutura do artigo. "Não tramado" ou "trama não tecida" se refere aos materiais e tramas ou material possuindo uma estrutura de fibras individuais ou filamentos que são inter-depostos, porém não em uma maneira identificável como em um tecido de malha. Os termos "fibra" e "filamento" são usados aqui intercambiavelmente. Tecidos ou tramas não tecidas vêm sendo formados de muitos processos, tais como, por exemplo, processos de fusão por extrusão, de ligação por fiação, deposição por ar e processos de trama cardada ligada. 0 peso base dos tecidos não tramados é geralmente expresso em gramas por metro quadrado (g/m2) e os diâmetros de fibra úteis são geralmente expressos em micra. "Partícula", "partículas", "particulado" e semelhantes se referem a um material que está geralmente na forma de unidades separadas. As partículas podem incluir grânulos, pulverulentos, pós ou esferas. Assim, as partículas podem ter quaisquer formas desejadas, tais como, por exemplo, cúbica, semelhante a barra, poliédrica, esférica ou semi-esférica, redonda ou semi-redonda, angular, irregular, etc. As formas possuindo uma razão de dimensão maior/dimensão menor, como as agulhas, flocos e fibras também são contempladas para uso aqui. O uso de "partícula" ou "particulado" pode também descrever uma aglomeração incluindo mais de uma partícula, um particulado ou semelhante. "Produto para cuidado pessoal" inclui fraldas, calças com fralda, calças de treinamento, roupas para natação, calças íntimas absorventes, produtos para incontinência de adultos, produtos para higiene feminina e semelhantes. "Impressão por rolo" ou "revestimento por rolo" se refere a um processo onde a aplicação de um material depositado, geralmente como uma pasta, sobre um substrato é realizado por transferência do material depositado de um rolo para o substrato em uma camada mais ou menos uniforme usando um ou mais rolos, que podem ser gravados e um grupo de cilindros Um bisturi é usado para raspar qualquer excesso de material depositado dos rolos ou substrato. 0 bisturi pode ser plano ou ter uma borda padronizada tal como fendas ou nervuras. "Impressão em tela giratória" ou revestimento em tela giratória" se refere a um processo que é uma combinação de uma impressão com rolo ou revestimento e impressão em tela ou revestimento. "Impressão em tela" ou "revestimento em tela" se refere a um processo para aplicação de um material depositado por forçar o material a ser depositado através de uma tela que pode ter aberturas uniformes ou padronizadas. "Compósitos filamentados" se refere às folhas de material as quais são aderidos filamentos de um material elastomérico para criar um compósito elastomêrico. "Superabsorvente" se refere a um material orgânico ou inorgânico, intumescível em água, insolúvel em água, capaz, sob condições mais favoráveis, de absorver pelo menos cerca de 15 vezes seu peso e, mais desejavelmente, pelo menos cerca de 25 vezes seu peso em uma solução aquosa contendo 0,9% em peso de cloreto de sódio. Os materiais superabsorventes podem ser polímeros e materiais naturais, sintéticos e naturais modificados. Além disto, os materiais superabsorventes podem ser materiais inorgânicos, tais como, sílica gel, ou compostos orgânicos, tais como, polímeros reticulados. "Polietileno de densidade ultra baixa (ULDPE)" se refere aos polímeros de etileno e comonômeros de alta olefina superiores, tais como, comonômeros C3-Ci2 e combinações dos mesmos possuindo uma densidade de cerca de 0,86 a menos que 0,90 g/cm3.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS A presente invenção é dirigida a um material para armazenamento de fluido que inclui partículas presas umas as outras e/ou presas a um substrato com uma composição de ligante reticulãvel que não impede absorção ou outras propriedades das partículas. A presente invenção também inclui um processo de anexação das partículas uma a outra e/ou ao substrato, tanto em condições úmidas ou secas, tal que, as partículas permanecem anexadas uma a outra è/ou ao substrato, mesmo que em uma condição intumescida ou úmida. As partículas presas uma a outra podem formar uma rede ou película fina, de alta densidade, flexível que pode prover a função de retenção de fluido de um produto absorvente. Adicionalmente, um substrato modificado por anexação de partículas superabsorventes pode ser usado como um absorvente primário de um produto ou pode adicionar capacidade ao produto de fornecer capacidade absorvente aos componentes que geralmente não possuem capacidade de retenção. O material para armazenamento de fluido da invenção possui integridade mecânica alta, bem como alta absorvência de compósito em relação aos compósitos absorventes convencionais contendo agentes estabilizantes. O material para armazenamento de fluido encontra-se em uma região no lado direito de uma equação modelo que se refere a integridade em relação a absorvência, pelo que, exibindo propriedades geralmente não obtidas por compósitos convencionais. Tipicamente, os compostos convencionais possuindo absorvência relativamente alta possuem integridade deficiente, embora compósitos convencionais possuam absorvência isenta de integridade relativamente alta, conforme ilustrado na figura 1. Esses compósitos convencionais encontram-se em uma região do lado esquerdo da equação modelo. A relação na figura 1 baseia-se nos compósitos absorventes incluindo um absorvente, ligante flexível possuindo uma capacidade de absorção inferior à capacidade de absorção das fibras dos compósitos, por exemplo, 6-7 gramas/grama (g/g). Essa relação inversa entre absorvência e integridade não é verdadeira para o material para armazenamento de fluido da invenção contendo o ligante com uma capacidade absorvente maior do que a capacidade absorvente da fibra. Ao invés disso, o material para armazenamento de fluido segue a relação de integridade-absorvência ilustrada na figura 1. A relação na figura 2 baseia-se nos materiais para armazenamento de fluido incluindo um absorvente, ligante flexível possuindo uma capacidade absorvente maior do que uma capacidade absorvente das fibras de material, por exemplo, 6-7 g/g. Mais especificamente, o material para armazenamento de fluido da invenção possui apropriadamente integridade material ou resistência à tensão, de pelo menos cerca de 8 g/g/m2 e uma capacidade de absorção de pelo menos 8 g/g ou uma resistência a tensão de pelo menos 11 g/g/m2 e uma capacidade de absorção de pelo menos 11 g/g. Alternativamente, o material para armazenamento de fluido pode ter uma resistência a tensão de pelo menos cerca de 14 g/g/m2 e uma capacidade de absorção de pelo menos cerca de 14 g/g. A resistência a tensão pode ser medida usando o Strip Tensile Test Method descrito no Registro de Invenção Estatutário US número H1.969 emitido para Fell em 5 de junho de 2001. Os valores de capacidade de absorção podem ser medidos usando o Teste de Capacidade de Retenção em Centrifugação do Compósito descrito na seção de processos de teste a seguir.

Com referência âs figuras 3a e 3b, um exemplo representativo do material para armazenamento de fluido 20 da invenção onde as partículas 2 2 são presas uma a outra, através de uma composição de ligante reticulável é ilustrado em um estado seco (figura 3a) e após absorção de líquido (figura 3b).

Com referência âs figuras 4a e 4b, um exemplo representativo do material para armazenamento de fluido 20 da invenção onde as partículas 22 são presas ao substrato 24 com uma composição de ligante reticulável é ilustrado em um estado seco (figura 4a) e após a absorção de fluido (figura 4b) . Os substratos apropriados 24 incluem, porém não estão limitados aos tecidos não tramados, tramados e tricotados; folhas de papel tecido celulósico; películas plásticas incluindo polipropileno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, polietileno de baixa densidade linear e polietileno de densidade ultra baixa linear; copolímeros de bloco de estireno-etileno-butileno-estireno ou estireno-isopreno-estireno, polímeros KRATON da Kraton Polymers USLLC de Belpre, Ohio, USA, elastômeros ou plastômeros catalisados com metaloceno e semelhantes. Outros substratos apropriados incluem películas respiráveis monolíticas, tais como aquelas de polímeros a base de poliéter amida, por exemplo, PEBAX e elastômeros termoplásticos de éter/éster poliuretano; compósitos filamentos de Lycra e compósitos puros de elastômero.

Em uma concretização, as partículas 22 são partículas superabsorventes (SAP). As SAP podem ser de qualquer substância química apropriada para prover absorvência sob condições de uso antecipadas. Químicas apropriadas incluem formas reticuladas de poliacrilato de sódio, polimetacrilato de sódio, poliacrilamida, carboximetil celulose, amido enxertado, poli(aspartato de sódio) poli(vinil amida), poli(dimetildialil amina), sal de quitosano e/ou poli(etileno imina), Os materiais superabsorventes são disponíveis de vários vendedores comerciais, tais como, Dow Chemical Company localizada em Midland, Michigan, USA e Stockhausen GmbH & Co. KG, D-47805 Krefeld, República Federal da Alemanha. Tipicamente, um material superabsorvente é capaz de absorver pelo menos cerca de 15 vezes seu peso em água e desejavelmente é capaz de absorver mais do que cerca de 25 vezes seu peso em água. 0 tamanho e a geometria das partículas podem ser os apropriados a um dispositivo específico de aplicação de partículas em solução ao substrato 24 ou a uma superfície de liberação. Por exemplo, as partículas podem ser esféricas, semelhantes a plaquetas, fibrosas ou de qualquer geometria correlata. No estado não intumescido, as partículas, especificamente as SAP, podem ter diâmetros em seção transversal em uma faixa de cerca de 50 a cerca de 800 micra ou de cerca de 2 00 a cerca de 4 00 micra e para algumas aplicações de impressão, de cerca de 60 a cerca de 80 micra, conforme determinado por analise de crivo de acordo com American Society for Testing Materials (ASTM) Teste Method D-1921. É entendido que as partículas de material que encontram-se dentro dessas faixas podem incluir partículas sólidas, partículas porosas ou podem ser partículas aglomeradas incluindo muitas partículas menores aglomeradas em partículas dentro das faixas de tamanho descritas.

Em outra concretização, o material para armazenamento de fluido 20 pode incluir fibras além ou em substituição as partículas. Fibras apropriadas incluem, porém não estão limitadas ao pó de celulose que é obtido por moagem de fibras de madeira dura de bétula (ou outra) a um pó de tamanho de partícula menor em uma faixa de 0,1 a 0,3 mm. Esse pó encontra-se disponível na Functional Food localizada em Englishtown, New Jersey. Outra fibra apropriada é a Sulfatate HJ que é uma fibra de madeira dura Southern mercerizada da Rayonier, localizada em Jesup, Geórgia. A fibra Sulfatate HJ possui cerca de 1,2 mm de comprimento e é mercerizada. Outras fibras de madeira dura (northern e Southern), por exemplo, fibras de madeira macia tais como NB-416 da Weyerhaeuser Corporation em Tacoma, Washingtom ou polpa Foley da Buckye em Mephis, Tennessee, podem também ser incluídas no material para armazenamento de fluido. Polpa de madeira macia northern quimicamente enrijecida pode também ser incluída. Exemplos de polpas reticuladas apropriadas incluem polpa experimental altamente reticulada (PXL) da Rayonier, polpa comerciamente disponível (NHB-416) da Weyerhaeuser Corporation e polpa Caressa 1300 da Buckeye. Outras fibras apropriadas incluem fibras superabsorventes, tais como, fibras superabsorventes FIBERDRI (tais como, FIBERDRI 1161, FIBERDRI 1231 e FIBERDRI 1241) todas disponíveis na Camelot Superabsorbent Ltd. de Calgary, Alberta, Canadá. Fibras de celulose regeneradas de corte curto ou longo, algodão, acetato de celulose, bem como fibras não celulósicas, tais como, poliéster, acrílico, polietileno, polipropileno, poliamida ou fibras de polilactídeo também são apropriadas. Fibras de corte curto se refere às fibras que são cortadas em menos que 4 mm, considerando-se que as fibras mais longas podem ser cortadas em comprimentos intermediários ou podem ser de caráter contínuo.

Ainda em outra concretização, as partículas 22 podem ser microcãpsulas incluindo um revestimento de contenção e um núcleo de agente ativo, tal como, fragrância, agentes de controle de odor, agentes de limpeza ou agentes de rejuvenescimento da pele, com liberação do conteúdo disparada por qualquer meio apropriado de rompimento do revestimento de contenção, tal como pressão ou exposição à umidade. 0 revestimento de contenção pode ser fabricado de álcool polivinílico, amido ou qualquer outro material apropriado. Ainda em outra concretização, as partículas 22 podem ser um pó, tal como um pó de absorção de odor, por exemplo, carbono ativado ou bicarbonato de sódio. A composição de ligante reticulãvel inclui um ligante reticulável solúvel. Ligantes reticulãveis apropriados são aqueles que fornecem anexação segura das partículas entre si e/ou ao substrato em ambos o estado seco e o úmido, e que são suficientemente hidrofílicos para prover acesso não inibido de fluidos aquosos às partículas absorventes. Como resultado, o material de armazenamento de fluido da invenção pode ser imerso em solução de salmoura a 0,9% por 30 minutos com pelo menos 20% das partículas permanecendo presas ao substrato. Adicionalmente, pelo menos 30% ou pelo menos 40% das partículas podem permanecer presas ao substrato seguindo-se a imersão (Vide Exemplo 5).

Os ligantes reticulãveis podem incluir polímeros hidrofílicos ou combinações de polímeros hídrofílicos ou polímeros hidrofóbicos contendo agentes hidrofílicos. Apropriadamente, a composição de ligante reticulãvel pode incluir um reticulador latente composto de íons metálicos multivalentes. Um exemplo de um ligante apropriado inclui um poli(óxido de etileno)enxertado de alcoxissilano ("gPEO") que é solúvel em solventes de álcool que não intumescem substancialmente as SAP ou outras partículas ou dissolvem as mesmas. Conforme usado aqui, o termo "intumesce substancialmente" se refere a uma substância que faz com que a partícula intumesça, dessa forma aumentando o volume em pelo menos 10%. Mais especificamente, o gPEO, mediante exposição â umidade, reticula em uma estrutura de gel, capaz de absorver quantidades relativamente grandes de fluidos, tais como, agua ou salmoura. Esse tipo de ligante é capaz de reticular durante a secagem do solvente ou processo de evaporação para prover anexação a úmido melhorada. Metacrilóxipropil trimetóxi silano e um exemplo de monôrnero de enxerto de alcoxissilano apropriado. As partículas e o ligante estão apropriadamente presentes na composição de ligante em uma razão variando de cerca de 1:4 a cerca de 20:1, com base no peso seco do ligante.

Poli (óxido de etileno) ("PEO") é um dos muito pouco polímeros que são solúveis em água e termicamente processáveis. PEO tem mostrado ser biodegradável em várias condições. O trabalho inicial foi feito com PEO N-80 (peso molecular -200.000) que é comercialmente disponível na Union Carbide. Essa classificação de PEO é apropriada para processamento de extrusão em película.

De acordo com a presente invenção, PEO é polimerizado por enxerto com uma fração orgânica capaz de polimerização por enxerto com PEO a fração contendo um grupo trialcóxi silano funcional ou reagindo com água para formar um grupo silanol. A resina de PEO modificada por enxerto com silano pode ser processada termicamente em formas funcionais, tais como, películas, fibras e espumas. Quando essas formas funcionais são expostas à umidade, ocorre uma reação de reticulação, pelo mecanismo mostrado abaixo, para prover uma estrutura de gel capaz de absorção de quantidades relativamente grandes de água, tais como, mais do que 20 gramas de salmoura por grama de polímero sob condições isentas de intumescimento, o que torna esses materiais ideais para uma estrutura absorvente.

Polímeros solúveis em água úteis na presente invenção incluem, porém não estão limitados a poli(óxidos de alquileno), tais como, poli(oxido de etileno), ("PEO"), poli (etilenoglicóis), copolímeros de bloco de óxido de etileno e óxido de propileno, poli(álcool vinílico) e poli(éteres alquilvinílicos). Esses polímeros solúveis em água devem ser capazes de polimerização por enxerto com uma fração orgânica contendo um grupo funcional trialcóxi silano ou uma fração que reaja com água para formar um grupo silanol. O polímero solúvel em água preferido para uso na presente invenção é PEO.

Polimerização por Enxerto de PEO com Metacriloxipropil Trialcóxi Silano Seguido por Exposição â Umidade As resinas PEO úteis para modificação por enxerto, de acordo com a presente invenção incluem, porém não estão limitadas as resinas PEO possuindo pesos moleculares aproximados registrados variando de cerca de 30.000 g/mol a cerca de 8.000.000 g/mol conforme determinado por medições reológicas. Todos os pesos moleculares são fornecidos em uma base média de peso a menos que de outra forma indicado.

Tais resinas PEO são comercialmente disponíveis, por exemplo, na Union Carbide Corporation com sede em Danbury, CT e são vendidas sob as marcas registradas POLYOX® 205, POLIΟΧ® N-10, POLIOX® KL 80, POLYOX® WSR N-750, POLYOX® WSR N-12K e POLYOX® UCARFLOC® Polymer 309.

Essa invenção foi demonstrada por uso de PEO em forma de pó conforme fornecido pela Union Carbide. Contudo, as resinas PEO a serem modificadas podem ser obtidas de outros fornecedores e em outras formas, tais como, pelotas. As resinas PEO e composições modificadas podem conter vários aditivos, tais como, plastificantes, coadjuvantes de processamento, modificadores de reologia, antioxidantes, estabilizadores de luz UV, pigmentos, corantes, aditivos para deslizamento, agentes antibloqueio, etc., que podem ser adicionados antes ou após modificação.

Monômeros orgânicos capazes de polimerização por enxerto com PEO, os quais contêm um grupo funcional trialcóxi silano ou uma fração que reage com água para formar um grupo silanol são úteis na prática dessa invenção. 0 grupo funcional trialcóxi silano possui a seguinte estrutura: onde Rx, R2 e R3 são grupos alquila possuindo independentemente 1 a 6 átomos de carbono. 0 termo "monômero(s)" conforme usado aqui inclui monômeros, oligômeros, polímeros, misturas de monômeros, oligômeros e/ou polímeros e quaisquer outras espécies químicas reativas que sejam capazes de ligação covalente com o polímero de origem, PEO. Monômeros etilenicamente insaturados contendo um grupo funcional trialcóxi silano são apropriados para essa invenção e são desejados.

Monômeros insaturados etilenicamente desejados incluem acrilatos e metacrilatos. Um monômero etilenicamente insaturado desejado e específico, contendo um grupo funcional trialcóxi silano é metacriloxipropil trimetóxi silano, que encontra-se comercialmente disponível na Dow Corning, com sede em Midland, Michigan, sob a marca registrada Z-6030 Silane. Outros monômeros etilenicamente insaturados contendo grupo funcional trialcóxi silano incluem, porém não estão limitados a metacriloxietil trimetóxi silano, metacriloxipropil trietóxi silano, metacriloxipropil tripopóxi silano, acriloxipropilmetil dimetóxi silano, 3-acriloxipropil trimetóxi silano, 3-metacriloxipropilmetil dietóxi silano, 3-metacriloxipropilmetil dimetóxi silano e 3-metacriloxipropil tris(metoxietõxi)silano. Contudo, é contemplado que uma ampla faixa de monômeros vinílicos e acrílicos possuindo grupos funcionais trialcóxi silano ou uma fração que reaja facilmente com água para formar um grupo silanol, tais como, clorossilano ou um acetoxissilano, fornece os efeitos desejados ao PEO e são monômeros eficazes para enxerto de acordo com a presente invenção. A quantidade de monômero orgânico possuindo grupos funcionais trialcóxi silano ou grupos funcionais de formação de silanol em relação à quantidade de PEO pode variar de cerca de 0,1 a cerca de 2 0% em peso de monômero em relação ao peso de PEO. Desejavelmente, a quantidade de monômero excedería 0,1% em peso, a fim de aperfeiçoar suficientemente a capacidade de processamento de PEO. Tipicamente, os níveis de adição de monômero estão entre cerca de 1,0% e cerca de 15% em peso da resina PEO base; especialmente entre cerca de 1,5% e cerca de 5,5% em peso da resina de PEO base para alguns usos pretendidos. Apropriadamente, o nível de enxerto pode estar na faixa de 0,5 a cerca de 10% em peso, em relação ao peso de PEO.

Os ligantes usados na invenção proveríam revestimentos muito flexíveis e portanto teriam uma temperatura de transição vítrea abaixo de cerca de 30°C ou abaixo de cerca de 10°C, conforme medido por um Calorímetro de Varredura Diferencial (DSC). A composição de ligante reticulável desejavelmente possui um módulo de curvatura inferior ao módulo de curvatura do substrato.

Quando o enxerto é obtido por aplicação de aquecimento, como em um processo de reação-extrusão, é desejável que o íniciador gere os radicais livres através da aplicação de aquecimento. Geralmente tais iniciadores são referidos como iniciadores térmicos. Para que o iniciador funcione como uma fonte útil de radicais para enxerto, o iniciador seria comercial e prontamente disponível, estável em condições ambientes e refrigeradas e geraria radicais em temperaturas de reação-extrusão.

Os compostos contendo uma ligação 0-0, S-S ou N=N podem ser usados como iniciadores térmicos. Os compostos contendo ligações 0-0; isto é, peróxidos, são comumente usados como iniciadores para polimerização por enxerto. Tais iniciadores de peróxido usados comumente incluem: peróxidos de alquila, dialquila, diarila e arilalquila, tais como, peróxido de cumila, peróxido de t-butila, peróxido de di-t-butila, peróxido de dicumila, peróxido de cumil butila, 1,1-di-t-butil peróxi-3,5,5- trimetilcicloexano, 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperóxi)hexano, 2,5-dimetil-2,5-bis(t-butilperóxi)hexina-3 e bis(a-t-butil peroxiisopropilbenzeno); peróxidos de acila, tais como, peróxidos de acetila e peróxidos de benzoila; hidroperóxidos, tais como, hidroperóxido de cumila, hidroperóxido de t-butila, hidroperóxido de p-metano, hidroperóxido de pinano e hidroperóxido de cumeno; perésteres ou peroxiesteres, tais como, peroxipivalato de t-butila, peroctoato de t-butila, perbenzoato de t-butila, 2.5- dimetilexil-2,5-di(perbenzoato) e t-butil di(perftalato); peróxidos de alquilssulfonila; peroximonocarbonatos de dialquila; peroxidicarbonatos de dialquila; diperoxicetais; peróxidos de cetona, tais como, peróxido de cicloexanona e peróxido de metil etil cetona. Adicionalmente, compostos azo, tais como, 2,2'-azobisisobutironitrila abreviado como AIBN, 2,2'-azobis{2,4-dimetilpentanonitrila) e 1,1'-azobis(cicloexanocarbonitrila) podem ser usados como o iniciador. Exemplos de iniciadores comercialmente disponíveis incluem um líquido, um iniciador peróxido orgânico, disponível na R.T. Vanderbilt Company, Inc. de Norwalk, CT, vendido sob a marca registrada peróxido VAROX DBPH, que é um iniciador de radical livre e compreende 2.5- bis(peróxido de terc-butil)-2,5-dimetil hexano juntamente com quantidades menores de di(peróxido de terc-butila). Outros iniciadores incluem LUPERSOL® 101 e LUPERSOL® 130 disponíveis na Elf Atochem North America, Inc. de Philadelphia, Pennsylvania. Vários recipientes de reação podem ser úteis na prática dessa invenção. A modificação de PEO pode ser realizada em qualquer recipiente, à medida que mistura necessária de PEO, monômero e o iniciador seja obtida e energia térmica suficiente seja provida para afetar o enxerto. Desejavelmente, tais recipientes incluem qualquer dispositivo de mistura apropriado, tal como Brabender Plasticorders, extrusores Haake, misturadores Bandbury, extrusores de fuso simples ou múltiplo ou qualquer outro dispositivo de mistura mecânico que possa ser usado para misturar, compor, processar ou fabricar polímeros. Em uma concretização desejada, o dispositivo de reação é um extrusor de fuso duplo de contragiro, tal como um extrusor Haake disponível na Haake, 53 West Century Road, Paramus, NJ 07652 ou um extrusor de fuso duplo de co-rotação, tal como um extrusor de compostagem de fuso duplo ZSK-30, fabricado pela Werner & Pfleiderer Corporation of Ramsey, New Jersey. Deve ser observado que vários extrusores podem ser usados para modificar o PEO de acordo com a invenção, contanto que a mistura e o aquecimento ocorram.

Outros ligantes apropriados compreendem ácidos carboxílico, sulfônico ou fosfórico monoetilenicamente insaturado ou sais dos mesmos e um éster acrilato ou metacrilato que contenha uma funcionalidade alcoxissilano que, mediante exposição à água, forma um grupo funcional silanol que condensa para formar um pôlímero reticulado.

Monômeros desejados incluem monômeros contendo grupo carboxila: ácidos mono ou policarboxílicos monoetilenicamente insaturados, tais como, ácido (met)acrílico, (significando ácido acrílico ou metacrílico - notações semelhantes são usadas aqui para indicar vários copolímeros), ácido maléico, ácido fumárico, ácido crotônico, ácido sórbico, ácido itacônico e ácido cinâmico;

Monômeros contendo grupo anidrido de ácido carboxílico: anidridos de ácido policarboxílico monoetilenicamente insaturados (tais como, andrido maleico);

Monômeros contendo sal do ácido carboxílico: sais solúveis em água (sais de metal alcalino, sais de amônio, sais de amina, etc.) de ácidos mono ou policarboxílicos monoetilenicamente insaturados (tais como, (met)acrilato de sódio, (met)acrilato de trimetilamina, (met)acrilato de trietanolamina, maleato de sódio, maleato de metilamina;

Monômeros contendo grupo de ácido sulfônico: ácidos vinil sulfônicos aromáticos ou alifáticos (tais como, ácido vinilssulfônico, ácido alil sulfônico, ácido viiltoluenossulfônico, ácido estireno sulfônico), ácidos (met)acrílicos sulfônicos [tais como, (met)acrilato sulfopropila, ácido 2-hidróxi-3-(met)acrilóxi propil sulfônico];

Monômeros contendo grupo de sal de ácido sulfônico: sais de metal alcalino, sais de amônio, sais de amina de monômeros contendo grupo de ácido sulfônico conforme mencionado aqui anteriormente,· Monômeros contendo grupo amida: vinilforrnamida, (met)acrilamida, N-alquil (met)acrilamidas (tais como, N-metilacrilamida, N-hexilacrilamida), N,N-dialquil (met)acrilamidas (tais como, N,N-dimetilacrilamida, N,N-di-n-propilacrilamida) , N-hidroxialquila (met)acrilamidas (tais como, N-metilol (met)acrilamida, N-hidroxietil (met)acrilamida), N,N-hidroxialquila (met)acrilamidas (tais como, N,N-diidroxietil(met)acrilamida), vinil lactamas (tais como, N-vinilpirrolidona). A quantidade de ácido carboxílico, sulfônico ou fosfórico monoetilenicamente insaturado ou sais dos mesmos em relação ao peso da composição de ligante polimérica pode variar cerca de 20 a cerca de 99,9% em peso. Tipicamente, os níveis de ácido carboxílico, sulfônico ou fosfórico monoetilenicamente insaturado ou sais dos mesmos estão entre 25% e cerca de 90% em peso da composição de ligante polimérica; especificamente, entre cerca de 30% e cerca de 80% em peso da composição de ligante polimérica; especialmente entre cerca de 50% e cerca de 70% em peso da composição de ligante polimérica para alguns usos pretendidos.

Os monômeros orgânicos capazes de copolimerização com ácido carboxílico, sulfônico ou fosfórico monoetilenicamente insaturado ou sais dos mesmos,, os quais monômeros contêm um grupo funcional trialcóxi silano ou uma porção que reage com água para formar um grupo silanol, são úteis na prática dessa invenção. 0 termo "monômero(s)" conforme usado aqui inclui monômeros, oligômeros, polímeros, misturas de monômeros, oligômeros e/ou polímeros e quaisquer outras espécies químicas reativas que sejam capazes de copolimerização com ácido carboxílico, sulfônico ou fosfórico monoetilenicamente insaturado ou sais dos mesmos. Monômeros etilenicamente insaturados contendo um grupo funcional trialcóxi silano são apropriados para essa invenção e são desejados. Monômeros insaturados etilenicamente desejados incluem acrilatos e metacrilatos. Um monômero etilenicamente insaturado desejado e específico, contendo um grupo funcional trialcóxi silano é metacriloxipropil trimetóxi silano, comercialmente disponível na Dow Corning, com sede em Midland, Michigan, sob a marca registrada Z-6030 Silane. Outros monômeros etilenicamente insaturados contendo grupo funcional trialcóxi silano incluem, porém não estão limitados a metacriloxietil trimetóxi silano, metacriloxipropil trietóxi silano, metacriloxipropil tripopõxi silano, acriloxipropilmetil dimetóxi silano, 3-acriloxipropil trimetóxi silano, 3-metacriloxipropilmetil dietóxi silano, 3-metacriloxipropilmetil dimetóxi silano e 3-metacriloxipropil tris(metoxietóxi)silano. Contudo, é contemplado que uma ampla faixa de monômeros vinílicos e acrílicos possuindo grupos funcionais trialcóxi silano ou uma fração que reaja facilmente com água para formar um grupo silanol, tais como, clorossilano ou um acetoxissilano, fornece os efeitos desejados., sendo monômeros eficazes para copolimerização de acordo com a presente invenção.

Além dos monômeros capazes de copolimerização que contêm um grupo funcional trialcóxi silano, é também possível usar-se um monômero capaz de copolimerização que possa subsequentemente ser reagido com um composto contendo grupo funcional trialcóxi silano ou uma fração que reaja com água para formar um grupo silanol. Tal monômero pode conter, porém não está limitado a uma amina ou um álcool. Um grupo amina incorporado ao copolímero pode subsequentemente ser reagido por exemplo, porém não limitado, com (3-cloropropil)trimetoxissilano. Um grupo álcool incorporado ao copolímero pode ser reagido subsequente, por exemplo, porém não limitado, com trimetoxissilano. A quantidade de monômero orgânico possuindo grupos funcionais trialcóxi silano ou grupos funcionais de formação de silanol em relação ao peso da composição de ligante polimérico pode variar de cerca de 0,1 a cerca de 15% em peso. Desejavelmente, a quantidade de monômero excedería 0,1% em peso, a fim de prover reticulação suficiente mediante exposição à umidade. Tipicamente, os níveis de adição de monômero estão entre cerca de 1,0% e cerca de 15% em peso da composição de ligante polimérica; especialmente entre cerca de 1,0% e cerca de 10% em peso da composição de ligante polimérico; especialmente entre cerca de 1,5% e cerca de 5,5% em peso da composição de ligante polimérico para alguns usos pretendidos.

Opcionalmente, o ligante polimérico pode incluir ésteres hidrofílicos, monoetilenicamente insaturados, de cadeia longa, tais como, metacrilato de poli{etilenoglicol) possuindo de 1 a 13 unidades de etilenoglicol, especificamente entre 2 e 10 unidades de etilenoglicol; especialmente entre 3 e 6 unidades etilenoglicol. Os ésteres hidrofílicos, monoetilenicamente insaturados possuem a seguinte estrutura: R=H ou CH3 r' = H, alquila, fenila Sais de ácido acrílico apropriados para uso em combinação com metacrilato de poli(etilenoglicol) incluem acrilato de sódio, acrilato de potássio, acrilato de amônio e acrilato de amina quaternária. A quantidade de ésteres hidrofilicos monoetilenicamente insaturados em relação ao peso da composição de ligante polimérico pode variar de cerca de 0 a cerca de 75% em peso do monômero para o peso da composição de ligante polimérico. Tipicamente, os níveis de adição de monômero estão entre cerca de 10% e cerca de 60% em peso da composição de ligante polimérico; especificamente, entre cerca de 20% e cerca de 50% em peso da composição de ligante polimérico; especialmente entre cerca de 30% e cerca de 40% em peso da composição de ligante polimérico para alguns usos pretendidos.

Em uma concretização, a composição de ligante polimérico é preparada por adição de uma solução dos monômeros acima à solução do iniciador, a uma temperatura apropriada para gerar radicais livres. Uma solução iniciadora pode ser preparada por dissolução de um iniciador em um solvente. Os solventes possíveis incluem, porém não estão limitados aos álcoois, tais como, etanol. Uma variedade de iniciadores pode ser útil na prática dessa invenção.. 0 iniciador de polimerização pode ser ativado usando vários processos incluindo, porém não limitado â energia térmica, luz ultravioleta, reações químicas redox. Classes apropriadas de iniciadores são peróxidos orgânicos e compostos azo, com peróxido de benzoila e azobisisobutironitrila (AIBN) como exemplos.

Solventes apropriados para a composição de ligante incluem quaisquer solventes que fornecem solubilidade do ligante sem intumescimento das partículas, tal que, o peso seco das partículas seja aumentado em não mais do que 10% como resultado do embebimento do solvente. Alternativamente, não mais do que 1% em ganho de peso é absorvido pelas partículas. A quantidade de solvente pode ser escolhida para prover as propriedades de fluxo apropriadas a combinação de partícula/ligante que é apropriada para o processo de aplicação escolhido. Conforme mencionado, os solventes a álcool podem ser usados na composição de ligante. Em outra concretização, o solvente de álcool pode incluir entre cerca de 99,5% e cerca de 50% em peso de álcool, e entre cerca de 0,5% e cerca de 50% em peso de água. Etanol é um exemplo de um solvente de álcool apropriado.

Além disso, agentes de modificação, tais como, polímeros compatíveis, plastificantes, corantes, estabilizantes, auxiliares de fluxo e preservantes podem ser incorporados na composição de ligante.

Alternativamente, a composição de ligante polimérico é preparada por polimerização, sem o solvente em um recipiente apropriado. O iniciador de polimerização pode ser ativado suando uma variedade de processos incluindo, porém não limitado à, energia térmica, luz ultravioleta, reações químicas de redox. Classes apropriadas de iniciadores são peróxidos orgânicos e compostos azo. 0 material de armazenamento de fluido 20 pode ser fabricado primeiro por dispersão das partículas 22 na solução de composição de ligante e aplicação da combinação de partículas na composição de ligante ao substrato 24 ou a uma superfície de liberação (quando nenhum substrato estiver incluído no material acabado 20) . A combinação de partículas pode ser aplicada ao substrato ou à superfície de liberação usando qualquer processo de aplicação apropriado incluindo revestimento de lâmina sobre rolo ou revestimento de rolo, tanto em uma cobertura contínua quanto cobertura padronizada. As aplicações de impressão são outras técnicas de aplicação apropriadas, incluindo impressão por gravura, tela e jato. A combinação de partícula pode também ser aplicada ao substrato ou superfície de liberação usando uma aplicação de aspersão. Alternativamente, a composição de ligante pode ser aquecida a uma condição escoãvel e extrusada no substrato ou superfície de liberação. As partículas podem ser adicionadas â composição de ligante tanto antes do revestimento por extrusão da composição de ligante escoãvel ou subsequente à extrusão, revestindo a composição de ligante escoãvel sobre o substrato ou superfície de liberação. As partículas podem ser prensadas na composição de ligante uma vez que a composição de ligante está sobre o substrato ou superfície de liberação.

Uma vez que as partículas são aplicadas ao substrato ou superfície de liberação, a reticulação do ligante é induzida por qualquer processo apropriado. Isso pode ocorrer antes, durante ou após remoção de parte ou todo o solvente. Por exemplo, a reticulação pode ser induzida através da iniciação térmica, iniciação de radiação (incluindo ultravioleta, microondas e feixe de elétrons) e reações químicas de redox. Um processo de reticulação preferido é a reticulação induzida por umidade por hidrólise e condensação de alcoxissilanos. A reticulação por esse processo pode acontecer durante a remoção do solvente ou após a remoção d solvente por exposição ao ar em umidade ambiente. O solvente pode ser removido do substrato ou da superfície de liberação, tanto por evaporação do solvente quanto outra técnica apropriada. A recuperação do solvente ê uma parte do processo e métodos para isso são amplamente conhecidos dos versados na técnica.

Nessa invenção, a formação de ligações covalentes entre as partículas e o ligante não é o dispositivo principal de anexação. Ao invés disso, uma película de membrana é formada ao redor das partículas. A película de membrana circunda as partículas e penetra no substrato (caso presente). Essa película de membrana ou revestimento reticula propriamente e, uma vez que penetra nos substratos porosos, o revestimento provê anexação a outras partículas e/ou ao substrato, no estado úmido ou seco, por meio de emaranhamento. Em alguns casos, o revestimento pode formar ligações de éter silol covalentes com grupos hidroxila de um substrato, tal como, celulose. As propriedades da película de membrana incluem permeabilidade a água e absorvência. Desejavelmente, a membrana pode absorver mais * do que 0,8 g de uma solução de salmoura a 0,9% por grama de material de revestimento. Adicionalmente, é desejável que a membrana de revestimento intumesça lateralmente conforme absorve fluido, para criar uma membrana maior, tal que as partículas, mediante absorção de fluido, possam desenvolver em volume, sem restrição do revestimento de membrana. 0 material para armazenamento de fluido resultante mantém alta flexibilidade, uma vez que a composição de ligante reticulável provê resistência ao substrato, sem aumentar a rigidez. 0 material para armazenamento de fluido 20 da invenção provê uma vantagem de utilização adicional dos componentes estruturais dos artigos absorventes de cuidado pessoal como veículos de capacidade de absorção e/ou outras funcionalidades. Adicionando-se . absorvência aos componentes estruturais tipicamente não absorventes, a utilidade adicional pode ser adicionada a tais componentes estruturais como veículos de capacidade de absorção. Essa capacidade adicionada provê produtos mais finos e conformãveis possuindo capacidade de absorção maior. Apropriadamente, o material para armazenamento de fluido 20 no qual as partículas 24 são reticuladas uma a outra sem um substrato 24 possui uma capacidade de absorção de pelo menos 5 g/g ou pelo menos 10 g/g ou pelo menos 15 g/g de acordo com o método de teste de saquinho de chã descrito a seguir e uma densidade de pelo menos 0,5 g/cm3 ou pelo menos 0,7 g/cm3 ou pelo menos 0,9 g/cm3 e um valor de rigidez de Gurley inferior a cerca de 320 mg ou menos que 150 mg ou inferior a 60 mg. O material para armazenamento de fluido 20, no qual as partículas 24 são anexadas através da matriz de ligante ao substrato 24, bem como possivelmente a um outro possui uma capacidade de absorção, conforme medida pelo processo de teste AULC descrito a seguir, de pelo menos 0,2 g/cm2 ou pelo menos 0,6 g/cm2 ou pelo menos 1,0 g/cm2 sob uma carga aplicada de 2,068 kPa de acordo com o processo de teste de absorvência sob carga descrito a seguir, e uma densidade de pelo menos 0,1 g/cm3 ou pelo menos 0,4 g/cm3 ou pelo menos 0,7 g/cm3 e um valor de rigidez de Gurley de menos que 400 mg ou inferior a 200 mg ou inferior a 100 mg. O material para armazenamento de fluido 20 da invenção pode ser incorporado em qualquer artigo absorvente apropriado. O material para armazenamento de fluido 20 da invenção é especificamente apropriado para absorção de líquidos, tais como, urina, menstruações, suor ou gases, especificamente gases de odor desagradável. Exemplos de artigos apropriados que podem incluir o material para armazenamento de fluido 20 incluem calças para treinamento 26 (figuras 5 e 6), fraldas (figura 7}, calças com fraldas, produtos para higiene feminina 3 0 (figura 8) , roupas para natação 32 (figura 9) , produtos para incontinência 34 (figura 10), outras peças de vestuário para cuidado pessoal ou cuidado de saúde, incluindo vestimentas médicas e semelhantes. Conforme usado aqui, o termo "produtos para incontinência" incluem roupas intimas absorventes para crianças, peças de vestuário absorventes para crianças e adultos jovens com necessidades especiais, tais como, doenças autistas ou outros com problemas de controle de bexiga/intestinos, resultantes de incapacidades físicas, bem como peças de roupa absorventes para pessoas idosas com incontinência. Para facilidade de explicação, a descrição a seguir será em termos de material para armazenamento de fluido em uma calça de treinamento 26 para crianças.

Conforme mostrado na figura 5, uma calça de treinamento 26 possuindo lados unidos permanentemente ou uma calça de treinamento possuindo lados refixãveis em uma posição fixada, define uma configuração de calça tridimensional possuindo uma abertura de cintura 50 e um par de aberturas de perna 52. A calça de treinamento 25 inclui um forro voltado para o corpo 42, que é configurado para contatar o usuário e um revestimento externo 40, oposto ao forro voltado para o corpo que é configurado para contatar as roupas do usuário. Um conjunto absorvente 44 (figura 6) é posicionado ou está localizado entre o revestimento externo 40 e o forro voltado para o corpo 42. 0 forro voltado para o corpo 42 e o revestimento externo 40 são ambos componentes estruturais não absorventes, emprestando forma à calça de treinamento 26, enquanto o conjunto absorvente 44 é provido para absorver e conter exsudados corpóreos. Em uma concretização da invenção, qualquer um dos materiais do revestimento externo 40 e/ou forro voltado para o corpo 42 podem ser convertidos ou substituídos com o material para armazenamento de fluido 20 da invenção. Alternativa ou adicionalmente, o material 20 da invenção pode ser inserido na peça de vestuário como uma camada de material de retenção. 0 revestimento externo 40 desejavelmente inclui um material que é substancialmente impermeável a líquido e pode ser elástico, estirável ou não estirável. O revestimento externo 40 pode ser uma camada simples de material impermeável a líquido, porém desejavelmente compreende uma estrutura de laminado de múltiplas camadas, na qual pelo menos uma das camadas é impermeável a líquido. Por exemplo, o revestimento externo 40 pode incluir uma camada externa permeável a líquido e uma camada interna impermeável a líquido, que são apropriadamente ligadas em conjunto por um adesivo laminado (não mostrado). Adesivos laminados apropriados, que podem ser aplicados contínua ou intermitentemente como microesferas, um spray, espirais paralelos ou semelhantes, podem ser obtidos na Findley Adhesives, Inc., de Wauwatosa, Wisconsin, USA ou na National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey, USA. A camada externa permeável a líquido pode ser de qualquer material apropriado e desejavelmente um que forneça uma textura geralmente semelhante a pano. Um exemplo de tal material é uma trama não tecida de polipropileno ligada por fiação de 20 g/m2 . A camada externa pode também ser fabricada daqueles materiais do qual é fabricado o forro voltado para o corpo 42 permeável a líquido. Embora não seja necessário que a camada externa seja permeável a líquido, é desejável que ela forneça ao usuário, uma textura relativamente semelhante a pano. A camada interna do revestimento externo 40 pode ser impermeável a liquido e a vapor ou pode ser impermeável a líquido e permeável a vapor. A camada interna é desejavelmente fabricada de uma película plástica fina, embora outros materiais impermeáveis a líquido flexíveis possam também ser usados. A camada interna ou o revestimento externo impermeável a líquido 40, quando uma camada simples, impede que o material usado umedeça os artigos, tais como, lençóis e roupas, bem como o usuário e quem cuida do mesmo. Uma película impermeável a líquido apropriada para uso como uma camada interna impermeável a líquido ou um revestimento externo impermeável a líquido de camada simples 40, é uma película de polietileno de 0,2 mm, comercialmente disponível na Huntsman Packaging of Newport News, Virginia USA. Se o revestimento externo 40 for uma camada simples de material, ele pode ser estampado e/ou de acabamento fosco para prover uma aparência mais semelhante a pano. Conforme mencionado anteriormente, o material impermeável a líquido pode permitir que os vapores escapem do interior do artigo absorvente descartável, enquanto ainda impedindo que os líquidos passem através do revestimento externo 40. Um material respirãvel apropriado é composto de uma película polimérica microporosa ou um tecido não tramado que foi revestido ou de outra forma tratado para fornecer um nível desejado de impermeabilidade a líquido. Uma película microporosa apropriada é um material de película PMP-1 comercialmente disponível na Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., Tóquio, Japão ou uma película de poliolefina XKO-8044 comercialmente disponível da 3M Company, Minneapolis, Minnesota, USA.

Determinadas películas elásticas "não respiráveis" podem também ser usadas para fabricar o revestimento externo 40. Exemplos de películas não respiráveis apropriadas podem ser fabricados de copolímeros de bloco estireno-etileno-butileno-estireno ou estireno-isopreno-estireno, polímeros KRATON da Kraton Polymers USLLC de Belpre, Ohio, USA, elastômeros catalisados com metaloceno ou plastômeros e semelhantes. Outros materiais apropriados para fabricação do revestimento externo 40 incluem películas respiráveis monolíticas, tais como aquelas feitas de polímeros a base de amida de poliéter, por exemplo, PEBAX e elastômeros plásticos térmicos, de poliuretano éter/éster. O forro voltado para o corpo permeável a líquido 42 é ilustrado como sobrepondo o revestimento externo 40 e o conjunto absorvente 44, e pode, porém não necessariamente, ter as mesmas dimensões que o revestimento externo 40. 0 forro voltado para o corpo 42 é desejavelmente complacente, de sensação macia e não irritante à pele do usuário. Adicionalmente, o forro voltado para o corpo 42 pode ser menos hidrofilico do que o conjunto absorvente 44, para apresentar uma superfície relativamente seca ao usuário e permitir que o líquido penetre prontamente através de sua espessura. O forro voltado para o corpo 42 pode ser fabricado de uma ampla seleção de materiais de trama, tais como, fibras sintéticas (por exemplo, fibras de poliéster ou polipropileno) , fibras naturais (por exemplo, fibras de madeira ou algodão), uma combinação de fibras naturais e sintéticas, espumas porosas, espumadas reticuladas, películas plásticas perfuradas ou semelhantes. Vários tecidos tramados e não tramados podem ser usados para o forro voltado para o corpo 42. Por exemplo, o forro voltado para o corpo pode ser composto de uma trama fundida por extrusão ou ligada por fiação de fibras de poliolefina. O forro voltado para o corpo pode também ser uma trama ligada-cardada composta de fibras naturais e/ou sintéticas. 0 forro voltado para o corpo pode ser composto de um material substancialmente hídrofôbico e o material hidrofóbico pode, opcionalmente, ser tratado com um agente tensoativo ou, de outra forma, processado para fornecer o nível desejado de umectabilidade e hidrofilicidade. Por exemplo, o material pode ser tratado na superfície com cerca de 0,45% em peso de uma mistura de tensoativo compreendendo AHCOVEL® N-62 disponível na Uniqema Inc., uma divisão da ICI de New Castle, Delaware, USA e GLUCOPON® 220UP disponível na Cognis Corporation de Ambler, Pennsylvania e produzido em Cincinnati, Ohio, em uma razão ativa de 3:1. O agente tensoativo pode ser aplicado por qualquer meio convencional, tal como, aspersão, impressão, revestimento por escovamento ou semelhante. O agente tensoativo pode ser aplicado a todo o forro voltado para o corpo 42 ou pode ser aplicado seletivamente às seções específicas do forro voltado para o corpo, tal como, seção média ao longo da linha central longitudinal. O conjunto absorvente 44 pode ser qualquer estrutura que seja geralmente compressível, conformável, não irritante à pele do usuário e capaz de absorver e reter líquidos e determinados resíduos do corpo. 0 conjunto absorvente 44 pode ser fabricado de uma ampla variedade de tamanhos e formas e de uma ampla variedade de materiais absorventes de líquido, geralmente usados na técnica. Por exemplo, o conjunto absorvente 44 pode compreender apropriadamente uma matriz de fibras hidrofílicas, tal como uma trama de lanugem celulósica, misturada com SAP. Em um aspecto da presente invenção, o conjunto absorvente 44 primário pode ser o material para armazenamento de fluido 20 . A calça de treinamento 26 pode também incorporar outros materiais que são projetados primariamente para receber, armazenar temporariamente e/ou transportar líquido ao longo da superfície mutualmente voltada com o conjunto absorvente 44, desta forma maximizando a capacidade absorvente total do conjunto absorvente 44, porém camadas adicionais fornecem volume adicional â peça de vestuário. Como uma concretização, essa camada de armazenamento temporário pode ser fabricada para possuir capacidade para armazenamento permanente pela presente invenção, sem perder sua função corrente. Isso permitiría uma redução na massa do componente de absorção primária. Um ou mais dos componentes estruturais não absorventes já incluídos na peça de vestuário pode ser fabricado do material para armazenamento de fluido 20 da invenção, desta forma provendo capacidade de absorção em aspectos de absorção baixa ou não absorção, sem o volume acrescentado de uma camada adicional. Alternativamente, a inclusão de um ou mais de tais componentes fabricados de material para armazenamento de fluido 20 pode permitir uma redução na quantidade ou tamanho do conjunto absorvente primário 44, resultando em uma capacidade de retenção de produto total maior.

Componentes estruturais não absorventes adicionais na calça de treinamento 26 podem incluir um par de painéis laterais frontais 36 transversalmente opostos e um par de painéis laterais posteriores 38 transversalmente opostos. Os painéis laterais 36, 38 podem ser formados integralmente com o revestimento externo 40 e/ou o forro voltado para o corpo 42 ou podem incluir dois ou mais elementos separados. Materiais apropriados para painéis laterais, bem como processos de incorporação dos painéis laterais a uma calça de treinamento são conhecidos e descritos, por exemplo, na Patente US 4.940.464 emitida em 10 de julho de 1990 para Van Gompel e outros, que é incorporada aqui como referência. Em uma concretização da invenção, os materiais tipicamente usados para fabricar os painéis laterais 36, 38 podem ser usados como o substrato para formar o material para armazenamento de fluido 2 0 da presente invenção, assim os painéis laterais 36, 38 podem ser fabricados de material para armazenamento de fluido 20 da invenção.

Outros componentes estruturais não absorventes na calça de treinamento 26 podem incluir um par de abas de contenção 46 que são configuradas para prover uma barreira ao fluxo transversal de quaisquer exsudados corpóreos descarregados do usuário. Um elemento elástico de aba 53 (figura 6) pode ser operativamente ligado a cada aba de contenção 46, em qualquer maneira apropriada, como é bem conhecido na técnica. As abas de contenção elastifiçadas 46, definem uma borda não anexada que assume uma configuração ereta, geralmente perpendicular, pelo menos na região da virilha da calça de treinamento 20, para formar uma vedação contra o corpo do usuário. As abas de contenção 46 podem estar localizadas ao longo das bordas laterais transversalmente opostas da calça de treinamento 20 e podem estender-se longitudinalmente ao longo de todo o comprimento da calça de treinamento ou podem apenas estender-se parcialmente ao longo do comprimento da calça de treinamento. Construções e disposições apropriadas para as abas de contenção 4 6 são geralmente bem conhecidas dos versados na técnica. De modo semelhante aos painéis laterais 36, 38, os materiais tipicamente usados para fabricar as abas de contenção 4 6 podem ser usados como o substrato para formar o material para armazenamento de fluido da invenção, assim, as abas de contenção 46 podem ser fabricadas de material para armazenamento de fluido da invenção.

Os componentes estruturais da peça de vestuário fabricados do material para armazenamento de fluido 20 da invenção possuem, apropriadamente, uma espessura entre cerca de 0,2 e cerca de 4 mm ou entre 0,5 e cerca de 3,0 mm ou entre cerca de 1,0 e cerca de 2,5 mm, conforme medido em 0,345 kPa e uma capacidade de absorção entre cerca de 0,1 e cerca de 1,8 g/cm2 ou entre cerca de 0,5 e cerca de 1,4 g/cm2 ou entre cerca de 0,7 e cerca de 1,1 g/cms sob uma carga aplicada de 2,068 kPa. A capacidade de absorção do material pode ser medida de acordo com o processo de teste descrito em detalhes a seguir.

Adicionando-se a capacidade de absorção aos componentes que tipicamente possuem capacidade de absorção minima, o material da invenção pode ser usado para criar artigos para cuidado pessoal ou outros tipos de artigos absorventes que são mais finos e/ou mais absorventes do que os artigos absorventes convencionais.

EXEMPLOS

Exemplo 1 Uma solução a 2% de poli(óxido de etileno), enxertada com 6% em peso de metacriloxipropil trimetóxi silano, foi preparada por adição de 4 g de pelotas de resina com um homogeneizador Ultraturrax em 196 g de um solvente composto de 95% em peso de metanol/5% em peso de água. 20 gramas de polímero superabsorvente FAVOR® 880 (SAP) foram adicionados à solução e agitados por cinco minutos. Uma porção de SAP foi filtrada com um filtro de vidro fritado sob vácuo de laboratório para obter um bolo úmido de SAP que foi seco a temperatura ambiente por 16 horas para prover um superabsorvente revestido com poli(óxido de etileno) reticulado (PEO) . Uma porção de SAP na solução foi aplicada, com um pincel, à superfície de uma toalha de papel (Toalha SCOTT® correntemente disponível, fabricada pela Kimberly-Clark Corporation de Neenah, Wisconsin). O solvente foi evaporado a temperatura ambiente por vários dias. Da mesma maneira, uma porção da solução de ligante, sem SAP, foi aplicada à toalha de papel e seca. SAP não revestidas, as SAP revestidas, a toalha de papel revestida com ligante reticulado, a toalha revestida com SAP e o ligante reticulado foram testados quanto a absorvência sob uma carga aplicada de 2,068 kPa, de acordo com o processo de teste descrito a seguir. Os resultados são mostrados na Tabela 2.

Tabela 1: Resultados de Teste de Absorvência Sob Carga Zero (AUZL) Tabela 2: Resultados do Teste de Absorvência Sob Carga Esses resultados indicam: (1) que o revestimento do superabsorvente com o ligante PEO reticulado possui impacto mínimo nas propriedades do absorvente de SAP; (2) o ligante reticulado possui propriedades absorventes apropriadas sem a adição de SAP; e (3) o uso de ligante reticulado para prender SAP à toalha de papel provê uma trama absorvente com boa capacidade de retenção de fluido.

Exemplo 2 Uma solução iniciadora foi preparada por dissolução de 0,345 g de peróxido de benzoila em 300 ml de metanol. Uma solução de monômero foi preparada por mistura de 23,1 g de ácido acrílico (23% em peso), 69,3 g de metacrilato de poli(etilenoglicol)éter metílico (70% em peso) e 7,3 g de metacrilato de 3-(trimetoxísilil)propila (7% em peso) em 300 ml de metanol. A solução iniciadora foi aquecida em um reator encamisado a 64°C com agitação. A solução de monômero foi adicionada, gota a gota, à solução iniciadora. A solução de polimerização resultante foi agitada e aquecida a 64 °C por aproximadamente 2 horas, tempo em que foi adicionada a solução de 0,0953 g de azo-bis-isobutironitríla (AIBN) em 30 ml de metanol. Agitação e aquecimento a 64°C continuaram por mais uma hora quando uma segunda solução de 0,0953 g de AIBN em 30 ml de metanol foi adicionada â solução de polimerização. Após agitação e aquecimento a 64 °C por mais uma hora, uma terceira e solução final de 0,0953 g de AIBN em 3 0 ml de metanol foi adicionada à solução de polimerização. Aproximadamente uma hora e meia após a adição da terceira solução de AIBN, uma porção do solvente de polimerização foi destilada. O tempo de aquecimento total para a polimerização foi de aproximadamente 6 horas e 45 minutos. A solução resultante foi verificada, após remoção do metanol, como sendo 19% de polímero em peso. Uma amostra da solução de ligante foi seca em uma capela à temperatura ambiente. A película resultante era macia e flexível e tinha capacidade de absorção de 0,93 g/g. Essa película tinha uma temperatura de transição vítrea de -49°C, conforme medido por calorimetria de varredura diferencial (DSC).

Outra porção dessa solução de ligante foi neutralizada com solução de hidróxido de sódio, tal que, 50% das unidades de ácido acrílico estavam na forma de sal de sódio. A solução de ligante neutralizada produziu uma película macia, flexível após secagem a temperatura ambiente. Essa película tinha capacidade de absorção de 1,7 g/g, conforme medida pelo processo de teste de Capacidade de Absorção descrito a seguir e uma temperatura de transição vítrea de -44°C. A 61 g da solução acima foram adicionados 3 0 g de superabsorvente de poliacrílato designado FAVOR 9543, fabricado na Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolina. O tamanho da partícula foi segregado por peneiramento e utilização da fração que passou através de um crivo de 300 micra. Essa mistura foi agitada para prover uma suspensão homogênea de partículas na solução ligante. A mistura foi espalhada igualmente sobre uma peça de 20 x 20 cm de papel tecido deposto em umidade com uma espátula. A trama de tecido foi preparada usando o processo Uncreped Through-Air Dried (UCTAD) conforme descrito nas Patentes US números 5.656.132 e 5.932.668. A trama de tecido era composta de fibras Sulfatate HJ {80% em peso), disponíveis na Rayonier e 20% em peso de fibras LL=19, disponíveis na Kimberly-Clark Inc., Terrace Bay, Ontario, Canadá e tinha um peso base de 100 g/m2. O solvente metanol foi evaporado em uma capela, a temperatura ambiente, por 10 horas. 0 peso do revestimento seco da mistura SAP/ligante foi verificado como sendo de 55 0 g/m2 e composto de 72% de SAP e 28% de polímero ligante. 0 tecido revestido tinha uma espessura seca de 1,3 mm. A trama de tecido revestida tinha quase a mesma flexibilidade que a da trama não revestida e as SAP foram anexadas de forma segura à trama, mesmo com esfrega sob leve pressão. A absorvência sob cargas de 0,069 kPa, 2,068 kPa e 6,205 kPa foi medida de acordo com o processo de teste AULC descrito a seguir. Os resultados, ajustados para o peso de revestimento médio, são mostrados na Tabela 3.

Tabela 3: Resultados de Teste de Absorvência sob Carga no Compósito (AULC) ____________________________ Esse exemplo demonstra a capacidade para fabricar absorvente de capacidade alta, flexível, fino, com alta integridade no estado seco e a capacidade de manter as SAP intumescidas no lugar, após absorção de fluido.

Exemplo 3 Uma solução iniciadora foi preparada por dissolução de 0,354 g de peróxido de benzoila em 3 00 mL de etanol. A solução monomérica foi preparada por mistura de 24,15 g de ácido acrílico (24% de massa), 73,5 g de metacrilato de éter poli(etilenoglicol)metílico (74% de massa) e 1,46 g de metacrilato de 3-(trimetoxisilil)propila (2% de massa) em 250 mL de etanol. A solução iniciadora foi aquecida em um reator encamisado a 75°C com agitação. A solução de monômero foi adicionada, gota a gota, a solução iniciadora. A solução de polimerização foi agitada e aquecida a 75°G por cerca de 2 horas, quando uma solução de 0,096 g de azo-bis-isobutironitrila (AIBN) em 30 ml de etanol foi adicionada. Em agitação e aquecimento a 75°C por uma hora a mais, uma segunda solução de 0,096 g de AIBN em etanol foi adicionada à solução de polimerização. Uma terceira adição de 0,096 g de AIBN em etanol foi feita após uma hora mais a 75°C. A agitação e o aquecimento continuaram a 75°C por um tempo de reação total de cerca de 7 horas. O reator foi resfriado para 20°C e a solução foi agitada sob atmosfera de nitrogênio por toda a noite. Esse polímero ligante foi designado 3a. Uma porção da solução de polímero foi resfriada por 16 horas a temperatura ambiente para criar uma película aglutinante, de absorção de água. A concentração de polímero da solução foi de 16,2% em peso.

Uma porção da solução polimérica foi tratada com solução de hidróxido de sódio para neutralizar uma porção (50%) de unidades de ácido acrílico no polímero ligante, a fim de aumentar a absorção da película reticulada gerada por secagem da solução. A neutralização foi realizada por adição de 5,25 g de uma solução de hidróxido de sódio a 48,5% às 236 g de solução polimérica 3a (16,2% de polímero) e agitação a temperatura ambiente por 5 minutos. 0 polímero ligante neutralizado é designado 3b.

Foram adicionados 3 0 g do superabsorvente de poliacrilato designado FAVOR 9543, fabricado pela Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolina aos 60 g da solução 3a. 0 tamanho de partícula foi agregado por peneiramento e utilização da fração que passou através de um crivo de 300 micra. Essa mistura foi agitada para prover uma suspensão homogênea de partículas na solução de ligante. A mistura foi espalhada igualmente sobre uma peça de 20 x 2 0 cm de papel tecido deposto em umidade com uma espátula. A trama de papel tecido foi preparada usando o processo Uncreped Through-Air Dried (UCTAD) conforme descrito nas Patentes US números 5.656.132 e 5.932.668. A trama de papel tecido era composta de fibras Sulfatate HJ (80% em peso) , disponíveis na Rayonier e 20% em peso de fibras LL=19, disponíveis na Kimberly-Clark Inc., Terrace Bay, Ontario, Canadá e tinha um peso base de 100 g/m2 . 0 mesmo procedimento foi usado com a solução 3b. 0 solvente metanol foi evaporado em uma capela, a temperatura ambiente, por 10 horas. O peso médio do revestimento seco da mistura SAP/ligante com a solução 3a foi verificado como sendo de 386 g/m2 e composto de 76% de SAP e 24% de polímero ligante. O papel tecido revestido tinha uma espessura seca de 1,0 mm. A trama de papel tecido revestida tinha quase a mesma flexibilidade que a da trama não revestida e as SAP foram anexadas de forma segura â trama, mesmo com esfrega sob leve pressão. 0 peso médio do revestimento seco da mistura SAP/ligante com a solução 3b foi verificado como sendo de 423 g/m2 e composto de 71% de SAP e 29% de polímero ligante. O papel tecido revestido tinha uma espessura seca de 1,0 mm. A trama de papel tecido revestida com a solução 3b era ligeiramente mais rígida do que a trama de papel tecido revestida com a solução 3a. As SAP foram anexadas de forma segura a trama, mesmo com esfrega sob leve pressão. A absorvência sob cargas de 0,069 kPa, 2,068 kPa e 6,205 kPa foi medida de acordo com o processo de teste AULC descrito a seguir. Os resultados, ajustados para o peso de revestimento médio, são mostrados nas Tabelas 4 e 5.

Tabela 4: Resultados de Teste de Absorvência sob Carga para o Ligante 3a Tabela 5: Resultados de Teste de Absorvência sob Carga para o Licrante 3b Esses resultados indicam que a neutralização parcial do ácido acrílico, dentro do polímero ligante, resulta em absorvência maior, porém também rigidez ligeiramente mais alta.

Exemplo 4 O procedimento de polimerização descrito no Exemplo 3 foi repetido para preparar o ligante polímero 4. A 100 g da solução de ligante 4, a 17,4% de polímero, foram adicionados 25 g de água. A 25 g da solução 4 diluída com água foram adicionados 10 g de superabsorvente de poliacrilato designado FAVOR 9543, fabricado na Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolína. 0 tamanho da partícula foi segregado por peneiramento e utilização da fração que passou através de um crivo de 300 micra. Essa mistura foi agitada para prover uma suspensão homogênea de partículas na solução ligante. A mistura foi espalhada igualmente sobre uma peça de 8 x 34 cm de uma trama cardada ligada alta, com uma espátula. A trama cardada ligada alta é o material de volume fabricado de acordo com a Patente US número 5.364.382 fabricado pela Kimberly-Clark. O peso base do material de volume era de 85 g/m2 e a densidade era de 0,04 g/cm3, conforme medida em uma pressão de 0,345 kPa. O peso médio do revestimento seco da mistura de SAP/ligante com a solução 4 foi verificado como sendo de 571 g/m2 e composto de 74% de SAP e 2 6% de polímero ligante. A camada de volume revestida tinha uma espessura seca de 2,8 mm. A trama de camada de volume revestida com a solução 4 permaneceu flexível e as SAP foram anexadas de forma segunda â trama, mesmo com esfera sob pressão leve.

Tabela 6: Resultados de Teste de Absorvência sob Carga para o Ligante 4 Esses resultados indicam que as SAP podem ser anexadas de forma segura a um não tramado alto e fornecem altos níveis de absorvência e flexibilidade.

Exemplo 5 Esse Exemplo é um exemplo comparativo da anexação das SAP no fluido em excesso. A fim de determinar a eficácia do ligante reticulado em manter as partículas superabsorventes sobre um substrato, mesmo em presença de excesso de fluido, o teste que se segue foi conduzido. Uma trama com camada de volume revestida com SAP/ligante foi usada para medir a eficácia de anexação e foi comparada a uma trama com camada de volume revestida com as mesmas SAP, porém com um ligante não reticulado (solúvel em água). A camada de volume revestida com SAP/ligante foi preparada como se segue. A 25 gramas de solução diluída em água 4 foram adicionados 10 g de superabsorvente de poliacrilato designado FAVOR 880, fabricado pela Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolina. Essa mistura foi agitada para prover uma suspensão homogênea de partículas na solução ligante. A mistura foi espalhada igualmente sobre uma peça de 8 x 34 cm de uma trama cardada ligada alta, com uma espátula. A trama cardada ligada alta é o material de volume fabricado de acordo com a Patente US número 5.364.382 fabricado pela Kimberly-Clark. 0 peso base do material de volume era de 85 g/m2 . Uma segunda amostra foi preparada da mesma maneira, exceto que a segunda camada de material de volume foi aplicada na parte superior do revestimento para criar uma estrutura "intercalada". 0 peso seco de uma amostra de 28 x 9 cm de camada de volume revestida com SAP/ligante foi medido e então a trama foi suspensa acima de um béquer de 4 litros. 0 béquer foi enchido com solução de salmoura a 0,9% e colocado em uma placa de agitação (placa de aquecimento com agitação da Cole Parmer modelo 4658, disponível na Cole Parraer Instrument Co., Chicago, IL) com uma barra de agitação de 7,62 cm, com 1,27 cm de diâmetro. A trama revestida imersa em fluido foi agitada por 30 minutos em um ajuste de 5 (baixo). Um teste adicional foi realizado da mesma maneira em um ajuste de 10 (alto) . 0 material de volume foi removido da solução e completamente seco. 0 peso após nova secagem foi comparado ao peso seco original para determinar a porcentagem de SAP/ligante que foi removida na dada condição de teste. A porcentagem de SAP/ligante que permaneceu sobre o material de volume foi calculada por subtração da porcentagem de SAP/ligante removida de 100%.

Como uma amostra comparativa, o material de volume foi revestido com um ligante não reticulado, preparado por mistura de 20 g de POLYOX N-10 e 20 g de POLYOX 205 (ambos disponíveis na Union Carbide, Danbury, Connecticut) em uma mistura de 300 g de metanol e 40 g de água para prover uma solução a 9,5%. 7,5 g de superabsorvente de poliacrilato FAVOR 9543 foram misturados com 26,3 g dessa solução para prover uma razão de SAP para ligante de 3:1. Essa mistura foi revestida no material de volume fabricado de acordo com a Patente US número 5.364.382 e seco conforme descrito no Exemplo 4. 0 material de volume revestido resultante foi testado da mesma maneira em excesso de salmoura a 0,9%, conforme descrito cima. Os resultados são mostrados na Tabela 7.

Tabela 1· Anexarão de SAP em Rxneeso de Fluido As amostras 6 A-C eram o material de volume revestido com uma camada simples de SAP e ligante dessa invenção.

As amostras 6 D-E eram as mesmas que as A-C exceto que uma segunda camada de material de volume foi aplicada na parte superior do revestimento para criar uma estrutura "intercalada".

Os Comparativos A-C eram o material de volume revestido com uma camada simples de SAP e ligante comparativo não reticulado descrito acima.

Esse exemplo demonstra que o ligante reticulado dessa invenção aperfeiçoa significativamente a anexação de SAP ao substrato, mesmo quando exposto a um excesso grande de fluido.

Exemplo 6 Uma solução iniciadora foi preparada por dissolução de 0,354 g de peróxido de benzoila em 300 mL de etanol. Uma solução monomêrica foi preparada por mistura de 21,4 g de ácido acrílico (24% de massa), 73,5 g de metacrilato de éter poli(etilenoglicol)metílico (74% de massa) e 1,46 g de metacrilato de 3-(trimetoxisilil)propila (2% de massa) em 250 mL de etanol. A solução iniciadora foi aquecida em um reator encamisado a 75°C com agitação. A solução de monômero foi adicionada, gota a gota, a solução iniciadora. A solução de polimerização foi agitada e aquecida a 75°C por cerca de 2 horas, quando uma solução de 0,096 g de azo-bis-isobutironitrí la (AIBN) em 30 ml de etanol foi adicionada. Em agitação e aquecimento a 75°C por uma hora a mais, uma segunda solução de 0,096 g de azo-bis-isobutironitrila (AIBN) em 30 ml de etanol foi adicionada à solução de polimerização. Uma terceira adição foi feita após uma hora mais a 75 °C. A agitação e o aquecimento continuaram a 75°C por um tempo de reação total de cerca de 7 horas.

Foram adicionados 3,24 g do superabsorvente de poliacrilato designado FAVOR 9543, fabricado pela Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolina aos 20 g da solução de polímero ligante em 16,2% de polímero em etanol. 0 tamanho de partícula foi agregado por peneiramento e utilização da fração que passou através de um crivo de 600 micra e que foi retida em um crivo de 3 00 micra. Essa mistura forneceu uma razão de 1:1 de polímero ligante para superabsorvente de poliacrilato. A mistura foi derramada em uma placa de pesagem de poliestireno e seca por 16 horas a temperatura ambiente para prover uma película flexível com partículas superabsorventes embutidas.

Uma porção da película de SAP/ligante seca, pesando 0,56 g, foi vedada em um saquinho de chã e imersa em solução de salmoura a 0,9% por 60 minutos. 0 saquinho de chã contendo a película intumescida foi centrifugado por 3 minutos a 1.600 rpm (equivalente a 3 Gs) para remover o fluido livre. A película polimérica tinha absorvência de 13,6 g de salmoura a 0,9% por grama de película seca de SAP/ligante. A amostra de superabsorvente de poliacrilato FAVOR 9543 testada sob as mesmas condições tinha absorvência de 22,7 g de salmoura a 0,9% por grama de SAP seco. Uma vez que o polímero ligante tinha absorvência de 6,8 g/g, a absorvência teórica para essa composição de película foi de: 0,5 x 6,8 g/g + 0,5 x 22,7 g/g = 14,7 g/g. A absorvência observada, 13,6 g/g correspondia a 92% da absorvência teórica. Portanto, o encapsulamento de SAP na película ligante teve um impacto mínimo na absorvência da combinação não encapsulada de SAP na película ligante.

Exemplo 7 Uma porção da solução de polímero do Exemplo 6 foi tratada com solução de hidróxido de sódio para neutralizar uma porção (50%) de unidades de ácido acrílico no polímero ligante, a fim de aumentar a absorvência da película reticulada gerada por secagem da solução. A neutralização foi realizada por adição de 5,25 g de uma solução de hidróxido de sódio a 48,5% a 236 g da solução de polímero (polímero a 16,2%) e agitação a temperatura ambiente por 5 minutos.

Foram adicionados 3,0 g do superabsorvente de poliacrilato designado FAVOR 9543, fabricado pela Stockhausen, Inc,, Greensboro, North Carolina aos 20 g da solução de polímero ligante em 15,0% de polímero em etanol/água. 0 tamanho de partícula foi agregado por peneiramento e utilização da fração que passou através de um crivo de 600 micra e que foi retida em um crivo de 300 micra. Essa mistura forneceu uma razão de 1:1 de polímero ligante para superabsorvente de poliacrilato. A mistura foi derramada em uma placa de pesagem de poliestireno e seca por 16 horas a temperatura ambiente para prover uma película flexível com partículas superabsorventes embutidas.

Uma porção da película de SAP/ligante seca, pesando 0,73 g, foi vedada em um saquinho de chã e imersa em solução de salmoura a 0,9% por 60 minutos. O saquinho de chá contendo a película intumescida foi centrifugado por 3 minutos a 1.600 rpm (equivalente a 3 Gs) para remover o fluido livre. A película polimérica tinha absorvência de 14,0 g de salmoura a 0,9% por grama de película seca de SAP/ligante. A amostra de superabsorvente de poliacrilato FAVOR 9543 testada sob as mesmas condições tinha absorvência de 22,7 g de salmoura a 0,9% por grama de SAP seco. A absorvência da película ligante foi medida separadamente das partículas usando o mesmo processo de teste. A película de ligante tinha uma absorvência de 6,8 g/g. Uma vez que o polímero ligante tinha absorvência de 6/8 g/g, a absorvência teórica para essa composição de película foi de: 0,5 x 6,5 g/g + 0,5 x 22,7 g/g = 14,5 g/g. A absorvência observada, 13,6 g/g correspondia a 97% da absorvência teórica. Portanto, o encapsulamento de SAP na película ligante teve um impacto mínimo na absorvência da combinação não encapsulada de SAP na película ligante.

Exemplo 8 Um polímero ligante foi preparado conforme descrito no Exemplo 6, exceto que a razão de monômeros foi alterada apra ácido acrílico (36% da massa), metacrilato de éter poli(etilenoglicol)metílico (62% de massa) e metacrilato de 3 -(trimetoxisilil)propil (2% de massa). A solução de hidróxido de sódio foi usada para neutralizar uma porção (70%) de unidades de ácido acrílico no polímero ligante. Água adicional foi adicionada para reduzir a viscosidade da solução. A composição de solvente era constituída de aproximadamente 83% de etanol e 17% de água com um teor de polímero ligante de dez porcento em peso.

Detergente em pó (ALL Detergent fabricado pela Lever Brothers Company, Greenwisch, Connecticut, ou SPARKLEEN Laboratory Detergent, distribuído pela Fisher Scientific Co.) foi distribuído uniformemente sobre a superfície de uma amostra de material de volume fabricada de acordo com a Patente US número 5.364.382, fabricada pela Kimberly-Clark. 0 peso base da amostra de volume era de 10 0 g/m2 . Essa amostra foi então aspergida com o ligante em uma unidade de aspersão em escala de laboratório, projetada para aplicar uma quantidade uniforme e consistente da solução de ligante sobre o substrato. A unidade de aspersão em escala de laboratório é projetada para lembrar muito a operação de uma máquina de deposição por ar comercial usando ligante em emulsão como um único meio de estabilização de um compósito deposto por ar. 0 equipamento é alojado em um alojamento de estrutura pequena e colocado em uma capela de laboratório. A unidade possui um prendedor de amostra estacionário (25,40 x 33,02 cm) no centro da unidade e um cabeçote de aspersão móvel diretamente sobre o prendedor de amostra. Uma caixa de vácuo ê instalada sob a seção do prendedor de amostra para arrastar a aspersão para o substrato. 0 substrato a ser tratado é colocado sobre a caixa de vácuo. 0 ligante a ser aplicado ao substrato ê alojado em um recipiente de armazenamento pressurizado, localizado fora do gabinete de aspersão e sendo capaz de suportar até 6,895 MPa de pressão. O ligante é liberado aos bocais de aspersão através da tubulação flexível de pressão alta. O cabeçote de aspersão, com bocais da Spraying Systems Co., é movido sobre o substrato por meio de um conjunto de corrediça acionado por correia para prover a uniformidade e velocidade de aplicação desejadas. 0 cabeçote de aspersão foi operado a uma velocidade de 24,38 m/minuto em uma pressão de atomização por aspersão de 0,689 MPa. Após aplicação por aspersão, o substrato foi movido manualmente a um forno de secagem de ar direto Mathis, disponível na Werner Mathis em Palmer, Pennsylvania, e seco por 3 minutos a 150°C. A unidade de aspersão foi fabricada na Kimberly-Clark Corporation, localizada em Neenah, Wisconsin. O gabinete alojando a unidade e o cabeçote de aspersão foi fabricado por Airline Hydraulics Corporation localizado em Bethlehem, Pennsylvania. 0 bocal de aspersão (UNIJET - TP-8001E-SS) foi obtido da Spraying Systems Company localizada em Wheaton, Illinois. O recipiente de armazenamento pressurizado de aço inoxidável (1000 ml de capacidade) e outros acessórios para substâncias químicas em aspersão foram obtidos da Swagelok-Whitey Corporation localizada em Appleton, Wisconsin. 0 vácuo para a unidade foi fornecido â unidade por um 22,71 L úmido/seco (Modelo 3 UP77) obtido da Grainger Catalog.

Ligante a 2 0% (m peso) foi aspergido na amostra de volume para aderir o detergente em pó ao substrato. As quantidades de detergente e ligante adicionados são mostradas na Tabela 8.

Tabela 8: Quantidade de Detergente em Pó Anexada ao Substrato de Volume 0 polímero ligante forneceu anexação segura do detergente ao substrato de volume e pronta liberação do detergente quando o substrato é umedecido. Esse material, contendo uma quantidade predeterminada de detergente para lavanderia ou pó de limpeza, provê uma forma de dispensa conveniente para uso em lavanderia doméstica ou como um pequeno pacote para uso em um carro, barco ou veículo de recreação.

Exemplo 9 Tabela 9: Integridade e Absorvência de UCTAD

As amostras A-E, G e H no Exemplo 9 foram fabricadas manualmente usando um conformador de folha para mãos. 0 superabsorvente FAVOR 9543, produzido pela Stockhausen e as fibras foram misturados uniformemente por circulação de ar no conformador. As amostras foram aquecidas a 150 °C por 5 minutos, densifiçadas a 0,2 g/cm3 para ativar a ligação de T255 (fibra ligante de dois componentes polietileno/propileno disponível na KOSA, localizada em Salisbury, North Carolina). A polpa CR1654 encontra-se disponível na US Alliance Forest Products localizada em Coosa River, Alabama. CF416 e NB416 são fibras kraft de pinho Southern disponíveis na Weyerhaeuser Inc. em Columbus, Mississipi e Newburn, North Carolina, respectivamente.

As amostras G e H foram preparadas no conformador para folhas de mão em um peso base aproximado de 365 g/m2 e aspergidas com solução ligante 3b, preparada conforme descrito no Exemplo 3. A unidade de aspersão é descrita no Exemplo 8. Após aplicação de aspersão do ligantes, as duas folhas foram laminadas em conjunto e então secas por 3 minutos a 150°C. A amostra I foi fabricada com uma composição ligante preparada conforme descrito no Exemplo 8, que foi subsequentemente neutralizada a 70% das unidades de ácido acrílico com solução de hidróxido de sódio. 40 g dessa solução, em concentração de polímero a 10%, foram misturados com 16 g de FAVOR 9543, disponível na Stockhausen Inc., localizada em Greensboro, South Carolina. A mistura de SAP/ligante foi espalhada sobre 17 g/m2 de tecido não tramado ligado por fiação de polipropileno tratado quanto a umidade com tensoativo AHCOVEL N-62. Esse material ligado por fiação encontra-se disponível na Kimberly-Clark, localizada em Dallas, Texas. O tramado ligado por fiação revestido foi deixado secar por 18 horas a temperatura ambiente em uma capela de laboratório. PROCESSO DE TESTE PARA DETERMINAÇÃO DE ABSORVÊNCIA SOB CARGA ZERO (AUZL) A Absorvência sob Carga Zero (AUZL) é um teste que mede a capacidade de um material absorvente de absorver um líquido (tal como uma solução a 0,9% em peso de cloreto de sódio em água destilada) enquanto sob uma carga ou força de retenção desprezível. Cerca de 0,16 g de SAP em partículas é pesado e colocado em um copo de amostra de plástico. 0 copo de amostra inclui um cilindro de plástico possuindo um diâmetro interno de 2,54 cm e um diâmetro externo de 3,18 cm. A parte inferior do copo de amostra é formada por aderência de uma tela de metal de malha 10 0 possuindo aberturas de 150 micra à extremidade do cilindro por aquecimento da tela acima do ponto de fusão do plástico e prensagem do cilindro de plástico contra a tela aquecida para fundir o plástico e ligar a tela ao cilindro de plástico. A amostra é então coberta com um disco espaçador de plástico, pesando 4,4 g, que gera uma pressão de cerca de 0,069 kPa. 0 copo de amostra é colocado em uma placa de Petri que contém cerca de 25 ml de solução de cloreto de sódio a 0,9% em peso. Após uma hora, o corpo é retirado e colocado sobre camadas múltiplas de toalhas de papel para manchar o fluido intersticial da trama ou coforma. 0 manchamento continua por mover-se o copo para a área com a toalha de papel seca, até não existir mais marca de fluido visível sobre a toalha de papel. A diferença de peso do corpo entre molhado e seco apresenta uma quantidade total de fluido absorvida pela trama ou coforma e é usada para calcular AUZL. PROCESSO DE TESTE PARA DETERMINAÇÃO DA ABSORVÊNCIA SOB CARGA PARA COMPÕSITOS (AULC) A Absorvência sob Carga para Compósitos (AULC) é um teste que mede a capacidade de um material absorvente de absorver líquido (tal como 0,9% em peso da solução aquosa de cloreto de sódio), enquanto sob uma carga aplicada ou força de contenção. O processo AULC provê uma altura de carga ligeiramente positiva de fluido para o material absorvente, que ê deixada intumescer sob uma carga de contenção. 0 material é drenado sob vácuo ao final do teste. O copo de teste AULC é cilíndrico com uma altura de pelo menos 4,445 cm; o diâmetro interno descreve um cilindro, a base do qual possui uma área de 28,19 cm2. A parte inferior do copo de teste ê formada por adesão de uma tela de metal de malha 100 possuindo aberturas de 150 micra a extremidade do cilindro por aquecimento da tela acima do ponto de fusão do plástico e prensagem do cilindro de plástico contra a tela aquecida para fundir o plástico e ligar a tela ao cilindro de plástico. Um espaçador pesando cerca de 50 g e possuindo um diâmetro circular de cerca de 5,99 cm é fabricado para ajustar-se dentro do corpo de teste AULC sem ligação. O espaçador é formado cora múltiplos orifícios de cilindro de cerca de 9 mm de diâmetro, provendo uma área aberta de cerca de 52%. Uma tela de malha 100 é aderida à parte inferior do espaçador de modo semelhante ao da malha que é anexada a parte inferior do copo de teste ou outro processo apropriado. Os pesos são dimensionados para ajustarem-se à parte superior do espaçador. O primeiro peso aplicaria uma carga de 600 g (em combinação com o espaçador) e o segundo peso, em combinação com o primeiro peso e o disco espaçador, aplicaria uma carga de 1.800 g.

Equipamento adicional necessário incluiu um sifão a vácuo para líquido que sofre sucção do material compósito ao final do teste, pratos rasos tais como, placas de Petrí ou recipientes em forma de barco de plástico pesados apropriados para manter uma quantidade em excesso de líquido que será absorvido pela amostra e uma tela de malha fina com uma espessura entre 0,3 mm e 0,75 mm e um tamanho de malha de cerca de 1,2 mm. 0 sifão a vácuo é adaptado para aplicar vácuo a uma área combinando as dimensões da parte inferior do copo de teste AULC (por exemplo, uma área de vácuo maior pode ser seletivamente classificada com um material relativamente impermeável, exceto na área combinando as dimensões da parte inferior do copo de AULC). O vácuo aplicado é de cerca de 91,43 kPa.

As amostras compostas são cortadas para ajustarem-se ao interior do copo de teste AULC. Materiais a base de não tramados ou depostos por ar são cortados em círculos de 5,97 cm de diâmetro. Amostras conformadas em ar são cortadas ou conformadas em círculos, cada uma com um diâmetro de 5,872 cm.

Para realizar o teste, o copo de teste e o espaçador estariam limpos e secos. O copo de teste e o espaçador a ser usado em cada experiência seriam pesados em conjunto (Medição 1) e teriam a massa registrada. 0 espécime é colocado no copo de amostra e o espaçador é colocado na parte superior da amostra no copo. 0 conjunto é então pesado (Medição 2) e a massa é registrada. 0 valor apropriado do peso é colocado no alto do espaçador, caso desejado. 0 espaçador sozinho aplica uma força de 0,207 kPa (o disco e primeiro peso, com uma massa líquida de 600 gramas, aplicam uma força de 2,068 kPa e o disco e ambos os pesos em conjunto, possuindo uma massa líquida de 1.800 g, aplicam uma força de 6,205 kPa). O copo que mantém no espécime no lugar é colocado em uma poça de excesso de fluido no disco oco, na parte superior do crivo de malha e um cronômetro de uma hora é iniciado imediatamente. 0 nível do fluido no prato é mantido entre 1 mm e 2 mm de profundidade. Após uma hora, o espécime é removido do banho de fluido. Qualquer fluido que possa ter acumulado na parte superior do espécime seria derramado sem deslocar quaisquer pesos na parte superior do disco espaçador. 0 conjunto de espécime é então colocado em uma caixa de vácuo, com qualquer peso ainda no lugar. 0 vácuo é aplicado à amostra por 30 segundos.

Quaisquer pesos na parte superior do espaçador são removidos do conjunto e o conjunto é pesado novamente (Medição 3). A massa é registrada. 0 peso seco do espécime é calculado por subtração da Medição 1 da Medição 2. A quantidade de fluido absorvida pelo espécime é calculada por subtração da Medição 2 da Medição 3. A absorvência sob carga do material compósito é calculada como a quantidade de fluido absorvida, dividida pelo peso seco do espécime.

Os últimos três espécimes de cada amostra seriam medidos e os valores de absorvência sob carga seriam ponderados para obter a absorvência total sob carga para a amostra composta.

PROCESSO DE TESTE PARA DETERMINAÇÃO DA RIGIDEZ

Uma técnica apropriada para determinar os valores de rigidez descrita aqui é um teste de Rigidez Gurley, uma descrição do que é estabelecido no Teste Padrão TAPPI T 543 om-94 (Resistência a Curvatura do Papel (dispositivo de teste do tipo Gurley)). Um aparelho de teste apropriado é um Medidor de Teste de Rigidez Digital Gurley, modelo 4171-E, fabricado pela Teledyne Gurley, uma empresa com sede em Troy, New York. Para fins da presente invenção, os valores de rigidez de Gurley declarados destinam-se a corresponder aos valores que seriam gerados por uma amostra de tamanho "padrão". Conseqüentemente, as leituras de escala do medidor de teste de rigidez Gurley são apropriadamente convertidas em rigidez de uma amostra de tamanho padrão e são tradicionalmente reportadas em termos de miligramas de força (mgf). Correntemente, uma "unidade Gurley" é igual a um valor de rigidez de 1 mgf, e pode ser empregado equivalentemente para reportar a rigidez Gurley.

PROCESSO DE TESTE PARA DETERMINAR CAPACIDADE DE ABSORVÊNCIA

Capacidade de Retenção da Centrífuga: A Capacidade de Retenção da Centrífuga (CRC) é um teste que mede a quantidade em gramas de um líquido de teste, tal como água ou uma solução de cloreto de sódio a 0,9% em peso em água destilada, que uma grama de um material pode absorver ou imobilizar em um intervalo de tempo simples, ou uma série de intervalos de tempo, após se submetido a uma força centrífuga por um período de tempo. 0 material de saquinho de chá de estoque é cortado em um retângulo de cerca de 7,6 cm por 12,7 cm e dobrado ao meio para formar um retângulo de cerca de 6,4 cm por cerca de 7,6 cm com uma face vedãvel para dentro. Dois dos três lados abertos são vedados por aquecimento com a borda interna da vedação de cerca de 0,64 cm da margem. Cerca de 0,2 g de material de amostra é colocado em um saquinho de chã pré-pesado e a extremidade aberta do saquinho de chã é vedada por aquecimento. 0 saquinho de chã é submerso em um recipiente de líquido para teste por um intervalo de tempo, removido, deixado escorrer sobre uma malha de arame em um ângulo de 45° por cerca de 2 minutos, centrifugado por cerca de 3 minutos a 290 vezes a força gravitacional e então pesado. Se uma série de intervalos de tempo for operada, a amostra é retornada para o líquido de teste até o próximo intervalo de tempo. Após cada intervalo de tempo, o saquinho de chã é novamente deixado escorrer sobre uma malha de arame por cerca de 2 minutos, novamente centrifugado por cerca de 3 minutos a 2 90 vezes a força gravitacional, e então pesado novamente. Após o intervalo de tempo final, o saquinho de chá é então deixado secar e então pesado novamente. Um teste blank é também realizado por centrifugação sob condições semelhantes de um saquinho de chã vazio que havia sido colocado no líquido de teste. O peso do líquido de teste retido por grama de material de amostra seco após centrifugação ê calculado dos dados obtidos e isso é expresso como o valor de Capacidade de Retenção de Centrífuga em termos de gramas de líquido de teste retido por grama de material de amostra seco.

Enquanto o relatório descritivo precedente dessa invenção foi descrito com relação a determinadas concretizações preferidas da mesma, e muitos detalhes foram estabelecidos para fins de ilustração, ficará claro aos versados na técnica que a invenção é suscetível as concretizações adicionais e que determinados detalhes descritos aqui podem variar consideravelmente, sem com isso fugir dos princípios básicos da invenção.

Claims

1. Material para armazenamento de fluido, caracterlzado pelo fato de compreender: partículas presas umas as outras com uma composição de ligante reticulável absorvente, sendo que a composição de ligante compreende um poli(oxido de alquileno), um poli(etilenoglicol), um copolímero de bloco de óxido de etilenõ e óxido· de propileno, poli (álcool vínílico) ou um poli(éter alquilvinílico) capaz de polimerização por enxerto com uma fração orgânica contendo um grupo funcional trialcóxi si lano ou uma fração que reaja com água para formar um grupo silanol.

2. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas compreendem partículas superabsorventes.

3. Material para armazenamento de fluido, de acordo· com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas e um ligante na composição de ligante reticulável absorvente estão presentes em uma razão entre cerca de 1:4 e cerca de 20:1.

4. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas compreendem, um agente encapsulado.

5. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do agente ser selecionado a partir de um grupo que consiste em agentes de fragrância, agentes de limpeza e agentes de rejuvenescimento da pele.

6. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação I, caracterizado pelo fato de que as partículas compreendem um pó.

7. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o pó compreende pelo menos um dentre ura grupa que consiste em carbono ativado e bicarbonato de sódio.

8. Material para armazenamento de fluido, de acordo com. a reivindicação 1, caracter!zado pelo fato de compreender ainda fibras presas às partículas com a composição de ligante reticulável absorvente.

9. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato das fibras compreenderem pelo menos uma dentre um grupo que consiste em fibras de madeira dura northern, fibras de madeira dura Southern, fibras de madeira dura Southern mercerizadas, fibras de madeira macia, polpas de madeira macia Southern quíunicamente enrijecidas, polpas reticuladas, pós de celulose, fibras superabsorventes, fibras de celulose regeneradas, algodão, acetato de celulose, fibras não celulósicas, fibras de poliéster, fibras acrílicas, fibras de polietíleno, fibras de polipropileno, fibras de poliamida, fibras de polilactídeo e combinações das mesmas.

10. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de ligante reticulável absorvente compreende um ligante reticulável que é hidrofílico para prover acesso não inibido dê fluidos aquosos às partículas.

11. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de ligante reticulável absorvente compreende um ligante possuindo uma temperatura de transição vítrea abaixo de 10SC.

12. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da composição de ligante x*eticulãvel absorvente compreender ainda um agente de modificação selecionado a partir de uin grupo que consiste em plastificantes, corantes, estabílizantes, auxiliares de escoamento e preservantes.

13. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracter!zado pelo fato do material para armazenamento de fluido ter uma capacidade de absorção de pelo menos 5 g/g.

14. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do material para armazenamento de fluido ter uma capacidade de absorção de pelo menos 10 g/g.

15. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do material para armazenamento de fluido possuir uma densidade de pelo menos 0,5 g/cm3.

16. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tato do material para armazenamento de fluido possuir um valor de rigidez Gurley inferior a 160 mg.

17. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracter!zado pelo fato da composição de ligante reticulável absorvente compreender um reticulador latente incluindo íons de metal, multivalentes.

18. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do material para armazenamento de fluido possuir uma espessura entre 0,2 e 4 mm.

19. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do material para armazenamento de fluido ter uma capacidade de absorção de pelo menos 0,2 g/cm51 sob uma carga aplicada de 2,068 kPa.

20. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do material para armazenamento de fluido ter uma capacidade de absorção de pelo menos 0,6 g/cm2 sob uma carga aplicada de 2,068 kPa.

21. Material para armazenamento de fluido, de acordo com qualquer uma. das reivindicações 1 a 20., caracterizado por compreender ainda um. substrato, em que as partículas sâo presas ao substrato com a composição de ligante reticulãvel absorvente.

22. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato do substrato ser selecionado dentre o grupo que consiste em tramas não tecidas, tramas tecidas, tecidos tricotados, folhas de papel tecido celulósíco, películas plásticas, espumas, compôsitos filamentados e compôsitos puros de elastômero.

23. Material para armazenamento de fluído, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato do substrato compreender uma película plástica incluindo pelo menos um dentre um grupo que consiste em polipropíleno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, polietileno de baixa densidade linear, polietileno de densidade ultra baixa, copolímeros de bloco estireno-etileno-butileno-estireno, copolímeros de bloco estireno-isopreno-estireno, elastômeros catalisados com metaloceno, plastômeros catalisados com metaloceno, películas respiravais monolíticas, polímeros a base de poliéter amida e elastomeros termoplásticos de éter/ éster políuretano.

24. Material para armazenamento de fluido, de acordo com a reivindicação 21, caracterizaflo pelo fato do substrato ser não absorvente.

25. Produto para cuidado pessoal, caracterizado por compreender o material para armazenamento de fluido conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20.

26. Produto para cuidado pessoal, caracterizado pelo fato de compreender o material para armazenamento de fluido conforme definido na reivindicação 21.

27. Processo para fabricar o material para armazenamento de fluido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende: dispersar partículas em uma solução incluindo um ligante em um solvente que substancialmente não intumesce ou dissolve as partículas; aplicar uma combinação das partículas e da solução de ligante à uma superfície; induzir reticulação do ligante por um de um grupo consistindo em iniciação térmica, iniciação por radiação, reações químicas redox, complexação por íons metálicos muitivalentes e umidade; e remover o solvente da superfície.

28. Processo para fabricar o material para armazenamento de fluido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende: dispersar as partículas sobre uma superfície; aplicar uma solução á superfície incluindo um ligante num solvente que substancialmente não intumesce as partículas; induzir reticulação do ligante por ura de um grupo consistindo em iniciação térmica, iniciação por radiação-, reações químicas redox, complexação por íons metálicos muitivalentes e umidade; e remover o solvente da superfície.

29. Processo para fabricar o material para. armazenamento de fluido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracter!zado pelo fato de que compreende; aquecer uma composição de ligante a uma temperatura de pelo menos 50°C para uma condição escoável; extrusar revestimento da composição de ligante escoável sobre uma superfície; adicionar partículas à composição de ligante; e induzir reticulação da composição de ligante mediante exposição ao ar úmido.