ES2195137T5 - Articulo absorbente que tiene comportamiento de recepcion de fluidos mejorado. - Google Patents

Abstract

Artículo absorbente que consta de un núcleo absorbente con una región entrepierna y al menos una región cintura, por medio de la cual la mencionada región entrepierna tiene una capacidad de almacenamiento de fluido última inferior a la de la mencionada región de cintura. El artículo consta además de unas características mejoradas de manejo de fluido como una velocidad de adquisición de al menos 0,6 ml en el cuarto borbotón.

Description

Artículo absorbente que tiene comportamiento de recepción de fluidos mejorado.

Campo del invento

El presente invento se refiere a artículos absorbentes que se han diseñado principalmente para recibir y retener descargas corporales tales como -y en primer lugar- orina. Tales artículos son artículos higiénicos desechables como pañales para bebés o calzoncillos para entrenamiento.

Antecedentes del invento

Son bien conocidos en la técnica los artículos absorbentes para recibir y retener descargas corporales tales como orina o heces como pañales, bragas o calzoncillos para entrenamiento y artículos para incontinencia de adultos, todos ellos desechables, y se ha empleado un esfuerzo significativo para perfeccionar sus capacidades. Dichos perfeccionamientos tienden en general a resolver la función principal de dichos artículos, principalmente la retención de fluidos corporales, pero también a minimizar las propiedades negativas asociadas con el uso de tales artículos mediante el aumento de la comodidad del usuario.

Tales perfeccionamientos se pueden clasificar en su mayor parte en los encuadrados principalmente en cualquiera de las dos categorías: principalmente referentes a "tecnología de núcleo", es decir, "absorbencia" en el sentido amplio de la palabra, o principalmente referentes a "tecnología de chasis".

La primera categoría tiende a solucionar cómo recoger y retener el residuo corporal (generalmente en algún estado de fluidez) en una "estructura (o núcleo) absorbentes", por la cual el material residual es adquirido (recibido) por el artículo y luego almacenado (retenido), potencialmente con una etapa adicional de distribución (en particular de orina) entre ambas operaciones.

La segunda categoría trata -generalmente- con los así denominados "elementos de chasis", que principalmente contienen los residuos corporales "dentro del confinamiento del artículo"

- mediante la separación del absorbente (estructura de núcleo) y el exterior, es decir, prendas de vestir de los usuarios, etc., usando una "capa posterior" impermeable,

- o impidiendo que los exudados corporales se escapen a través del espacio comprendido entre el artículo absorbente y el cuerpo del usuario, tal como mediante fruncidos elásticos en las aberturas de las piernas y de la cintura.

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Esto también se refiere a habilitar la aplicación del artículo al usuario- tal como mediante la provisión de medios de cierre como cintas, y mantener el artículo sujeto al usuario, tal como a través de disposiciones análogas a cinturones que a menudo forman una sola pieza con los medios de aplicación.

Con esta terminología, la "comodidad" para el usuario se está solucionando actualmente de forma predominante mediante el perfeccionamiento de los elementos de chasis, tal como haciendo que los elementos de chasis del pañal proporcionen un buen "ajuste" del artículo, y que sean blandos y acolchados.

En la solicitud PCT WO 93/16669 (Alemania) o en la solicitud PCT WO 93/21877 (Richardson) se describen pañales desechables, mediante los que se aumenta la comodidad del usuario introduciendo características elásticas tales como permitir mayor comodidad corporal incluso si el usuario se está moviendo.

Cuando se considera la repercusión de los núcleos sobre la comodidad, la solución general es hacerlo usando para las capas superiores materiales blandos que no irriten la piel por rozamiento, o bien minimizando el espesor y/o el volumen del artículo seco, preferiblemente manteniendo al mismo tiempo la blandura de dichos núcleos. Recientemente, se han hecho intentos para adoptar también la forma y perfil de la estructura absorbente con el fin de permitir un buen ajuste.

Puesto que los así denominados materiales superabsorbentes (o materiales que forman hidrogeles) han encontrado amplia y extendida aplicación en los artículos absorbentes desechables, una serie de productos comercializados- tales como los PAMPERS vendidos por The Procter & Gamble Co. o los HUGGIES vendidos por Kimberly-Clark Corp. en varios países - han experimentado una notable reducción en el espesor de los productos.

El documento US-A-5.098.423 (Pieniak) describe pañales desechables, que intentan solucionar diversos aspectos de "comodidad" mediante la provisión de estructuras de "poco volumen en seco", preconizando que no sólo es relevante el espesor en seco de la estructura, sino también otras dimensiones tales como:

- la superficie de sección transversal del núcleo en la región de entrepierna:

- la compresibilidad del artículo en la región de entrepierna y el espesor resultante del artículo después de doblar;

- el tamaño de la "zona de repercusión del artículo"; y

- la distancia de los miembros elásticos (pierna) del artículo.

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Por ello, se puede decir que las estructuras de núcleo que se describen en la presente memoria son delgadas, pero anchas.

Además, se describe un "índice de eficiencia de absorbencia", mediante la relación entre una cantidad de fluido, que debe ser recogido por la región de entrepierna, y el volumen del núcleo seco. El objetivo de este parámetro es permitir también el diseño tendente hacia características de gran absorbencia, y gran capacidad, en la región de entrepierna. Por ello, todavía es un objetivo fundamental absorber también grandes cantidades de orina en la región de entrepierna, lo cual, no obstante, reduce inevitablemente en grado significativo la comodidad después de la carga. Esta cuestión se hace aún más pronunciada con el perfeccionamiento adicional de las prestaciones de los artículos absorbentes que proporcionan unas prestaciones significativamente mejores de manipulación de fluidos, y por tanto un aumento en el tiempo total de uso y cantidad total de fluido contenido en dichos artículos antes de retirarlos.

En el documento US-A-4.994.037 (Bernardin) se describen artículos absorbentes, que tienen un "perfil inverso de distribución de capacidades". En este respecto, la capacidad última de almacenamiento se sitúa fuera de la región de entrepierna. Sin embargo, los diseños descritos para artículos absorbentes no consideran el requisito conveniente de ajustar bien entre las piernas del usuario, ni los requisitos de manipulación de fluidos, tales como conseguir una sequedad adecuada de la piel y una apropiada recepción de fluidos. Aunque estos diseños disponen la capacidad lejos del punto de carga, no importaba cómo lograr efectivamente el transporte de fluido a estas regiones de almacenamiento.

El documento EP-A-0.455.607 describe artículos absorbentes en los que en una región de entrepierna el material hidrogelificante o superabsorbente está presente en una concentración menor que en las regiones delantera y trasera.

El documento EP-A-0.532.005 describe artículos absorbentes, en los que la capacidad de distribución de recepción se ha perfeccionado mediante la adición de una capa de transferencia entre un cuerpo absorbente y la superficie orientada de usuario del artículo, por lo cual esta capa de transferencia se compone de fibras sintéticas.

Por tanto, un objeto del presente invento es proveer artículos absorbentes que tienen un ajuste perfeccionado también cuando se están cargando, junto con una buena capacidad de manipulación de fluidos, especialmente teniendo una buena capacidad de recepción.

Un objeto adicional del presente invento es lograr esto situando selectivamente la capacidad última de almacenamiento lejos de la región de entrepierna.

Un objeto adicional del presente invento es proveer esta característica sin afectar perjudicialmente el ajuste cuando el artículo está seco mediante la provisión de diseños con bajo volumen en la región de entrepierna del artículo.

Un objeto adicional del invento es conseguir lo anterior mediante la utilización de materiales de distribución que tienen propiedades de corrimiento de alto flujo.

Un objeto adicional del invento es conseguirlo usando polímeros superabsorbentes.

Un objeto adicional del invento, es conseguir esto usando materiales absorbentes porosos, tales como los fabricados por polimerización HIPE.

En las reivindicaciones 1 a 26 se exponen realizaciones particulares del invento.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra esquemáticamente un pañal de bebé como un ejemplo para un artículo absorbente.

La Figura 2 muestra esquemáticamente un pañal de bebé de tirar hacia arriba como un ejemplo de un artículo absorbente.

La Figura 3 muestra la configuración de prueba para la Prueba de corrimiento vertical.

La Figura 4 muestra la configuración de prueba para la Prueba de recepción.

La Figura 5 muestra la configuración de prueba para el Método de recepción posterior de colágeno rehumidificado.

Descripción detallada Artículos absorbentes- generalidades

Tal como se usa en la presente memoria, la expresión "artículos absorbentes" se refiere a dispositivos que absorben y contienen exudados corporales, y, más específicamente, a dispositivos que se colocan contra o en la proximidad del cuerpo del usuario para absorber y contener los diversos exudados descargados del cuerpo, principalmente orina.

El término "desechable" se usa en la presente memoria para describir artículos absorbentes que no están destinados a lavarse o a recuperarse de otro modo ni a reutilizarse como un artículo absorbente (es decir, están destinados a desecharlos después de su uso y, preferiblemente, a reciclarlos, recomponerlos o disponer de ellos de otro modo en una manera compatible con el medio ambiente).

Un artículo absorbente comprende generalmente:

- un núcleo absorbente o una estructura de núcleo absorbente (que puede constar de sub-estructuras);

- una capa superior permeable a fluidos;

- una capa posterior impermeable a fluidos;

- opcionalmente, características adicionales como elementos de cierre o elastificación.

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La Figura 1 es una vista en planta de una realización de un artículo absorbente del invento que es un pañal.

El pañal 20 se muestra en la Figura 1 en su estado allanado, no contraído (es decir, con la contracción elástica inducida eliminada excepto en los paneles laterales en los que el elástico se ha dejado en su condición relajada) con partes de la estructura que se han separado por corte para mostrar con más claridad la construcción del pañal 20 y con la parte del pañal 20 que está enfrentada lejos del usuario, la superficie exterior 52, dando frente al observador. Como se muestra en la figura 1, el pañal 20 comprende un conjunto 22 de contención que consta preferiblemente de una capa superior 24 permeable a líquidos, una capa posterior 26 impermeable a líquidos unida con la capa superior 24, y un núcleo absorbente 28 situado entre la capa superior 24 y la capa posterior 26; paneles laterales elásticos 30; dobleces elásticas 32 de pierna; un dispositivo elástico 34 de cintura; y un sistema de cierre que comprende un sistema de sujeción doble de tensión generalmente designado en muchas ocasiones como 36. El sistema 36 de sujeción doble de tensión comprende preferiblemente un sistema primario 38 de sujeción y un sistema 40 de cierre de cintura. El sistema primario 38 de sujeción comprende un par de miembros 42 de fijación y un miembro 44 de recepción. En la figura 1 se muestra que el sistema 40 de cierre de cintura comprende preferiblemente un par de primeros componentes 46 de unión y un segundo componente 48 de unión. El pañal 20 comprende también preferiblemente un parche 50 de posicionamiento situado subyacente a cada primer componente 46 de unión.

En la figura 1 se muestra que el pañal 20 tiene una superficie exterior 52 (dando frente al observador en la Figura 1), una superficie interior 54 opuesta a la superficie exterior 52, una primera región 56 de cintura, una segunda región 58 de cintura opuesta a la primera región 56 de cintura, y una periferia 60 que está definida por los bordes exteriores del pañal 20 en el que los bordes longitudinales se han designado con 62 y los bordes de extremos se han designado con 64. La superficie interior 54 del pañal 20 comprende la parte del pañal 20 que está situada adyacente al cuerpo del usuario durante el uso (es decir, la superficie interior 54 está formada generalmente al menos por una parte de la capa superior 24 y otros componentes unidos a la capa superior 24). La superficie exterior 52 comprende la parte del pañal 20 que está situada lejos del cuerpo del usuario (es decir, la superficie exterior 52 está constituida al menos por una parte de la capa posterior 26 y otros componentes unidos a la capa posterior 26). La primera región 56 de cintura y la segunda región 58 de cintura se extienden, respectivamente, desde los bordes extremos 64 de la periferia 60 hasta la línea lateral de centros 66 del pañal 20. Cada una de las dos regiones de cintura comprende una región central 68 y un par de paneles laterales que constituyen típicamente las partes laterales exteriores de las regiones de cintura. Los paneles laterales situados en la primera región 56 de cintura se han designado con el número 70, mientras que los paneles laterales en la segunda región 58 de cintura se han designado con el número 72. Aunque no es necesario que los pares de paneles laterales o que cada panel lateral sean idénticos, preferiblemente son imágenes especulares entre sí. Los paneles laterales 72 situados en la segunda región 58 de cintura pueden ser extensibles elásticamente en la dirección lateral (es decir, paneles laterales elásticos 30). [La dirección lateral (dirección x o anchura) se define como la dirección paralela a la línea lateral de centros 66 del pañal 20; la dirección longitudinal (dirección y o longitud) se define como la dirección paralela a la línea longitudinal de centros 67; y la dirección axial (dirección z o espesor) se define como la dirección que se extiende a través del espesor del pañal 20].

La figura 1 muestra una realización específica del pañal 20 en la que la capa superior 24 y la capa posterior 26 tienen dimensiones de longitud y anchura generalmente mayores que las del núcleo absorbente 28. La capa superior 24 y la capa posterior 26 se extienden más allá de los bordes del núcleo absorbente 28 para formar de ese modo la periferia 60 del pañal 20. La periferia 60 define el perímetro exterior, o, dicho de otro modo, los bordes del pañal 20. La periferia 60 comprende los bordes longitudinales 62 y los bordes de extremos 64.

El conjunto 22 de contención del pañal 20 se muestra en la Figura 1 comprendiendo el cuerpo principal (chasis) del pañal 20. El conjunto 22 de contención comprende al menos un núcleo absorbente 28 y preferiblemente una capa exterior de recubrimiento constituida por la capa superior 24 y la capa posterior 26. Cuando el artículo absorbente consta de un soporte y un forro, el conjunto 22 de contención comprende en general el soporte y el forro (es decir, el conjunto 22 de contención está constituido por una o varias capas de material para definir el soporte, mientras que el forro comprende un compuesto absorbente tal como una capa superior, una capa posterior, y un núcleo absorbente). Para artículos absorbentes unitarios, el conjunto 22 de contención comprende la estructura principal del pañal con otras características añadidas para formar la estructura compuesta de pañal. Así, el conjunto 22 de contención para el pañal 20 consta en general de la capa superior 24, capa posterior 26, y núcleo absorbente 28.

Aunque cada doblez elástico 32 de pierna puede configurarse de tal manera que sea similar a cualquiera de las tiras de pierna, alas laterales, dobleces de protección, o dobleces elásticos descritos anteriormente, se prefiere que cada doblez elástico 32 de pierna comprenda al menos un doblez interior 84 de protección constituido por una aleta 32 de protección y un miembro elástico espaciador 86 tal como se describe en la patente de EE.UU. Nº 4.909.802 antes referenciada. En una realización preferida, el doblez elástico 32 de pierna comprende además un doblez elástico 104 de empaquetadura con uno o varios filamentos elásticos 105, situados por fuera del doblez 84 de protección tal como se describe en las referencias anteriores como patente de EE.UU. Nº 4.695.278.

El pañal 20 puede comprender además un dispositivo elástico 34 de cintura que mejoran el ajuste y la contención. El dispositivo elástico 34 de cintura se extiende al menos longitudinalmente hacia fuera de al menos uno de los bordes 83 de cintura del núcleo absorbente 28 al menos en la región central 68, y generalmente forma como mínimo una parte del borde 64 de extremo del pañal 20. De ese modo, el dispositivo elástico 34 de cintura comprende la parte del pañal que como mínimo se extiende desde el borde 83 de cintura del núcleo absorbente 28 hasta el borde 64 de extremo del pañal 20 y está destinado a colocarse junto a la cintura del usuario. En general, los pañales desechables se construyen de modo que tengan dos dispositivos elásticos de cintura, uno situado en la primera región de cintura y el otro situado en la segunda región de cintura. Aunque se puede construir un pañal desechable del presente invento con un solo dispositivo elástico de cintura que dé la vuelta a la cintura del usuario o que tenga una característica de apoyo de cintura únicamente con elásticos traseros, la descripción relativa al dispositivo elástico de cintura se concentrará en pañales que tengan un par de dispositivos elásticos de cintura, al menos uno, y preferiblemente los dos, construidos de acuerdo con el presente invento. Además, si bien el dispositivo elástico de cintura o cualquiera de sus elementos constituyentes pueden comprender un elemento separado unido al conjunto 22 de contención del pañal 20, el dispositivo elástico 34 de cintura se describirá con respecto a una realización preferida en la que dicho dispositivo elástico 34 de cintura se construye como una extensión de otros elementos del pañal tales como la capa posterior 26 o la capa superior 24, preferiblemente ambas capa posterior 25 y capa superior 24.

La banda elástica 35 de cintura del dispositivo elástico 34 de cintura puede comprender una parte de la capa superior 24, una parte de la capa posterior 26 que preferiblemente se ha estirado mecánicamente, y un material bi-laminado que comprende un miembro elastómero 76 situado entre la capa superior 24 y la capa posterior 26 y un miembro flexible 77 situado entre la capa posterior 26 y el miembro elastómero 76.

Lo anterior, así como otros componentes del pañal, se describen con mayor detalle en el documento WO 93/16669.

La figura 2 muestra un ejemplo adicional de un artículo absorbente al que puede aplicarse el presente invento, a saber, un pañal desechable de tirar hacia arriba. El pañal desechable 20 de tirar hacia arriba comprende un chasis 21, costuras laterales 23, y un conjunto 22 de absorbente. El chasis 21 tendrá al menos una parte delantera 56, una parte trasera 58, una parte 57 de entrepierna, regiones laterales longitudinales 88, y alas 72 de orejeta, y comprenderá un miembro elástico 90 de aleta de orejeta asociado operativamente con cada aleta 72 de orejeta para formar una aleta laminada de orejeta que se active elásticamente mediante un proceso de estirado mecánico que se describirá con mayor detalle a continuación en la presente memoria. El conjunto 22 de absorbente está sujeto al chasis 21.

La capa exterior 26 es la parte del chasis 21 que forma el exterior de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba, es decir enfrentada lejos del usuario. La capa exterior es deformable, blanda al tacto, y no irrita la piel del usuario.

La capa interior 24 es la parte del chasis 21 que forma el interior del chasis 21, y estará en contacto al menos con la cintura y las piernas del usuario. La capa interior es también deformable, blanda al tacto, y no irrita la piel del usuario.

Preferiblemente, la capa interior 24 está situada junto a la capa exterior 26, y preferiblemente unida a la misma por medios de fijación (no mostrados) tales como los que son bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, la capa interior 24 puede sujetarse a la capa exterior 26 mediante una capa de adhesivo uniforme y continua, una capa configurada de adhesivo, o un conjunto separado de líneas, espirales, o puntos de adhesivo.

De acuerdo con una realización del invento, la capa interior 24 y la capa exterior 26 se unen indirectamente entre sí uniéndolas directamente a los miembros elásticos 90 de aleta de orejeta, miembros elásticos 76 de banda de cintura, y filamentos elásticos 105, y están unidas directamente entre sí en las superficies que se extienden más allá del miembro elástico 90 de aleta de orejeta, miembros elásticos 76 de banda de cintura, y filamentos elásticos 45.

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En una realización preferida, al menos una parte de las capas interior y exterior 24 y 26 del chasis se someterán a estiramiento mecánico con el fin de proporcionar un laminado estirado de "tensión cero" que forme las alas elásticas 30 de orejeta. De ese modo, las capas interior y exterior 24 y 26 son preferiblemente alargables, con máxima preferencia estirables por tracción, pero no necesariamente elastómeras, de manera que las capas interior y exterior 24 y 26, tras un estiramiento mecánico, alcancen al menos un estado permanentemente alargado de modo que no recobren por completo su configuración original no distorsionada. En realizaciones preferentes, las capas interior y exterior 24 y 26 pueden someterse a estiramiento mecánico sin rotura o desgarramiento indebidos. Por tanto, se prefiere que las capas interior y exterior 24 y 26 tengan un bajo límite elástico en la dirección transversal a la máquina (dirección lateral).

Preferiblemente, el chasis 21 de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba comprende dobleces elásticos 32 de pierna para mejorar la contención de líquidos y otros exudados corporales. Cada doblez elástico 32 de pierna puede comprender varias realizaciones diferentes para reducir las pérdidas de exudados corporales en las regiones de pierna. Aunque cada doblez elástico 32 de pierna puede configurarse de modo que sea similar a cualquiera de las bandas de pierna, alas laterales, dobleces protectores, o dobleces elásticos descritos anteriormente, se prefiere que cada doblez elástico 32 de pierna comprenda al menos un ala lateral 104 y uno o varios filamentos elásticos 105.

El chasis 21 de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba comprende además preferiblemente una banda elástica 34 de cintura dispuesta junto al borde 64 de extremo de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba al menos en la parte trasera 58, y con mayor preferencia tiene una banda elástica 34 de cintura dispuesta tanto en la parte delantera 56 como en la parte trasera 58. La banda de cintura de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba es la parte que está destinada a colocarse junto a la cintura del usuario. La banda elástica 34 de cintura proporciona un miembro que mantiene una cobertura definida de superficie, está en contacto con la cintura del usuario, y es extensible elásticamente al menos en la dirección lateral de modo que ajuste dinámicamente contra la cintura del usuario y se conforme dinámicamente a la cintura del usuario con el fin de mejorar el ajuste. Así, la banda de cintura es generalmente la parte de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba que se extiende desde el borde 64 de extremo de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba hasta como mínimo el borde 83 de cintura del núcleo absorbente 28. Aunque la banda elástica 34 de cintura puede comprender un elemento separado unido al chasis 21 de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba, preferiblemente la banda de cintura es una extensión de otros elementos de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba tales como la capa interior 24, la capa exterior 26, o cualquier combinación de estos elementos y un material elastómero unido a los mismos. Alternativamente, la capa superior y la capa posterior del conjunto absorbente 22, pueden extenderse más allá de los bordes del núcleo absorbente 28 y tener un material elastómero unido a las mismas para formar una banda de cintura elástica. Las bragas y los calzoncillos desechables utilizados para entrenamiento se fabrican a menudo de manera que tengan dos bandas de cintura elásticas; una situada en la parte delantera 56 y la otra situada en la parte trasera 58. Los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba tienen una banda de cintura elástica 34 dispuesta como mínimo en la región central 68 de la parte trasera 58. Preferiblemente, en la parte delantera 56 está dispuesta otra banda de cintura elástica. Ambas bandas de cintura elásticas 34 preferiblemente están dispuestas entre las alas elásticas 30 de orejeta.

Se puede construir la banda de cintura elástica 34 en una serie de configuraciones diferentes. De acuerdo con las Figuras 2 y 3, la banda de cintura elástica 34 comprende un miembro 76 de banda de cintura elástica interpuesto entre la capa interior 24 y la capa exterior 26, y está asociado operativamente con cualquiera de las dos o con las dos capas interior o exterior 24 y 26 junto con la parte delantera 56 y la parte trasera 58 de los pañales desechables 20 de tirar hacia arriba.

En una realización preferida, el chasis 21 comprende alas elásticas 30 de orejeta en la parte delantera 56 y en la parte trasera 58. Las alas elásticas 30 de orejeta son elementos unitarios del chasis, es decir, no son elementos sujetos al chasis manipulables por separado, sino que más bien están formados de los materiales del chasis y son una extensión del mismo. Las alas elásticas 30 de orejeta proporcionan una característica elásticamente extensible que aporta un ajuste más cómodo y adaptable al contorno mediante un ajuste inicial de modo conformable de la prenda desechable al usuario y el mantenimiento de dicho ajuste durante todo el período de uso e incluso después cuando la prenda desechable se haya cargado con exudados, puesto que las alas elásticas de orejeta permiten dilatarse y contraerse a los lados de la prenda desechable.

Cada ala 72 de orejeta comprende la parte del chasis 21 que se extiende lateralmente hacia fuera desde y a lo largo de la región central del chasis 21 hasta la región lateral longitudinal 88 del chasis 21. El ala 72 de orejeta se extiende en general longitudinalmente desde el borde delantero 64 del chasis 21 hasta las partes del borde longitudinal 62 del chasis 21 que forman la abertura de la pierna (habiéndose designado este segmento del borde longitudinal 62 como borde 106 de pierna). En una realización preferida del presente invento, cada ala de orejeta está formada por las partes de la capa interior 24 y de la capa exterior 26 que se extienden más allá de la región central 68 del chasis 21.

En una realización del presente invento, los miembros elásticos 90 de ala de orejeta están asociados operativamente con el chasis 21 en las alas 72 de orejeta, preferiblemente entre la capa interior 24 y la capa exterior 26, de tal manera que los miembros elásticos 90 de ala de orejeta permiten que las alas elásticas 30 de orejeta sean extensibles elásticamente en la dirección lateral (elásticamente extensibles en forma lateral). Tal como se usa en la presente memoria, la expresión "elásticamente extensible" significa un segmento o parte del chasis que se alargará al menos en una dirección (preferiblemente la dirección lateral para las alas de orejeta y las bandas de cintura) cuando se aplican esfuerzos de tracción (típicamente esfuerzos laterales de tracción para las alas de orejeta y las bandas de cintura), y recobrará aproximadamente su tamaño y configuración previos cuando desaparezcan los esfuerzos de tracción. En general, los materiales elastómeros útiles en el presente invento recobrarán por contracción como mínimo hasta un 75% de su configuración original aproximadamente a los 5 segundos o menos después del estiramiento e inmediata liberación del mismo (es decir, un elástico "rápido").

Núcleo absorbente/estructura de núcleo

El núcleo absorbente (28) debe ser en general compresible, conformable, no irritante para la piel del usuario, y capaz de absorber y retener líquidos tales como orina y otros determinados exudados corporales. Como se muestra en la Figura 1, el núcleo absorbente 28 tiene una superficie de prenda de vestir (parte "inferior" o "de fondo"), una superficie de cuerpo, bordes laterales y bordes de cintura. El núcleo absorbente podría comprender una amplia gama de materiales absorbentes de líquidos o de manipulación de líquidos comúnmente usados en pañales desechables y otros artículos absorbentes tales como -sin carácter limitativo- pasta de madera conminuta a la que en general se hace referencia como fieltro de aire; polímeros soplados en fusión incluyendo coformados; fibras de celulosa rigidizadas, modificadas o degradadas por tratamientos químicos; tejido, incluyendo envueltas de tejido o laminados de tejido.

Se describen ejemplos de estructuras absorbentes en la patente de EE.UU. nº 4.610.678 titulada "High-Density Absorbent Structures", expedida a Weisman y colaboradores el 9 de septiembre de 1.986; patente de EE.UU. nº 4.673.402 titulada "Absorbent Articles UIT Dual-Layered Cores", expedida a Weisman y colaboradores el 16 de junio de 1.987; patente de EE.UU. nº 4.888.231 titulada "Absorbent Core Having A Dusting Layer", expedida a Angstadt el 19 de diciembre de 1.989; documento EP-A-0 640 330 de Bewick-Sonntag y colaboradores; documento de EE.UU. 5 180 622 (Berg y colaboradores); documento de EE.UU. Nº 5 102 597 (Roe y colaboradores); y documento de EE.UU. Nº 5 387 207 (Lavon). Dichas estructuras podrían adaptarse de modo que fuesen compatibles con los requisitos especificados más adelante para usarse como el núcleo absorbente 28.

El núcleo absorbente 28 puede ser una estructura de núcleo unitaria, o bien una combinación de varias estructuras absorbentes, que a su vez podrían constar de una o varias subestructuras. Cada una de las estructuras o subestructuras puede tener una extensión esencialmente bidimensional (por ejemplo una capa) o una forma tridimensional.

Materiales para utilizar en núcleos absorbentes

El núcleo absorbente para el presente invento puede comprender materiales fibrosos para formar banda fibrosa o matrices fibrosas.

Las fibras útiles en el presente invento incluyen las fibras naturales (modificadas o sin modificar) así como las fibras fabricadas sintéticamente. Entre los ejemplos de fibras naturales adecuadas, modificadas o sin modificar, se incluyen algodón, hierba de esparto, bagazo, cáñamo, lino, seda, lana, pasta de madera, pasta de madera modificada químicamente, yute, rayón, celulosa etílica, y acetato de celulosa. Se pueden fabricar fibras sintéticas adecuadas de poli(cloruro de vinilo), poli (fluoruro de vinilo), politetrafluoretileno, poli (cloruro de vinilideno), fibras poliacrílicas tales como ORLON®, poli(acetato de vinilo), poli(acetato de etilvinilo), alcohol polivinílico soluble o insoluble, poliolefinas como polietileno (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliamidas como nailon, poliésteres como DACRON® o KODEL®, poliuretanos, poliestirenos, y fibras similares. Las fibras utilizadas pueden comprender solamente fibras naturales, sólo fibras sintéticas, o cualquier combinación compatible de fibras naturales y fibras sintéticas. Las fibras utilizadas en el presente invento pueden ser hidrófilas, o bien una combinación de fibras hidrófilas y fibras hidrófobas.

Para muchos núcleos absorbentes o estructuras de núcleo absorbentes de acuerdo con el presente invento, se prefiere el uso de fibras hidrófilas. Las fibras hidrófilas adecuadas para uso en el presente invento incluyen fibras de celulosa, fibras de celulosa modificadas, rayón, fibras de poliéster tales como poli(tereftalato de etileno) (por ejemplo DACRON®), nailon hidrófilo (HYDROFIL®), y fibras similares. Se pueden obtener también fibras hidrófilas adecuadas por hidrofilación de fibras hidrófobas, tales como fibras termoplásticas tratadas con sílice y con tratamiento por surfactante derivadas, por ejemplo, de poliolefinas como polietileno o polipropileno, fibras poliacrílicas, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares.

Se pueden obtener fibras adecuadas de pasta de madera a partir de tratamientos químicos bien conocidos tales como los tratamientos Kraft y de sulfito. Se prefiere especialmente obtener estas fibras de pasta de madera partiendo de maderas blandas meridionales, debido a sus extraordinarias características absorbentes. Estas fibras de pasta de madera se pueden obtener también por tratamientos mecánicos, tales como tratamientos de pasta de madera molida, tratamientos mecánicos de pasta de refino, tratamientos termomecánicos, quimiomecánicos y quimiotermomecánicos. Es posible usar fibras de pasta de madera recicladas o secundarias, así como fibras de pasta de madera blanqueadas o sin blanquear.

Una fuente deseable de fibras hidrófilas para uso en el presente invento, en especial para regiones absorbentes que requieran al mismo tiempo buenas propiedades de recepción y distribución de fluidos, son las fibras de celulosa que se han rigidizado químicamente. Tal como se usa en la presente memoria, la expresión "fibras de celulosa rigidizadas químicamente" significa fibras de celulosa que se han hecho rígidas por medios químicos para aumentar su rigidez en condiciones seca y acuosa. Dichos medios incluyen la adición de un agente químico rigidizante que, por ejemplo, recubra y/o impregne las fibras. Tales medios pueden incluir también la rigidización de las fibras mediante la alteración de la estructura química, por ejemplo por degradación de cadenas de polímeros.

Entre los agentes de rigidización de polímeros que pueden recubrir o impregnar las fibras de celulosa se incluyen: almidones catiónicos modificados que tengan grupos que contengan nitrógeno (por ejemplo, grupos amino), tales como los fabricados por National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, EE.UU.; látexes; resinas resistentes en húmedo tales como resina poliamida-epiclorohidrina (por ejemplo, Kymene ® 557H, fabricada en Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, NJ, EE.UU.), resinas de poliacrilamida descritas, por ejemplo, en la patente de EE.UU. nº 3.556.932 (Coscia y colaboradores), expedida el 19 de enero de 1.971; poliacrilamidas disponibles comercialmente mercantilizadas por American Cyanamid Co., Stamford, CT, EE.UU., con el nombre comercial Parez ® 631 NC; resinas de formaldehído de urea y formaldehído de melamina, y resinas de polietilenimina. Se puede encontrar una disertación general sobre resinas resistentes en húmedo utilizadas en la técnica del papel, y generalmente aplicables en el presente invento, en la serie monográfica TAPPI nº 29, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (Nueva York, 1965).

Se pueden rigidizar también estas fibras por reacción química. Por ejemplo, se pueden aplicar agentes degradantes a las fibras que, subsiguientemente a su aplicación, son obligados a formar químicamente enlaces degradados intrafibras. Estos enlaces degradados pueden aumentar la rigidez de las fibras. Aunque se prefiere utilizar enlaces degradados intrafibras para rigidizar químicamente la fibra, no quiere decir que se excluyen otros tipos de reacciones para rigidizar químicamente las fibras.

Fibras rigidizadas por enlaces degradados en forma individualizada (es decir, fibras rigidizadas individualizadas, así como el tratamiento para su preparación), se describen, por ejemplo, en la patente de EE.UU. nº 3.224.926 (Bernardin), expedida el 21 de diciembre de 1965; patente de EE.UU. nº 3.440.135 (Chung), expedida el 22 de abril de 1969: patente de EE.UU. nº 3.932.209 (Chatterjee), expedida el 13 de enero de 1976; y patente de EE.UU. nº 4.035.147 (Sangenis y colaboradores), expedida el 19 de diciembre de 1989; patente de EE.UU. nº 4.898.642d (Moore y colaboradores), expedida el 6 de febrero de 1990; y patente de EE.UU. nº 5.137.537 (Herron y colaboradores), expedida el 11 de agosto de 1992.

En las fibras rigidizadas preferidas en la actualidad, los tratamientos químicos incluyen la degradación intrafibras con agentes degradantes mientras dichas fibras están en una condición relativamente deshidratada, desfibrada (es decir, individualizada), torcida y rizada. Son agentes adecuados de rigidización química típicamente los agentes degradantes monómeros, incluyendo especialmente ácidos policarboxílicos C_{2}-C_{9} como el ácido cítrico.

Dichas fibras rigidizadas que están torcidas y rizadas se pueden cuantificar por referencia a una "cuenta de torsión" de fibra y a un "factor de rizo" de fibra. Tal como se usa en la presente memoria, la expresión "cuenta de torsión" se refiere al número de nodos de torsión presentes en una determinada longitud de fibra. La cuenta de torsión se usa como un medio para medir el grado en que está girada una fibra alrededor de su eje longitudinal de simetría. La expresión "nodo de torsión" se refiere a una rotación sustancialmente axial de 180º alrededor del eje longitudinal de simetría de la fibra, en el que una parte de la fibra (es decir, el "nodo") aparece oscura con respecto al resto de la fibra vista con un microscopio con luz transmitida. El nodo de torsión aparece oscuro en lugares en los que la luz transmitida pasa a través de una pared adicional de fibra debido a la rotación anteriormente mencionada. La distancia entre nodos corresponde a una rotación axial de 180º. El número de nodos de torsión en una determinada longitud de fibras (es decir, la cuenta de torsión) indica directamente el grado de torsión de la fibra, que es un parámetro físico de la misma. En la patente de EE.UU. nº 4.898.642 se describen los procedimientos para determinar los nodos de torsión y la cuenta total de torsión.

Dichas fibras rigidizadas tendrán además una cuenta media de torsión de fibra seca al menos de alrededor de 2,7, preferiblemente al menos de aproximadamente 4,5 nodos de torsión por milímetro. Más aún, la cuenta media de torsión de fibra húmeda de estas fibras debería ser preferiblemente al menos de alrededor de 1,8, preferiblemente al menos de 3,0, y debería ser preferiblemente como mínimo de aproximadamente 0,5 nodos de torsión por milímetro menos que la cuenta media de torsión de fibra seca. Aún con mayor preferencia, la cuenta media de torsión de fibra seca debería ser al menos de aproximadamente 5,5 nodos de torsión por milímetro, y la cuenta media de torsión de fibra húmeda debería ser aproximadamente al menos 4,0 nodos de torsión por milímetro y también tendría que ser al menos 1,0 nodos de torsión por milímetro menos que su cuenta media de torsión de fibra seca. Con máxima preferencia, la cuenta media de torsión de fibra seca debería ser al menos alrededor de 6,5 nodos de torsión por milímetro, y la cuenta media de torsión de fibra húmeda debería ser al menos de alrededor de 5,0 nodos de torsión por milímetro, y también debería ser al menos de 1,0 nodos de torsión por milímetro menos que la cuenta media de torsión de fibra seca.

Además de retorcerse, estas fibras rigidizadas preferidas son también rizadas. Se puede describir el rizo de una fibra como el acortamiento fraccionario de la fibra debido a cocas, vueltas, y/o codos en la fibra. Para los fines del presente invento, el rizo de fibra se mide en relación con un plano bidimensional. La magnitud del rizado de fibra se puede cuantificar haciendo referencia a un factor de rizo de fibra. El factor de rizo de fibra, una medida bidimensional del rizo, se determina mediante la visión de la fibra en un plano de dos dimensiones. Para determinar el factor de rizo, se miden la longitud proyectada de la fibra como la dimensión más larga de un rectángulo bidimensional que abarque la fibra, L_{R}, y la longitud real de la fibra, L_{A}. Entonces se puede calcular el factor de rizo de fibra a partir de la siguiente expresión:

Factor de rizo = (L_{A}/L_{R}) - 1.

En la patente de EE.UU. nº 4.898.642 se describe un método de análisis de imagen que puede utilizarse para medir L_{R} y L_{A}. Preferiblemente, las fibras rigidizadas tendrán un factor de rizo de al menos alrededor de 0,30, y con mayor preferencia tendrán un factor de rizo como mínimo de aproximadamente 0,50.

Estas fibras de celulosa químicamente rigidizadas tienen ciertas propiedades que las hacen particularmente útiles en determinadas estructuras absorbentes de acuerdo con el presente invento, con respecto a las fibras de celulosa no rigidizadas. Además de ser hidrófilas, estas fibras rigidizadas tienen combinaciones únicas de rigidez y resiliencia.

Además o como alternativa, las fibras sintéticas o termoplásticas pueden estar comprendidas en las estructuras absorbentes, tales como las que se fabrican de cualquier polímero termoplástico que se pueda fundir a temperaturas que no dañen extensamente a las fibras. Preferiblemente, el punto de fusión de este material termoplástico será inferior a aproximadamente 190ºC, y preferiblemente entre aproximadamente 75ºC y alrededor de 175ºC. En cualquier caso, el punto de fusión de este material termoplástico no debería ser menor que la temperatura a la que tengan probabilidad de almacenarse las estructuras absorbentes enlazadas térmicamente, cuando se usen en artículos absorbentes. Típicamente, el punto de fusión del material termoplástico no es menor de alrededor de 50ºC.

Los materiales termoplásticos, y en particular las fibras termoplásticas, se pueden fabricar de una variedad de polímeros termoplásticos, incluyendo poliolefinas tales como polietileno (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliésteres, copoliésteres, poli(acetato de vinilo), poliamidas, copoliamidas, poliestirenos, poliuretanos y copolímeros de cualquiera de los precedentes tales como cloruro de vinilo/acetato de vinilo, y similares. Los materiales termoplásticos adecuados incluyen fibras hidrófobas que se han hecho hidrófilas, tales como las fibras termoplásticas tratadas con surfactante o tratadas con sílice obtenidas, por ejemplo, de poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, fibras poliacrílicas, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares. La superficie de la fibra termoplástica hidrófoba se puede hacer hidrófila mediante un tratamiento con un surfactante, tal como un surfactante no iónico o aniónico, por ejemplo, rociando la fibra con un surfactante, sumergiendo la fibra en un surfactante o incluyendo a éste como parte del polímero fundido en la fabricación de la fibra termoplástica. Tras la fusión y la resolidificación, el surfactante tenderá a permanecer en las superficies de la fibra termoplástica. Entre los surfactantes adecuados se incluyen surfactantes no iónicos tales como Brij® fabricado por ICI Americas, Inc. de Wilmington, Delaware, y diversos surfactantes vendidos con la marca comercial Pegosperse® por Glyco Chemical, Inc. De Greenwich, Connecticut. Además de surfactantes no iónicos, se pueden utilizar también surfactantes aniónicos. Estos surfactantes se pueden aplicar a las fibras termoplásticas en niveles de, por ejemplo, desde alrededor de 0,2 hasta aproximadamente 1 gramo por centímetro cuadrado de fibra termoplástica.

Se pueden fabricar fibras termoplásticas adecuadas (fibras monocomponentes) a partir de un único polímero, o se pueden hacer de más de un polímero (por ejemplo, fibras de dos componentes). A título de ejemplo, la expresión "fibras de dos componentes" puede referirse a fibras termoplásticas que comprenden una fibra de núcleo fabricada de un polímero que está encapsulada dentro de una vaina termoplástica fabricada de un polímero diferente. El polímero que constituye la vaina a menudo funde a una temperatura diferente y típicamente inferior que la del polímero que compone el núcleo. Como resultado, estas fibras de dos componentes proporcionan aglutinación térmica debido a la fusión del polímero de la vaina, conservando al mismo tiempo las características de resistencia mecánica deseables del polímero del núcleo.

Entre las fibras de dos componentes adecuadas para su uso en el presente invento se pueden incluir fibras de vaina/núcleo que tienen las siguientes combinaciones de polímeros: polietileno/polipropileno, poli(acetato de etilvinilo)/ polipropileno, polietileno/poliéster, polipropileno/poliéster, copoliéster/poliéster, y similares. Unas fibras termoplásticas de dos componentes, particularmente adecuadas para su uso en el presente invento, son las que tienen un núcleo de polipropileno o de poliéster, y una vaina de copoliéster, poli(acetato de etilvinilo) o polietileno de menor punto de fusión (por ejemplo, fibras de dos componentes de DANAKLON®, CELBOND® o CHISSO®). Estas fibras bicomponentes pueden ser concéntricas o excéntricas. Tal como se usa en la presente memoria, los términos "concéntrico" y "excéntrico" se refieren a si la vaina tiene un espesor que sea uniforme, o desigual, a través de la superficie de sección transversal de la fibra bicomponente. Las fibras bicomponentes excéntricas pueden ser convenientes para proporcionar más resistencia a la compresión a menores espesores de fibra. Las fibras bicomponentes adecuadas para su uso en el presente invento pueden ser no onduladas (es decir, dobladas), u onduladas. Las fibras bicomponentes se pueden ondular por medios típicamente textiles tales como, por ejemplo, un método "stuffer boy" o el método de ondulación con engranaje, para lograr una ondulación predominantemente bidimensional u ondulación "lisa".

En el caso de las fibras termoplásticas, su longitud puede variar dependiendo del punto de fusión particular y de otras propiedades deseadas para estas fibras. Típicamente, estas fibras termoplásticas tienen una longitud desde aproximadamente 0,3 hasta alrededor de 7,5 cm, preferiblemente desde aproximadamente 0,4 hasta alrededor de 3,0 cm. Las propiedades, incluido el punto de fusión, de estas fibras termoplásticas se pueden ajustar también mediante la variación del diámetro (calibre) de las fibras. El diámetro de estas fibras termoplásticas se define típicamente en función de deniers (gramos por 9.000 metros) o de decitex (gramos por 10.000 metros, en abreviatura dtex). Dependiendo de la disposición específica dentro de la estructura, las fibras termoplásticas adecuadas pueden tener un decitex en el intervalo comprendido desde bien por debajo de 1 decitex, tal como 0,4 decitex, hasta alrededor de 20 dtex.

Dichos materiales fibrosos se pueden usar en una forma individualizada cuando se está fabricando el artículo absorbente, y se forma en la línea de fabricación una estructura fibrosa tendida al aire. Dichas fibras se pueden usar también como una banda o tejido fibroso preformado. Estas estructuras se entregan luego a la producción del artículo esencialmente en forma sin fin o muy larga (por ejemplo, en un rodillo, en una bobina) y después se cortan al tamaño apropiado. Esto puede hacerse individualmente en cada uno de dichos materiales antes de combinar éstos con otros materiales para formar el núcleo absorbente, o bien cuando el propio núcleo se corta y dichos materiales son codilatados con el núcleo.

Existe una amplia gama de procesos de fabricación para dichas bandas o tejidos, que son bien conocidos en la técnica.

Con respecto a las fibras utilizadas para producir tales bandas, en principio apenas existe limitación -aunque ciertos procesos específicos de formación y aglutinación de bandas podrían no ser totalmente compatibles con determinados materiales o tipos de fibras.

Cuando se consideran las fibras individualizadas como material de partida para fabricar una banda, éstas se pueden tender en un medio fluido - si éste es gaseoso (aire) a tales estructuras se hace referencia en general como "tendidas en seco", mientras que si el fluido es un líquido a estas estructuras se hace referencia en general como "tendidas en húmedo". El "tendido en húmedo" se usa ampliamente para producir tejidos de papel con una amplia variedad de propiedades. Esta expresión se usa comúnmente con materiales de celulosa; sin embargo, también pueden incluirse fibras sintéticas.

El "tendido en seco" se usa ampliamente para bandas no tejidas, y frecuentemente se puede usar el proceso de cardado para formar dichas bandas. Se incluyen también en esta categoría los "tejidos tendidos al aire" comúnmente conocidos.

Un polímero fundido se puede extruir en fibras que luego se pueden formar directamente en una banda (es decir, omitiendo la etapa de proceso de hacer fibras individuales que después se forman en una banda en una etapa separada del proceso). A las estructuras resultantes se hace referencia normalmente como bandas no tejidas del tipo soplado en fusión, o, si las fibras se han estirado significativamente más- bandas aglutinadas por hilado.

Adicionalmente, se pueden formar también las bandas mediante la combinación de una o varias de las otras tecnologías de formación.

Con el fin de comunicar ciertas propiedades de resistencia mecánica y de integridad a las estructuras de banda, éstas generalmente se aglutinan. Las tecnologías más ampliamente utilizadas son (a) aglutinación química o (b) termoaglutinación mediante la fusión de una parte de dicha banda. Para esta última operación, se pueden comprimir las fibras, dando lugar a puntos claros de aglutinación, que, por ejemplo para materiales no tejidos, pueden cubrir una parte significativa de la superficie total; no son nada frecuentes valores del 20%. O bien -particularmente útil para estructuras donde se desean bajas densidades- se puede usar la aglutinación "por aire pasante", en la que partes de los polímeros, por ejemplo el material de vaina de una fibra de Bi-Co, se funden por medio de aire caliente que se hace pasar a través de la banda (a menudo tendida al aire).

Una vez que las bandas se han formado y aglutinado, se pueden tratar adicionalmente para modificar propiedades específicas. Éstas pueden ser -como uno de muchos ejemplos posibles- la aplicación de un surfactante adicional para hacer más hidrófilas a las fibras hidrófobas, o viceversa. Asimismo, se puede utilizar un tratamiento mecánico de formación posterior, tal como el descrito en la solicitud EP 96108427.4, para impartir propiedades particularmente útiles a dichos materiales.

Adicional o como alternativa a las bandas fibrosas, los núcleos absorbentes pueden comprender otros materiales porosos, tales como espumas. Las espumas preferidas son materiales de espuma de polímeros absorbentes de células abiertas como los obtenidos por polimerización de una emulsión de agua en aceite de elevada fase interna (de aquí en adelante HIPE). Dichas espumas polímeras pueden formarse para proporcionar las propiedades requeridas de almacenamiento, así como las propiedades requeridas de distribución.

Las espumas obtenidas por HIPE que proporcionan ambas propiedades requeridas de distribución y almacenamiento para uso en el presente invento se describen en la solicitud copendiente de patente de EE.UU. Nº 08/563.866 (DesMarais y colaboradores), expedida el 25 de noviembre de 1995 (a la que en adelante se hace referencia como "solicitud 866"), cuya descripción se incorpora por la presente como referencia; solicitud copendiente de patente de EE.UU. Nº 08/542.497, expedida el 13 de octubre de 1995 (Dyer y colaboradores); patente de EE.UU. Nº 5.387.207 (Dyer y colaboradores), expedida el 7 de febrero de 1995; y patente de EE.UU. Nº 5.260.345 (DesMarais y colaboradores), expedida el 9 de noviembre de 1993.

Las espumas polímeras útiles en el presente invento son las que tienen las células relativamente abiertas. Esto significa que las células individuales de la espuma están en comunicación completa y no obstruida con las células adyacentes. Las células en dichas estructuras de espuma sustancialmente de células abiertas tienen aberturas intercelulares o "ventanas" que son suficientemente grandes para permitir la transferencia rápida de fluido de una a otra célula dentro de la estructura de espuma.

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Estas estructuras de espuma sustancialmente de células abiertas tienen generalmente un carácter reticulado estando definidas las células individuales por una pluralidad de bandas ramificadas en tres dimensiones y conectadas mutuamente. A los filamentos de material polímero que constituyen estas bandas tridimensionales se puede hacer referencia como "puntales". Las espumas de células abiertas que tienen una estructura típica tipo puntal se muestran a título de ejemplo en las microfotografías de las figuras 1 y 2 en la "solicitud 866". Tal como se usa en la presente memoria, un material de espuma es "de células abiertas" si al menos el 80% de las células contenidas en la estructura de espuma que tienen un tamaño como mínimo de 1 micra se encuentran en comunicación fluida con al menos una célula adyacente.

Además de ser de células abiertas, estas espumas polímeras son suficientemente hidrófilas para permitir que la espuma absorba fluidos acuosos en las cantidades especificadas a continuación en la presente memoria. Las superficies internas de las estructuras de espuma se hacen hidrófilas mediante surfactantes residuales de hidrofilización que quedan en la estructura de espuma después de la polimerización, o por procedimientos seleccionados de tratamiento posterior a la polimerización de la espuma.

Las espumas polímeras se pueden preparar en la forma de espumas polímeras aplastadas (es decir, no dilatadas) que, tras el contacto con fluidos acuosos, se dilatan y absorben dichos fluidos. Véase, por ejemplo, la solicitud copendiente de patente de EE.UU. Nº de serie 08/563.866 y la patente de EE.UU. Nº 5.387.207. Estas espumas polímeras aplastadas se obtienen usualmente exprimiendo la fase de agua de la espuma polimerizada según HIPE por medio de fuerzas de compresión, y/o por desecado térmico y/o eliminación de agua por vacío. Tras la compresión, y/o desecado térmico/eliminación de agua por vacío, la espuma polímera se encuentra en un estado aplastado sin dilatar. Las espumas no aplastables, tales como las descritas en la solicitud copendiente de patente de EE.UU. Nº de serie 08/542.497 y patente de EE.UU. Nº 5.260.345, son útiles también como material de distribución.

Polímeros o hidrogeles superabsorbentes

Opcionalmente, y a menudo preferiblemente, las estructuras absorbentes de acuerdo con el presente invento pueden comprender polímeros superabsorbentes, o hidrogeles. Los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles útiles en el presente invento incluyen una variedad de polímeros sustancialmente insolubles en agua pero hinchables por el agua, capaces de absorber grandes cantidades de líquidos. A tales materiales copolímeros se hace referencia comúnmente como "hidrocoloides" o materiales "superabsorbentes". Preferiblemente, estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles tienen una multiplicidad de grupos funcionales aniónicos, tales como ácido sulfónico, y más típicamente grupos carboxilo. Entre los ejemplos de polímeros adecuados para su uso en el presente invento se incluyen los que se preparan a partir de monómeros polimerizables, no saturados, que contienen ácido.

Se pueden incluir también monómeros no ácidos, usualmente en cantidades menores, en la preparación de los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles del presente invento. Dichos monómeros no ácidos pueden incluir, por ejemplo, los ésteres solubles en agua o dispersables en agua de los monómeros que contienen ácido, así como monómeros que no contengan en absoluto grupos ácidos carboxílicos o sulfónicos. Ejemplos de dichos materiales bien conocidos se describen, por ejemplo, en la patente de EE.UU. Nº 4.076.663 (Masuda y colaboradores), expedida el 28 de febrero de 1978, y en la patente de EE.UU. Nº 4.062.817 (Westerman), expedida el 13 de diciembre de 1977.

Los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles adecuados para el presente invento contienen grupos carboxilo. Estos polímeros incluyen copolímeros de injerto hidrolizados o de acrilonitrilo-almidón, copolímeros de injerto parcialmente neutralizados de acrilonitrilo-almidón, copolímeros de injerto de ácido acrílico-almidón, copolímeros de injerto parcialmente neutralizados de ácido acrílico-almidón, copolímeros saponificados de éster acrílico-acetato de vinilo, copolímeros hidrolizados de acrilonitrilo o acrilamida, polímeros de red ligeramente degradados de cualquiera de los copolímeros precedentes, polímeros de ácido poliacrílico prcialmente neutralizado, y polímeros de red ligeramente degradados de ácido poliacrílico parcialmente neutralizado . Estos polímeros se pueden utilizar exclusivamente o en la forma de una mezcla de dos o varios polímeros diferentes. Ejemplos de estos materiales polímeros se describen en la patente de EE.UU. Nº 3.661.875, patente de EE.UU. Nº 4.076.663, patente de EE.UU. Nº 4.093.776, patente de EE.UU. Nº 4.666.983, y patente de EE.UU. Nº 4.734.478.

Los materiales polímeros más preferidos para uso en la fabricación de partículas formadoras de hidrogeles son polímeros de red ligeramente degradados de ácidos poliacrílicos parcialmente neutralizados y derivados de almidón de los mismos. Con máxima preferencia, las partículas formadoras de hidrogeles comprenden desde aproximadamente el 50% hasta alrededor del 95%, preferiblemente alrededor del 75%, de ácido poliacrílico neutralizado, de red, ligeramente degradado [es decir, poli(acrilato sódico/ácido acrílico].

Como se ha expuesto anteriormente, los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles son preferiblemente de red ligeramente degradados. La degradación de red sirve para hacer al polímero sustancialmente insoluble en agua y, en parte, determina las características de capacidad de absorción y de contenido extraíble de polímero de las partículas precursoras y de las macroestructuras resultantes. Procesos para degradar por red los polímeros y agentes típicos de degradación por red se describen con mayor detalle en la patente de EE.UU. Nº 4.076.663 citada como referencia en la presente memoria, y en el documento DE-A-4020780 (Dahmen).

Los materiales superabsorbentes se pueden usar en forma de partículas o en forma de fibras, y también se pueden combinar con otros elementos para formar estructuras preformadas.

Aunque se han expuesto por separado los elementos individuales, se pueden hacer una estructura o una subestructura absorbentes mediante la combinación de uno o varios de estos elementos.

Sin carácter limitativo, a continuación se describen combinaciones adecuadas:

- Polímero superabsorbente particular (SAP) mezclado con fibras de celulosa o de otro tipo. El principio básico es bien establecido y conocido; sin embargo, tras intentar reducir la delgadez de las partículas, se han empleado recientemente relaciones cada vez mayores de peso de SAP a fibras. Dentro de este alcance, la combinación del SAP con aglomerantes tales como adhesivos fundidos en caliente (tales como los descritos en el documento EP-A-0.695.541) o con material polímero fundible (tal como las partículas PE) pueden ser una herramienta adecuada para inmovilizar el SAP;

- SAP formando una subestructura por degradaciones interpartículas;

- SAP fibroso mezclándose con otras fibras, o formando una banda fibrosa de SAP;

- Estructuras de espuma que comprenden diferencias en tamaños de poros, etc.

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Artículos absorbentes perfeccionados

Después de haber descrito con carácter general artículos absorbentes y materiales, estructuras, componentes y subcomponentes adecuados, a continuación se exponen las características específicas de acuerdo con el presente invento. Por esa razón, se concentrará la atención en describir la manipulación de las descargas de orina de los respectivos usuarios, y el requisito resultante de manipulación de orina para las estructuras absorbentes.

No obstante, hay que hacer notar que los mismos mecanismos de manipulación de fluido se aplican a otras descargas basadas principalmente en agua, tales como las heces o los fluidos menstruales de muy baja viscosidad.

Regiones de artículos absorbentes

En general, los artículos absorbentes higiénicos están destinados a llevarse puestos alrededor del extremo inferior del torso del cuerpo. Una característica esencial del diseño de estos artículos es cubrir las regiones del cuerpo donde se producen las descargas ("regiones de descarga"), que se extienden alrededor de las respectivas aberturas del cuerpo. En correspondencia, a las zonas respectivas del artículo absorbente que cubren las regiones de descarga se hace referencia como "zonas de carga". Así, durante el uso, los artículos se disponen generalmente en el usuario de tal manera que se extiendan (estando el usuario de pie) desde la entrepierna entre las piernas hacia arriba, tanto en la parte delantera como en la parte trasera del usuario.

Generalmente, dichos artículos tienen una dimensión de longitud que excede a su dimensión de anchura, por lo que el artículo se lleva puesto de tal manera que el eje de simetría de la dimensión de longitud esté alineado con la dirección en altura del usuario cuando éste se encuentra de pie, mientras que la dimensión de anchura del artículo está alineada con una línea que se extiende de izquierda a derecha del usuario.

Debido a la anatomía del usuario humano, el espacio comprendido entre las piernas del usuario generalmente limita el espacio disponible para el artículo en esta región. Para que el ajuste sea apropiado, un artículo absorbente debe diseñarse de tal manera que ajuste bien en la región de la entrepierna. Si la anchura del artículo es excesiva con respecto a la anchura de entrepierna del usuario, el artículo podría deformarse, lo que puede dar lugar a una capacidad deteriorada, y a una disminución de la comodidad del usuario.

El punto donde el artículo tiene su mínima anchura para ajustar de modo óptimo entre las piernas del usuario coincide entonces con el punto del usuario, donde la distancia entre las piernas es la más estrecha, y a él se hace referencia -para el alcance del presente invento- como el "punto de entrepierna".

Si el punto de entrepierna de un artículo no es obvio por su forma, se puede determinar colocando el artículo en un usuario del grupo de usuarios destinados a utilizarlo (por ejemplo, un niño que está aprendiendo a andar) preferiblemente en una posición de pie, y luego colocando un filamento extensible alrededor de las piernas en una configuración como la del número ocho. El punto del artículo que corresponde al punto de intersección del filamento se considera que es el punto de entrepierna del artículo, y por consiguiente también lo es del núcleo absorbente que está fijado dentro de este artículo.

Aunque este punto de entrepierna se encuentra a menudo en el centro del artículo (en dirección longitudinal), éste no es necesariamente el caso. Puede muy bien ocurrir, que la parte del artículo que está destinada a llevarse puesta en la parte delantera sea menor que la parte posterior (o trasera) bien en su dimensión de longitud, o en su anchura, o en ambas, o en la superficie. Asimismo, no es necesario que el punto de entrepierna esté situado en el centro del núcleo absorbente, en particular cuando el núcleo absorbente no está colocado longitudinalmente centrado dentro del artículo.

La región de entrepierna es la superficie que rodea el punto de entrepierna, con el fin de cubrir las respectivas aberturas del cuerpo, o regiones de descarga. A no ser que se diga lo contrario, esta región se extiende sobre una longitud del 50% de la longitud total del núcleo (la cual, a su vez, se define como la distancia entre los bordes de cintura delantero y trasero del núcleo, que se podría aproximar mediante líneas rectas perpendiculares a la línea de centros longitudinal). Si el punto de entrepierna está situado en el centro del artículo, entonces la región de entrepierna comienza (contando desde el borde delantero del núcleo) en el 25% de la longitud total, y se extiende hasta el 75% de la longitud total del núcleo. O bien, la cuarta parte delantera y trasera de la longitud del núcleo absorbente no pertenecen a la región de entrepierna, pero el resto sí pertenece.

Para los pañales de bebé se ha considerado que la longitud de la región de entrepierna es el 50% de la longitud total de núcleo absorbente, donde se ha confirmado que es un medio adecuado para describir los fenómenos de manipulación de fluidos.

Si el punto de entrepierna está situado descentrado con respecto al punto medio del artículo, la región de entrepierna todavía cubre el 50% de la longitud total del núcleo (en dirección longitudinal); sin embargo, no está distribuida uniformemente entre las partes delantera y trasera, sino proporcionalmente ajustada a este descentramiento.

A título de ejemplo, para un artículo que tiene una longitud total de núcleo de 500 mm, y que tiene un punto de entrepierna que está situado centrado, la región de entrepierna se extenderá desde 125 mm hacia fuera del borde delantero hasta 375 mm hacia fuera del borde delantero. O bien, si el punto de entrepierna está 50 mm descentrado hacia el borde delantero del núcleo, (es decir, 200 mm hacia fuera del borde delantero del núcleo), la región de entrepierna se extiende desde 100 mm hasta 350 mm.

En términos generales, para un artículo que tenga una longitud total de núcleo de L_{C}, un punto de entrepierna que esté a una distancia L_{cp} hacia fuera del borde delantero del núcleo, y una longitud de zona de entrepierna de L_{cz}, el borde delantero de dicha zona de entrepierna estará situado a una distancia

L_{fecz} = L_{cp} *(1 - L_{cz} / L_{c}).

Por ejemplo, el artículo absorbente puede ser un pañal de bebé, para ponérselo a los niños que están dando los primeros pasos (es decir, para bebés que pesen aproximadamente de 12 a 18 kg), en el que la talla del artículo en el comercio se conoce generalmente como talla MAXI. Entonces, el artículo tiene que ser capaz de recibir y retener tanto los materiales fecales como la orina, mientras que para el contexto del presente invento la región de entrepierna tiene que ser capaz principalmente de recibir cargas de orina.

El área total y el tamaño de la región de entrepierna dependen -por supuesto- también de la anchura respectiva del núcleo absorbente, es decir, si el núcleo es más estrecho en la región de entrepierna que fuera de la región de entrepierna, esta región tiene un área (superficie) menor que el área remanente del núcleo absorbente.

Aunque se puede contemplar que los límites entre la región de entrepierna y el resto del artículo puedan ser también curvilíneos, se ha aproximado dentro de la presente descripción que son líneas rectas, perpendiculares al eje longitudinal de simetría del artículo.

La "región de entrepierna" está además confinada por la anchura del núcleo en esta región respectiva, y el "área de región de entrepierna" por la superficie definida por la longitud de región de entrepierna y la anchura respectiva.

Como un elemento complementario a la región de entrepierna, el núcleo absorbente comprende también al menos una -pero en la mayoría de los casos dos- región (o regiones) de cintura, que se extienden hacia la parte delantera y/o parte trasera del núcleo absorbente en el exterior de la región de entrepierna.

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Capacidad de diseño y capacidad última de almacenamiento

A fin de poder comparar los artículos absorbentes para condiciones variables de uso final, o artículos de dimensiones diferentes, se ha averiguado que la denominada "capacidad de diseño" ha resultado ser una medida adecuada.

Por ejemplo, los bebés representan un grupo típico de utilización, pero aún dentro de este grupo varían ampliamente la cantidad de carga de orina, la frecuencia de carga, y la composición de la orina por una parte desde los bebés más pequeños (bebés recién nacidos) hasta los que están dando los primeros pasos, pero también, por ejemplo, entre varios niños que están dando los primeros pasos considerados individualmente.

Otro grupo de usuarios puede ser niños de más edad, que todavía adolecen de un cierto grado de incontinencia.

Asimismo, los adultos que padezcan de incontinencia pueden usar dichos artículos, de nuevo con una amplia gama de condiciones de carga, a la que generalmente se hará referencia como incontinencia suave abarcando hasta la incontinencia severa.

Aunque los expertos en la técnica serán capaces de trasladar fácilmente la enseñanza a otros tamaños para posterior descripción, la presente memoria se concentrará en bebés con tallas de los que están empezando a andar. Para dichos usuarios se ha averiguado que son suficientemente representativas cargas de orina de hasta 75 ml por vaciado, con un promedio de cuatro vaciados por período de uso que resultan en una carga total de 300 ml, y caudales de vaciado de 15 ml/segundo.

En lo sucesivo, dichos artículos que son capaces de cumplir con dichos requisitos deberían tener la capacidad de recoger las citadas cantidades de orina, a la que para la descripción adicional se hará referencia como "capacidad de diseño".

Estas cantidades de fluidos tienen que ser absorbidas por materiales que puedan realizar un último almacenamiento de los fluidos corporales, o al menos de las partes acuosas de los mismos, de tal manera que -si es que queda algo- solamente quede un poco de fluido en la superficie del artículo hacia la piel del usuario. El término "último" se refiere en un aspecto a la situación en el artículo absorbente en largos períodos de uso, y en el otro aspecto a los materiales absorbentes que alcanzan su capacidad "última" cuando se equilibran con su medio ambiente. Esta capacidad puede producirse en dicho artículo absorbente en condiciones reales en uso después de largos períodos de utilización, o también puede producirse en un procedimiento de prueba para materiales puros o compuestos de materiales. Como muchos de los procesos en consideración tienen un comportamiento cinético asintótico, los expertos en la técnica considerarán fácilmente que la capacidad "última" se alcanza cuando la capacidad real ha llegado a un valor suficientemente próximo al punto extremo asintótico, por ejemplo, respecto a la precisión de medida del equipo.

Como un artículo absorbente puede comprender materiales que se hayan diseñado principalmente para un último almacenamiento de fluidos, y otros materiales que se hayan diseñado principalmente para satisfacer otras funciones tales como la recepción y/o distribución del fluido, pero que todavía tengan una determinada capacidad última de almacenamiento, los materiales de núcleo adecuados de acuerdo con el presente invento se describen sin intentar separar artificialmente dichas funciones. Sin embargo, se puede determinar la capacidad última de almacenamiento para el núcleo absorbente total, para regiones del mismo, para estructuras absorbentes, o incluso para subestructuras, pero también para materiales que se estén usando en cualquiera de las partes anteriores.

Según se ha expuesto anteriormente para variar las dimensiones del artículo, los expertos en la técnica adaptarán fácilmente las capacidades apropiadas de diseño a otros grupos previstos de usuarios.

Perfiles de distribución de capacidades

Un elemento importante del presente invento es una disposición específica de la capacidad absorbente total entre las diversas regiones del artículo absorbente, de tal manera que el ajuste del artículo absorbente en el cuerpo del usuario siga siendo cómodo aún cuando el artículo esté cargado cerca de o a su capacidad de diseño.

Esta disposición específica tiene esencialmente por objeto proporcionar sólo muy poca capacidad última de almacenamiento en la región de entrepierna.

La capacidad de una región específica puede determinarse por:

- los pesos por unidad de superficie del material absorbente en consideración (expresados en gramos por unidad de superficie),

- las capacidades del material absorbente (expresadas en ml de capacidad por gramo de material)

- el área de dicha región, definida para la presente descripción por la dimensión longitudinal de la región y la respectiva anchura (no necesariamente constante) a lo largo de esta dimensión.

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Los dos primeros factores se pueden combinar con la capacidad por unidad de superficie (expresada en ml por unidad de superficie).

Si cualquiera de estos parámetros no es constante (principalmente la anchura, o los pesos por unidad de superficie o la composición), los expertos en la técnica podrán calcular fácilmente los respectivos factores o promedios de ponderación, tal como sumando (o integrando) el parámetro que varía y dividiendo por el parámetro respectivo que se haya sumado.

Por tanto, una manera de expresar el requisito de poca capacidad última de almacenamiento en la región de entrepierna es definiendo que la región de entrepierna tiene una capacidad por unidad de superficie inferior que la parte remanente de la estructura absorbente.

Entonces, la capacidad por unidad de superficie de la región de entrepierna no debe ser mayor de 0,9 veces la capacidad media por unidad de superficie de las partes restantes del núcleo absorbente, preferiblemente menor de 0,7 veces. Sin embargo, el diseño más preferido tiene una capacidad por unidad de superficie aún más reducida en la región de entrepierna, incluso menor de 0,3 veces de la capacidad de las partes restantes del núcleo absorbente. La región de entrepierna puede tener una capacidad por unidad de superficie uniforme o comprender subregiones con capacidades por unidad de superficie variables. En un diseño específico preferido, partes de la región de entrepierna no tienen esencialmente una capacidad última por unidad de superficie de almacenamiento, y dichas partes pueden cubrir el 50% o más del área de la región de entrepierna.

Otra forma de describir este requisito de tener baja capacidad absorbente en la región de entrepierna es considerando regiones del núcleo absorbente seccionadas en dirección longitudinal, tal como seccionando el núcleo absorbente en un tercio delantero, un tercio central o un tercio trasero, o en una región de entrepierna que tenga un 50% de la longitud total del núcleo y compararlo con las restantes secciones del núcleo. Entonces, la capacidad última seccional de almacenamiento de la región de entrepierna debe ser menor del 49% de la capacidad última de almacenamiento del núcleo absorbente total. Con más preferencia, para un ajuste aún más perfeccionado cuando esté cargado, se prefiere incluso menos capacidad absorbente en dicha región de entrepierna, a saber, menos del 41% de la capacidad absorbente total, o aún con mayor preferencia menos del 23%.

Puede determinarse el perfil de la distribución de capacidades últimas de almacenamiento calculándolo a partir de materiales en las respectivas secciones, o también medirse por ejemplo cortando un artículo en secciones que tengan una dimensión conocida de longitud y determinando la capacidad absorbente por sección.

Si, como ocurre a menudo en los artículos absorbentes modernos, se usan materiales superabsorbentes como un material de último almacenamiento, una manera adicional de definir el requisito de baja capacidad absorbente en la región de entrepierna es mediante la limitación de la capacidad superabsorbente análogamente a la capacidad absorbente total que se acaba de exponer, es decir, teniendo menos del 49% de la capacidad superabsorbente, preferiblemente menos del 41% y con la máxima preferencia menos del 23% en la región de entrepierna.

De ese modo, el "perfil inverso" de distribución de capacidades'' de la última capacidad absorbente se puede conseguir por dos maneras diferentes no exclusivas:

La primera parte de una "capacidad por unidad de superficie" constante a través de todo el artículo absorbente, y el perfil de distribución de capacidades se obtiene conformando el artículo de tal manera que la región de entrepierna tenga un área menor que las regiones remanentes. Por consiguiente, las "capacidades por secciones" en dirección longitudinal serán mayores para las secciones situadas en el exterior de la región de entrepierna.

La segunda comienza con la "capacidad por unidad de superficie" reducida en la "región de entrepierna", la cual -aún para un núcleo de forma rectangular- proporcionaría menos capacidad en la región de entrepierna.

Por supuesto, combinaciones de las dos opciones agudizarían adicionalmente el perfil.

Además de relocalizar la capacidad absorbente lejos de la región de entrepierna, puede que sea conveniente no distribuir la capacidad de almacenamiento de fluido uniformemente entre las partes delantera y trasera. Más bien, puede preferirse ajustar la distribución de capacidades a los requisitos específicos de la anatomía de los usuarios, y a la situación de uso que se presente con más frecuencia. Por ejemplo, para pañales de bebé previstos para que los lleven niños activos que están dando los primeros pasos, es conveniente disponer de menos capacidad en la región delantera que en la región trasera. También para adultos con incontinencia, que a veces pueden estar en camas con ruedas, puede ser beneficiosa una distribución asimétrica hacia atrás de capacidades últimas de almacenamiento.

En una realización preferida del invento para pañales de bebés, menos de la mitad de la capacidad última de almacenamiento, más preferiblemente menos de un tercio de la capacidad última de almacenamiento que está situada fuera de la región de entrepierna en posición hacia delante, es decir, en la región delantera de cintura, y más de la mitad de la capacidad última de almacenamiento, preferiblemente al menos dos tercios, están situadas en la parte trasera del artículo.

Sin embargo, hay un requisito adicional implicado por los diseños anteriores, a saber, proporcionar un buen poder de recepción. Como se ha descrito anteriormente, la zona de carga del artículo absorbente está situada en general en la zona de entrepierna. No obstante, la capacidad de almacenamiento de líquidos está localizada preferiblemente en el exterior de la región de entrepierna. Por consiguiente, el líquido descargado tiene que transportarse desde la zona de carga hasta la zona de almacenamiento, bien a velocidades de transporte de fluido suficientemente altas para que sobrepasen la descarga de fluidos del artículo, o bien en combinación con una capacidad intermedia de manipulación de fluidos. El equilibrio de las propiedades de los materiales en la región de entrepierna debe ser tal que se proporcione suficiente capacidad intermedia de almacenamiento, pero que todavía se permita el transporte rápido y preferiblemente completo hasta el material de último almacenamiento. Si se cumplen estas condiciones, el artículo proporcionará un buen poder de recepción de fluidos, que preferiblemente se mantendrá durante varios ciclos de carga.

El núcleo absorbente necesita ser capaz de recibir, distribuir y almacenar las descargas depositadas inicialmente en la capa superior del artículo absorbente. Preferiblemente, el núcleo absorbente se diseña de tal manera que dicho núcleo reciba las descargas sustancial e inmediatamente después de que se hayan depositado en la capa superior del artículo absorbente, con la intención de que las descargas no se acumulen en la superficie de la capa superior o corran sobre ella, puesto que ello podría dar lugar a una contención ineficiente de fluido por parte del artículo absorbente, lo cual podría conducir a que se mojasen las prendas exteriores y a la incomodidad del usuario.

Preferiblemente, los artículos tienen una velocidad de recepción de más de 3,5 ml/seg en la prueba de recepción como se describe en la presente memoria, preferiblemente más de 4,0 ml/seg., con más preferencia más de 4,2 ml/seg para el primer chorro, o bien 0,5 ml/seg, preferiblemente más de 0,6 ml/seg, con más preferencia más de 0,7 ml/seg en el cuarto chorro.

Para conseguir dichas propiedades de transporte de fluidos y de almacenamiento intermedio de fluidos, con frecuencia se utiliza el mecanismo de transporte capilar. Dicho mecanismo depende ampliamente de los tubos capilares que se formen. Sin embargo, este transporte no sólo necesita ser capaz de vencer ciertas alturas, sino también tener una velocidad de transporte de fluido suficientemente alta. Por tanto, los materiales adecuados no sólo deben ser capaces de alcanzar rápidamente alturas verticales como en la prueba de corrimiento vertical, sino también de transportar una cantidad suficiente de fluido hasta dichas alturas. Se ha averiguado que ciertos materiales útiles transportan fluido hasta una altura de corrimiento de 8,3 cm en menos de 13 segundos, o bien alturas de corrimiento de 12,4 cm en menos de 45 segundos. Pero no sólo es importante el tiempo necesario para alcanzar ciertas alturas, sino también el flujo a 8,3 cm es preferiblemente mayor de 0,32 ml/seg/cm^{2}, o preferiblemente mayor de 0,16 ml/seg/cm^{2} a una altura de 12,4 cm.

Estos requisitos, así como los materiales adecuados para satisfacerlos, se han expuesto en la solicitud EP Nº 96108427.4, que también describe además los requisitos de prestaciones de recepción de "rehúmedo" y/o de sequedad de piel. Sin embargo, no se consideraron los aspectos de ajuste de un artículo cargado, de aquí que los requisitos de prestaciones se han logrado utilizando perfiles convencionales de distribución de capacidades.

Después de la recepción, una funcionalidad esencial del artículo absorbente es retener firmemente los fluidos descargados de modo que se evite la sobre-hidratación de la piel del usuario. Si el artículo absorbente no está funcionando bien en este respecto, el líquido que salga del núcleo absorbente de regreso a la piel - que también se denomina frecuentemente "rehúmedo" - puede tener efectos perjudiciales sobre el estado de la piel, que por ejemplo se puede observar por la aparición de irritaciones en la piel.

Se ha averiguado que, cuando se somete a los artículos absorbentes a la prueba de recepción posterior con colágeno rehúmedo descrita en la presente memoria, los resultados menores de 180 mg proporcionan una prestación aceptable, pero que los productos que funcionan bien aportan una prestación de menos de 80 mg, preferiblemente menos de 70 mg, o aún con mayor preferencia menos de 50 mg.

Procedimientos de pruebas Generalidades

Todas las pruebas se realizaron aproximadamente a 22 +/- 2ºC y a 35 +/-15% de humedad relativa. La orina sintética utilizada en los métodos de prueba se conoce comúnmente como Jayco SynUrine y se fabrica en Jayco Pharmaceuticals Company de Camp Hill, Pensilvania. La fórmula para la orina sintética es: 2.0 g/l de KCl; 2,0 g/l de Na_{2}SO_{4}; 0,85 g/l de (NH_{4})H_{2}PO_{4}; 0,15 g/l de (NH_{4})_{2}HPO_{4}; 0,19 g/l de CaCl_{2}; y 0,23 g/l de MgCl_{2}. Todos los productos químicos eran del grado de reactivo. El pH de la orina sintética está comprendido en el intervalo de 6,0 a 6,4.

Prueba de corrimiento vertical

La prueba de corrimiento vertical tiene por objeto evaluar el tiempo requerido para que un frente de fluido alcance una altura determinada en una disposición vertical, es decir, en contra de la acción de la gravedad, así como la cantidad de fluido recogido por el material durante este tiempo.

El principio de funcionamiento de esta prueba consiste en colocar una muestra en un portamuestra dotado de electrodos en forma de pasadores, ambos funcionando para fijar la muestra en una posición vertical y para permitir la generación de una señal eléctrica de temporizador. El depósito del fluido se coloca en una báscula, de manera que se pueda vigilar la dependencia con el tiempo de la recogida de fluido en la muestra como consecuencia del corrimiento vertical. Aunque no es esencial para la prueba, ésta se ejecuta basándose en un equipo disponible comercialmente, el EKOTESTER de Ekotec Industrietechnik GMBH, Ratingen, Alemania, que también permite el tratamiento electrónico de los datos.

En las Figuras 3a y 3b se ha representado esquemáticamente la configuración de la prueba.

El equipo está construido esencialmente de perspex, y comprende un depósito (310) de fluido para contener 929 gramos de fluido de prueba a una altura (311) de nivel de líquido de 17 mm y un portamuestra (320). Este depósito está colocado en una báscula (315) con precisión de 0,1 g, como la fabricada por Mettler GMBH, tipo PM3000. Opcionalmente, e indicado a través de la conexión (316), esta báscula se puede conectar a un dispositivo electrónico (342) colector de datos.

El portamuestra (320) es esencialmente un plato de perspex de una anchura (330) de 10 cm, una longitud (331) de 15 cm, y un espesor de 5 mm (no mostrado). Unos medios de fijación (325) se extienden más allá de estas dimensiones en la dirección (332) que se convierte en la dirección ascendente durante la prueba para asegurar el posicionamiento reproducible en la dirección exactamente vertical (es decir, la dirección de la gravedad) a una profundidad reproducible (333) de inmersión del borde de fondo (321) del portamuestra de 12 mm en el nivel del fluido de prueba dentro del depósito (310) durante la prueba. El portamuestra (320) está equipado además con 9 pasadores (326) de electrodo de cátodo, dispuestos en tres filas en distancias (334, 335, 336) de 56 mm, 95 mm y 136 mm respectivamente desde el borde de fondo (321) del portamuestra. Hay tres electrodos en cada una de estas filas, espaciados uniformemente a distancias (337) de 28 mm de separación entre sí, y los situados en el borde longitudinal (322) están espaciados a distancias (338) de 22 mm hacia fuera de estos bordes. Los pasadores de electrodos tienen una longitud de alrededor de 10 mm, un diámetro de aproximadamente 1 mm, y están ligeramente afilados en su extremo para facilitar la aplicación de la muestra. Los pasadores de electrodos son de metal. Un pasador de electrodo adicional (327) está situado a 5 mm próximo al pasador de electrodo de cátodo central de la fila inferior. El ánodo (327) y los 9 cátodos (326) están conectados (indicado esquemáticamente en la Figura 3a (328) para dos pasadores de cátodo y el pasador de ánodo) a un dispositivo temporizador (341) que permite vigilar el momento en que se cierra el circuito eléctrico entre el ánodo y los cátodos individuales, tal como mediante un fluido electrolito de prueba en una muestra humedecida de prueba que se coloca entre estos electrodos.

En contraste con los procedimientos generales expuestos anteriormente, este equipo está colocado y la prueba se ejecuta en una campana de temperatura controlada a 37ºC y sin desviarse más de 3ºC. El fluido de prueba se prepara también a 37ºC en un baño de agua de temperatura controlada durante un período de tiempo suficiente para permitir que el fluido se mantenga a una temperatura constante.

El fluido de prueba se vierte en el depósito (310) de manera que la superficie (312) del fluido esté a nivel con la altura requerida (311), por ejemplo mediante la adición de una cantidad predeterminada de fluido, tal como 927,3 gramos \pm 1 gramo.

La muestra de prueba se equilibra a las condiciones de laboratorio (véanse párrafos anteriores) y se coloca en el ambiente de 37ºC justo antes de la prueba. También antes de la prueba, se mide el calibre de la muestra como se indica a continuación.

La muestra de prueba se corta al tamaño de 10 cm por 15 cm por cualquier medio conveniente que evite en lo posible los efectos de compresión en los bordes cortantes, tal como la cuchilla para muestra de JDC Corporation, o cortadoras afiladas como un escalpelo o -menos preferidas- unas tijeras afiladas.

La muestra de prueba se coloca con cuidado en el portamuestra de manera que los bordes coincidan con los bordes de fondo y laterales (321 y 322) del portamuestra, es decir, que no se extienda al exterior del plato del portamuestra. Al mismo tiempo, la muestra tiene que estar en una disposición esencialmente plana pero sin estar sometida a tensiones, es decir, que no debe formar ondas ni estar sujeta a una tensión mecánica. Se debe tener cuidado de que la muestra tenga únicamente contacto directo con los pasadores de electrodo y no esté en contacto con el plato de perspex del portamuestra.

A continuación se coloca el portamuestra (320) en una posición vertical dentro del depósito (310) de fluido de prueba, de tal manera que tanto el portamuestra (320) como la muestra de prueba estén sumergidos exactamente a una profundidad (333) de 12 mm en el fluido. Por consiguiente, los electrodos estarán ahora a unas distancias (343, 338 y 339) de 44 mm, 83 mm y 124 mm con respecto al nivel de fluido, respectivamente. Como la inmersión del portamuestra varía la lectura de la báscula (315), se realiza la tara mediante una cantidad predeterminada insertando el portamuestra sin ninguna muestra, por ejemplo, en 6 gramos.

Debe reconocerse que la colocación del portamuestra (320) y de la muestra de prueba en una disposición no inclinada tiene que ser por una parte muy precisa, pero también rápida, porque el material empezará a succionar y a realizar su corrimiento al primer contacto con el fluido. También forma parte del EKOTESTER un bastidor (350) en el que se puede insertar fácilmente el portamuestra con los medios de fijación (325), si bien se pueden usar otros medios para lograr una fijación rápida y no inclinada.

La lectura de la báscula se vigila en función del tiempo inmediatamente después de colocar la muestra. Se ha averiguado que resulta ventajoso conectar la báscula a un equipo informático (340), tal como el que forma parte del EKOTESTER.

Tan pronto como el fluido llega a la primera fila y cierra la conexión eléctrica entre el ánodo (327) y los cátodos (326), se pueden registrar estos tiempos por cualquier medio temporizador, constituyendo un ejemplo conveniente la unidad temporizadora (341) del EKOTESTER. Aunque se podría hacer un tratamiento de datos adicionales con cada uno de los tres valores de una fila, los datos adicionales se refieren al promedio de los tres electrodos por fila, que generalmente no se dispersan en más de aproximadamente \pm 5% con respecto al promedio.

De ese modo, los datos generados son:

- la cantidad de fluido en función del tiempo que es recogida por la muestra después de la inmersión, y

- el tiempo requerido para que el fluido alcance determinadas alturas.

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A partir de estos datos, para cada una de las tres alturas se pueden leer y comunicar dos valores importantes:

En primer lugar, los tiempos en segundos transcurridos hasta que el fluido alcanza las respectivas alturas.

En segundo lugar, el "flujo acumulativo" para cada una de las alturas, dividiendo

- la cantidad de fluido recogido por la muestra en el tiempo cuando se haya alcanzado esta altura,

- por este tiempo

- y por la superficie de sección transversal definida por la medida del calibre y la anchura de muestra de 10 cm.

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Prueba de recepción

Refiriéndose a la Figura 4, una estructura absorbente (410) se ha cargado con un chorro de 75 ml de orina sintética a un caudal de 15 ml/s usando una bomba (Modelo 7520-00, suministrado por Cole Parmer Instruments, Chicago, EE.UU.), desde una altura de 5 cm. sobre la superficie de la muestra. Un temporizador registra el tiempo necesario para absorber la orina. El chorro se repite a intervalos de chorro precisamente de 5 minutos hasta que el artículo se encuentre suficientemente cargado. Los datos actuales de la prueba se generan cargando cuatro veces.

La muestra a probar, que puede ser un artículo absorbente completo o una estructura absorbente que comprenda un núcleo absorbente, una capa superior y una capa posterior, se dispone de modo que descanse plana en una plataforma 411 de espuma dentro de una caja de perspex (de la que sólo se ha mostrado la base 412). En la parte superior de la muestra, en la zona de carga de la estructura, se coloca un plato 413 de perspex que tiene una abertura en el centro de 5 cm de diámetro. Se introduce orina sintética a la muestra a través de un cilindro 414 ajustado y pegado a la abertura. Se colocan unos electrodos 415 en la superficie más baja del plato, en contacto con la superficie de la estructura absorbente 410. Se conectan los electrodos al temporizador. Se colocan cargas 416 en la parte alta del plato para simular, por ejemplo, el peso de un bebé. Se consigue una presión de alrededor de 50 g/cm^{2} (0,7 psi) colocando pesas 416, por ejemplo, 20 kg para la talla MAXI comúnmente disponible.

Cuando se introduce el fluido de prueba en el cilindro, típicamente se acumula en la parte superior de la estructura absorbente, completando de ese modo un circuito eléctrico entre los electrodos. El fluido de prueba se transporta desde la bomba al equipo de prueba por medio de un tubo de alrededor de 8 mm de diámetro, que se mantiene lleno con fluido de prueba. De ese modo, el fluido comienza a salir del tubo esencialmente en el mismo instante en que la bomba empieza a funcionar. En este momento, también se pone en marcha el temporizador, que se para cuando la estructura absorbente ha absorbido el chorro de orina, y se interrumpe el contacto eléctrico entre los electrodos.

El caudal de recepción se define como el volumen de chorro absorbido (en ml) por unidad de tiempo (en segundos). Dicho caudal se calcula para cada chorro introducido en la muestra. A la vista del presente invento, son de particular interés el primero y el último de los cuatro chorros.

Esta prueba se ha diseñado principalmente para evaluar productos referenciados como productos de talla MAXI para una capacidad de diseño de alrededor de 300 ml, y que tengan una capacidad última de almacenamiento desde alrededor de 300 ml hasta aproximadamente 400 ml. Si tuviesen que evaluarse productos con capacidades significativamente diferentes, deberían ajustarse apropiadamente los valores en particular del volumen de fluido por chorro hasta alrededor del 20% de la capacidad total de diseño del artículo, y registrarse la desviación con respecto al protocolo estándar de prueba.

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Método de recepción posterior con colágeno rehúmedo (refiérase a la Fig. 5)

Antes de ejecutar la prueba, se prepara la película de colágeno como la comprada en NATURIN GmbH, Weinhein, Alemania, con la designación de COFFI y un peso por unidad de superficie de alrededor de 28 g/m^{2} cortándola en capas de 90 mm de diámetro, por ejemplo usando un dispositivo cortador de prueba, y equlibrando la película en el ambiente controlado del laboratorio de la prueba (véase descripción anterior) durante 12 horas como mínimo (hay que utilizar pinzas para toda la manipulación de la película de colágeno).

Al menos 5 minutos, pero no más de 6 minutos después de que se haya absorbido el último chorro de la prueba de recepción anteriormente descrita, se retiran el plato de cubierta y las pesas, y se coloca con cuidado la muestra a probar (520), de modo que quede plana, en un banco de laboratorio.

Se pesan 4 capas del material colágeno precortado y equilibrado (510) con una precisión mínima de un miligramo, luego se colocan centradas en el punto de carga del artículo, y se tapan con el plato (530) de perspex de 90 mm de diámetro, y de alrededor de 20 mm de espesor. Se añade con cuidado una pesa (540) de 15 kg (también centrada). Transcurridos 30 \pm 2 segundos se retiran de nuevo la pesa y el plato de perspex, y se vuelven a pesar las películas de colágeno.

El resultado del método recepción posterior de colágeno rehúmedo es la recogida de humedad de la película de colágeno, expresada en mg.

Adicionalmente hay que hacer notar que este protocolo de prueba se puede ajustar fácilmente a tipos específicos de producto, tales como diferentes tallas de pañales para bebés, o bien por la variación en el tipo y cantidad de fluido de carga, cantidad y tamaño del material absorbente, o por variaciones en la presión aplicable. Una vez definidos estos parámetros relevantes, a los expertos en la técnica les resultarán obvias tales modificaciones. Cuando se consideren los resultados del protocolo ajustado de prueba, se pueden optimizar fácilmente estos parámetros relevantes identificados tal como en un experimento diseñado de acuerdo con métodos estadísticos estándar con las condiciones límites reales en uso.

Prueba de distribución de fluido

La prueba de distribución de fluido tiene por objeto determinar la cantidad de fluido recogida por una cierta parte del artículo absorbente o de la estructura de núcleo absorbente.

Se puede aplicar esta prueba a artículos cargados en condiciones controladas de laboratorio, tal como cuando se ejecutan otras pruebas de determinación de la capacidad de manipulación de líquidos, por ejemplo, la prueba de recepción anteriormente descrita.

También puede aplicarse esta prueba a artículos usados, tales como cuando los bebés llevan puestos los pañales y los cargan en las condiciones reales de uso, después de lo cual se evalúan los artículos en las condiciones higiénicas apropiadas. El tiempo de espera entre la carga y la evaluación no debe ser demasiado largo, si bien se ha averiguado -al menos para los diseños que se han probado en los ejemplos descritos a continuación- que el tiempo de espera tiene sólo una repercusión muy pequeña sobre los resultados de la distribución de fluido.

Para determinar la distribución de fluido en una estructura o un artículo absorbentes, se pesa el artículo cargado y luego se coloca de modo que quede plano (opcionalmente después de cortar a través de los elásticos de la pierna con el fin de facilitar el aplanamiento) y se marca en cuartas partes (en adelante cuartos) a lo largo del eje longitudinal de simetría. A continuación, se corta el artículo según líneas perpendiculares a la línea longitudinal, teniendo cuidado de no exprimir líquido. Esta operación se puede realizar de un modo óptimo usando una cuchilla JCD para papel, o un escalpelo.

Se pesa cada segmento, y el resultado se relaciona con el peso total.

Para artículos que tengan un perfil acusado de distribución de capacidades, (es decir, pesos diferentes de material en secciones diferentes), se pueden ajustar el peso total así como los pesos por sección mediante el peso del artículo en seco. Para hacerlo, se pueden determinar los pesos por sección para "pañales hermanos" (es decir, pañales fabricados del mismo modo), y -si se hace en una cadena de producción a gran escala- aproximadamente al mismo tiempo que el pañal probado. Si entonces el artículo en su totalidad debe tener alturas diferentes, se pueden ajustar adicionalmente los pesos por sección de acuerdo con esta proporción, suponiendo ahora que las desviaciones se dispersarán proporcionalmente a lo largo de todas las secciones.

El resultado de la prueba de distribución de fluido se expresa en porcentaje de la cantidad total de fluido que esté presente en determinadas secciones, tal como la región de entrepierna.

Medida de densidad/calibre peso por unidad de superficie

Se pesa una muestra de una superficie definida cortando con una cuchilla de prueba, con precisión mínima del 0,1%. Se mide el calibre bajo una presión aplicada de 5,71 g/cm^{2} (0,08 psi) para una superficie de prueba de 50 mm de diámetro. Se pueden calcular fácilmente el peso por unidad de superficie como peso por unidad de superficie expresado en g/m^{2}, el calibre expresado en mm a una presión de aproximadamente 5,71 g/cm^{2}, y la densidad expresada en g/cm^{3}.

Prueba de capacidad de bolsa de té centrifugada (prueba TCC)

Aunque la prueba TCC se ha desarrollado específicamente para materiales superabsorbentes, se puede aplicar fácilmente a otros materiales absorbentes.

La prueba de capacidad de bolsa de té centrifugada mide los valores de capacidad de bolsa de té centrifugada, que constituyen una medida de la retención de líquidos en los materiales absorbentes.

Se coloca el material absorbente dentro de una "bolsa de té" sumergida en una solución del 0,9% en peso de cloruro sódico durante 20 minutos, y luego se centrífuga durante 3 minutos. La relación entre el peso de líquido retenido y el peso inicial del material seco es la capacidad de absorción del material absorbente.

Se vierten dos litros de una solución al 0,9% en peso de cloruro sódico en agua destilada en una bandeja que tenga unas dimensiones de 24 cm x 30 cm x 5 cm. La altura de llenado de líquido debe ser aproximadamente 3 cm.

La bolsa de té tiene unas dimensiones de 6,5 cm x 6,5 cm, y se puede comprar en Teekanne, de Dusseldorf, Alemania. La bolsa es obturable por calor con un dispositivo de cocina estándar de obturación de bolsa de plástico (por ejemplo, VACUPACK2 PLUS de Krups, Alemania).

Se abre la bolsa de té cortándola parcialmente con cuidado, y luego se pesa. Se colocan en la bolsa de té unos 0,200 gramos de la muestra del material absorbente, pesados con una precisión de hasta \pm 0,005 gramos. Luego se cierra la bolsa con un dispositivo de obturación térmica. A esta bolsa se le denomina bolsa de té de muestra. Se obtura una bolsa de té vacía y se utiliza como una bolsa de referencia.

A continuación se colocan la bolsa de té de muestra y la bolsa de té de referencia en la superficie de la solución salina, y se sumergen aproximadamente 5 segundos usando una espátula para permitir la humidificación completa (las bolsas de té flotarán en la superficie de la solución salina, pero para entonces estarán completamente mojadas). Inmediatamente se pone en marcha el temporizador.

Transcurridos 20 minutos del tiempo de humedecimiento, se retiran de la solución salina la bolsa de té de muestra y la bolsa de té de referencia, y se colocan en una centrifugadora Bauknecht WS130, Bosch 772 NZK096 o equivalente (230 mm de diámetro), de manera que cada bolsa se pegue a la pared exterior de la canasta centrifugadora. Se cierra la tapa de la centrifugadora, se pone en marcha ésta, y la velocidad aumenta rápidamente hasta 1.400 rpm. Una vez que se ha estabilizado la centrifugadora a 1.400 rpm, se pone en marcha el temporizador. A los 3 minutos se para la centrifugadora.

Se retiran la bolsa de té de muestra y la bolsa de té de referencia y se pesan por separado.

La capacidad de bolsa de té centrifugada (TCC) para la muestra de material absorbente se calcula del modo siguiente:

TCC = [(peso de la bolsa de té de muestra después del centrifugado) - (peso de la bolsa de té de referencia después del centrifugado) - (peso de material absorbente en seco] : (peso de material absorbente en seco)

Asimismo, se pueden medir partes específicas de las estructuras de los artículos absorbentes totales, tales como cortes "por secciones", es decir, considerando partes de la estructura o el artículo en su totalidad, en las que el corte se realiza a través de la anchura total del artículo en puntos determinados del eje longitudinal de simetría del artículo. En particular, la definición de la "región de entrepierna" como se ha expuesto anteriormente permite determinar la "capacidad de región de entrepierna". Se pueden usar otros cortes para determinar una "capacidad por unidad de superficie" (es decir, la cantidad de capacidad contenida en una unidad de superficie de la región específica del artículo. Dependiendo de las dimensiones de la unidad de superficie (preferiblemente 2 cm por 2 cm) la capacidad por unidad de superficie define cuánta ponderación está teniendo lugar- naturalmente, cuanto menor es el tamaño, menos ponderación se producirá.

Capacidad última de almacenamiento

Para determinar o evaluar la capacidad última de almacenamiento de diseño de un artículo absorbente, se han propuesto una serie de métodos.

En el contexto del presente invento, se supone que la capacidad última de almacenamiento de un artículo es la suma de las capacidades últimas absorbentes de los elementos o material individuales. Para estos componentes individuales, se pueden aplicar diversas técnicas bien establecidas siempre que se apliquen de un modo consistente a lo largo de la comparación. Por ejemplo, se puede usar la capacidad de bolsa de té centrifugada según se ha desarrollado y bien establecido para polímeros superabsorbentes (SAP) para dichos materiales SAP, pero también para otros (véase descripción anterior).

Una vez conocidas las capacidades para los materiales individuales, se puede calcular la capacidad del artículo en su totalidad multiplicando estos valores (en ml/g) por el peso del material usado en el artículo.

Para los materiales que tengan una funcionalidad dedicada a otros usos que el almacenamiento de fluidos -tales como capas de recepción y similares- se puede despreciar la capacidad última de almacenamiento, bien porque dichos materiales de hecho tienen solamente unos valores muy bajos de capacidad comparados con los materiales destinados al almacenamiento último de fluidos, o bien porque dichos materiales no están destinados a cargarse con fluido, y de ese modo deberían soltar su fluido a los otros materiales de último almacenamiento.

Ejemplos y evaluación Materiales de distribución

Para comparar varios diseños y diversas propiedades de materiales, se han utilizado dos materiales para sustituir un tejido convencional, tal como un tejido de alta resistencia en húmedo de un peso por unidad de superficie de 22,5 g/m^{2} como el producido por Strepp, Kreuzau; Alemania con la referencia NCB. En la Tabla 1 se da una lista de las propiedades típicas para el transporte de líquidos para dichos tejidos.

En primer lugar, se evaluó un material de distribución de alto flujo (ejemplo 1.1), que se había fabricado partiendo de una banda tendida en húmedo y químicamente aglutinada con un peso por unidad de superficie de 150 g/m^{2} y una densidad de 0,094 g/m^{3} constituida por una mezcla de fibras de:

- 90% en peso (de la mezcla de fibras) de celulosa químicamente rigidizada, retorcida (CS), disponible comercialmente con la designación "CMC" de Weyerhaeuser Co., EE.UU.;

- 10% en peso (de la mezcla de fibras) de fibras tipo eucalipto.

- Aglutinada por un 2% en peso de la mezcla de fibras de una resina poli (acrilamida-glioxal) comercializada por Cytec Industries, West Psatterson, NJ, EE.UU., con el nombre comercial Parez^{TM} 631 NC.

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Luego se sometió esta mezcla de fibras a un tratamiento posterior a la formación entre dos rodillos a una profundidad de solapamiento de los picos de 0,02 mm con una anchura de los dientes de 0,6 mm, estando separados 1,0 mm, como se describe con más detalle en la solicitud EP 96108427.4.

Se fabricó un material adicional aglutinado térmicamente y tendido en húmedo (ejemplo 1.2) mediante la utilización de un 60% de la celulosa retorcida químicamente rigidizada, un 30% de dichas fibras tipo eucalipto usadas en el material de distribución aglutinado químicamente que se ha descrito anteriormente, y un 10% de fibras excéntricas de BiCo con vaina PE/ núcleo PET que tienen un hidrofilizador permanente incorporado a la resina PE, producido por HOECHST CELANESE, EE.UU., bajo la designación Celbond ® T255. Después de un tendido en húmedo convencional, esta banda se aglutinó térmicamente por tecnología convencional de aglutinación por aire pasante desarrollada por Ahlstrom Inc., EE.UU., en un peso por unidad de superficie de 150 g/m^{2} y una densidad de 0,11 g/cm^{3}.

Cuando se sometieron a la prueba de corrimiento vertical anteriormente descrita, los materiales presentaron los resultados que se muestran en la tabla 1:

TABLA 1

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Así, el Ejemplo 1.2 proporciona una prestación perfeccionada sobre los tejidos convencionales del ejemplo 1.3, la cual no obstante, es todavía significativamente inferior a la del material particularmente preferido del ejemplo 1.1

Descripción general de productos

Aunque el presente invento es aplicable a una amplia gama de productos, los beneficios particulares se han ejemplificado en el contexto de los pañales para bebés, y de éstos para pañales destinados a bebés que pesen entre 8 y 18 kg, también denominados de talla "MAXI". Para tales productos, las dimensiones típicas son las PAMPERS BABY DRY PLUS MAXI/MAXI PLUS, como las comercializadas por Procter & Gamble en varios países europeos.

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Durante el uso, estos artículos se han diseñado de tal manera que ajusten esencialmente de modo simétrico cuando se compara la extensión a las regiones de cintura de la parte delantera y de la parte trasera. El punto de entrepierna coincide con el "punto de carga", situado (para bebés de ambos géneros masculino y femenino) a 4,9 cm hacia la región delantera de cintura del punto medio de la sección del artículo y a 17 cm del borde delantero del núcleo. Por consiguiente, la región de entrepierna se extiende - empezando a contar desde el extremo delantero de cintura del núcleo absorbente (a 0 cm) hacia el extremo trasero (a 43,8 cm) - desde 6,1 cm hasta 27,8 cm.

Los productos que ejemplifican el presente invento se obtienen en general de estos productos disponibles comercialmente, y luego se modifican como se detalla en los ejemplos siguientes.

Estos productos contienen en su núcleo de almacenamiento aproximadamente 20 g de fieltro de aire de madera blanda convencional septentrional, y alrededor de 10 g de material superabsorbente como el disponible comercialmente en Stockhausen GMBH, Alemania, con el nombre comercial FAVOR XSM, tipo 100. El material superabsorbente tiene una capacidad teórica de 31 ml/g, que junto con los 4 ml/g para el fieltro de aire proporcionan una capacidad de diseño para dichos artículos de aproximadamente 390 ml. Adicionalmente, el núcleo comprende un "parche de recepción" que se solapa con el núcleo de almacenamiento en una longitud de 25,4 cm, empezando desde 28 cm a la altura del borde delantero del núcleo hacia la orejeta. Este parche está fabricado de material de celulosa tendido al aire, tratado químicamente y rigidizado (CS) suministrado por Weyerhaeuser Co., EE.UU., con la designación comercial de "CMC" que funciona como una capa de recepción/distribución que tiene un peso por unidad de superficie de aproximadamente 295 g/m^{2}. En el contexto de esta ejemplificación, la capacidad última de almacenamiento de estos materiales está ajustada a cero, puesto que se supone que el fluido va a extraerse de esta capa de recepción/distribución, de manera que esta capa esté preparada para recargarse en chorros repetidos (véase descripción anterior).

El núcleo se ha diseñado de tal manera que una mezcla de SAP y fieltro de aire se superponga (en la dirección hacia el usuario) con una capa fina de fieltro de aire puro. La forma del núcleo es casi rectangular, con un tamaño de 438 mm por 115 mm, con una anchura ligeramente estrechada en el punto de entrepierna que tiene una anchura de 102 mm. La capa mixta tiene un perfil de distribución de capacidades en peso por unidad de superficie, de tal manera que un perfil de distribución longitudinal de capacidades es aproximadamente el siguiente:

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Perfeccionamientos en el ajuste

La primera prueba tiene por objeto soportar el efecto de redistribución de la capacidad de almacenamiento por sí sola. Para hacerlo, se ha llevado a cabo un "estudio de ajuste" en el que se han obtenido dos productos en instalaciones piloto. En primer lugar, se fabricó un producto de referencia destinado a reproducir exactamente el producto comercializado que se ha descrito anteriormente, que difiere del último en que no tiene parche de recepción.

Este producto se comparó con un diseño "de perfil inverso" de distribución de capacidades'' (ejemplo 2.1) que difería solamente en que el perfil de capacidades tenía fases diferentes, de tal manera que el perfil de capacidades es el siguiente:

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Estos se han probado en un "estudio de ajuste". Por tanto, los productos de prueba y de referencia se cargaron artificialmente con orina sintética, y se registraron las calificaciones de ajuste valoradas por madres expertas, cada una para el pañal seco, y cuando se cargaron, primero con 150 ml y luego con 300 ml de orina sintética.

Para cada producto, se han cuestionado la calificación de ajuste "total" y la calificación del "ajuste entre piernas" para las diversas cargas.

Las calificaciones se clasificaron por categorías en una escala de 0 (deficiente) a 4 (excelente).

Los productos se colocaron entre 17 bebés seleccionados al azar.

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TABLA 2

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Esta tabla muestra claramente la calificación de ajuste más deficiente de un pañal con perfil de distribución convencional de capacidades en contraste con uno de perfil de distribución inversa.

Repercusión de las prestaciones de los perfiles de distribución inversa de capacidades (núcleos mixtos)

Sin embargo, los consumidores no desean comprometer las prestaciones para perfeccionamientos de ajustes. Para evaluar el impacto de los diversos diseños sobre las prestaciones, se han comparado los productos en pruebas de laboratorio con respecto al parámetro muy relevante de prestaciones en recepción de fluido y en rehúmedo.

Para esta prueba, se han obtenido productos en una cadena piloto a escala normal, con un producto de referencia reproduciendo exactamente un diseño de producto del mercado actual (ejemplo 3.1), con la excepción de que el parche de recepción se ha sustituido por una capa de recepción sintética aglutinada térmicamente por aire pasante fabricada mediante tendido al aire de un 63% de fibras excéntricas de BiCo PE/PP (código ESEWA ex Danaklon AB, Dinamarca), junto con un 37% de pasta de madera blanda convencional meridional en una banda y aglutinando por aire pasante esta mezcla hasta una densidad de 0,04 g/cm^{3}, a un peso por unidad de superficie de 120 g/m^{2} (ejemplo 3.3). El siguiente producto era una combinación del ejemplo 3.3 con el perfil de distribución inversa de capacidades descrito en el ejemplo 2.1.

El tercer producto (ejemplo 3.1) difería de éste último en que comprendía además un material tendido en húmedo y aglutinado térmicamente como el descrito en el ejemplo 1.2.

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TABLA 3

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Estos datos demuestran que -aunque el perfil de distribución inversa de capacidades mejora por sí solo la distribución de fluido proporcionando menos capacidad en la zona de entrepierna- este beneficio se compromete por unas prestaciones más deficientes en rehúmedo, en particular en la parte trasera del artículo. Al utilizar un material de distribución de fluido ya mejorada se perfecciona este inconveniente sin repercutir perjudicialmente en la distribución de fluido o en el poder de recepción.

Repercusión del material de distribución en núcleos con perfiles de distribución convencionales

El beneficio de prestaciones de los buenos materiales de distribución se ejemplifica todavía más en los núcleos con perfiles de distribución inversa de capacidades. Para resaltar este efecto, se ha comparado un pañal convencional (Ejemplo 4.2, con el mismo diseño que en el Ejemplo 2.2) con el Ejemplo 4.1, en el que se ha sustituido el tejido convencional por un material de distribución perfeccionado (como el descrito en el Ejemplo 1).

TABLA 4

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Así, el material perfeccionado de distribución de fluido mejora realmente las prestaciones, y sin embargo varía la distribución de fluido solamente en una magnitud muy limitada.

Núcleos por capas

Los beneficios del presente invento se han demostrado todavía más en una matriz de pruebas en la que los núcleos se han fabricado en una cadena piloto sin núcleos mixtos de superabsorbente/ lanilla, sino más bien con estructuras por capas.

El diseño global era el mismo que en los ejemplos 3, por lo cual el núcleo absorbente se ha diseñado y fabricado de forma diferente sustituyendo el núcleo de almacenamiento mezclado homogéneamente por unas estructuras absorbentes rectangulares con 15 g de polvo superabsorbente interpuesto entre capas de cualquiera de los dos tejidos convencionales del material de distribución aglutinados químicamente y modificados por tratamiento posterior a la formación anteriormente descritos. El laminado superabsorbente tenía una anchura de 90 mm (centrado) usando una técnica de laminación por pulverización de pegamento, método como el descrito con más detalle en el documento EP-A-0.695.541 anteriormente mencionado.

Para los dos diseños ( a los que se hace referencia como "planos"), el laminado se extendía por toda la longitud del artículo, con un peso por unidad de superficie de superabsorbente de 355 g/m^{2}.

Para los dos diseños con perfil de distribución inversa de capacidades, los laminados se extendían tanto desde el borde delantero del núcleo como desde el borde trasero del núcleo en un peso por unidad de superficie de 500 g/m^{2} sobre una longitud de 167 mm hacia la región de entrepierna, dejando así aproximadamente 130 mm en la sección central del artículo exenta de superabsorbente. Como ésta última se envía descentrada hacia la parte delantera, una parte de la región de entrepierna está esencialmente exenta de superabsorbente.

TABLA 5

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Esta tabla demuestra además el efecto beneficioso de los buenos materiales de distribución sobre las prestaciones del artículo: además demuestra, que -con independencia de si se trata de tejido o de material de alto flujo- en la distribución de flujo repercute positivamente el diseño del perfil de distribución inversa. Sin embargo, claramente, el rehúmedo está comprometido principalmente para los productos de tejido.

Se puede resumir la conclusión global de estos experimentos, en el sentido de que un producto preferido tiene poca capacidad última de almacenamiento en la zona de entrepierna, un buen material de distribución, preferiblemente un material de distribución para alto flujo de fluido, de tal manera que el producto presente unas buenas prestaciones de manipulación de fluido medidas por los valores de recepción y/o de rehúmedo.

Claims (26)

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   1. Un artículo absorbente (20), que es un pañal para bebé o un calzoncillo para entrenamiento que comprende un núcleo absorbente (28) que tiene una región de entrepierna y una o varias regiones de cintura,

   por el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última de almacenamiento de fluidos menor que la de dichas una o varias regiones de cintura juntas,

   caracterizado porque dicho artículo comprende un material de adquisición/distribución que comprende por fibras de celulosa rigidizadas químicamente, y porque dicho artículo tiene una capacidad de recepción de al menos 0,5 ml/seg para el cuarto chorro.
2. 2. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho artículo tiene una capacidad de recepción de al menos 0,6 ml/seg para el cuarto chorro.
3. 3. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicho artículo tiene una capacidad de recepción de al menos 0,7 ml/seg. para el cuarto chorro.
4. 4. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el artículo tiene una capacidad de recepción de al menos 3,75 ml/seg para el primer chorro.
5. 5. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el artículo tiene una capacidad de recepción de al menos 4,0 ml/seg para el primer chorro.
6. 6. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el artículo tiene una capacidad de recepción de al menos 4,2 ml/seg para el primer chorro.
7. 7. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última de almacenamiento de fluidos por unidad de superficie de menos de 0,9 veces la capacidad última de almacenamiento de fluidos por unidad de superficie del núcleo absorbente.
8. 8. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,

   en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última de almacenamiento de fluidos por unidad de superficie de menos de 0,7 veces la capacidad última promedio de almacenamiento de fluidos por unidad de superficie del núcleo absorbente.
9. 9. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,

   en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última para almacenamiento de fluidos por unidad de superficie de menos de 0,5 veces la capacidad última promedio para almacenamiento de fluidos por unidad de superficie del núcleo absorbente.
10. 10. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

    en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última para almacenamiento de fluido por unidad de superficie de menos de 0,3 veces la capacidad última promedio para almacenamiento de fluidos por unidad de superficie del núcleo absorbente.
11. 11. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,

    en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última seccional para almacenamiento de fluidos de menos del 49% de la capacidad última total del núcleo para almacenamiento de fluidos.
12. 12. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,

    en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última seccional para almacenamiento de fluidos de menos del 41% de la capacidad última total del núcleo para almacenamiento de fluidos.
13. 13. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,

    en el que dicha región de entrepierna tiene una capacidad última seccional para almacenamiento de fluidos de menos del 23% de la capacidad última total del núcleo para almacenamiento de fluidos.
14. 14. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13,

    caracterizado además porque

    la longitud de la región de entrepierna es la mitad de la longitud del núcleo absorbente total (28).
15. 15. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14,

    caracterizado además porque

    comprende un material para último almacenamiento de líquidos que proporciona al menos el 80% de la capacidad última total para almacenamiento del núcleo absorbente (28).
16. 16. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con la reivindicación 15,

    caracterizado además porque

    dicho material para último almacenamiento de líquidos proporciona al menos el 90% de la capacidad última total para almacenamiento del núcleo absorbente (28).
17. 17. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con las reivindicaciones 15 ó 16,

    caracterizado además porque

    dicho material para último almacenamiento de líquidos comprende polímeros superabsorbentes.
18. 18. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con las reivindicaciones 15 ó 16,

    caracterizado además porque

    dicho material para último almacenamiento de líquidos no comprende polímeros superabsorbentes.
19. 19. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con las reivindicaciones 15 ó 16,

    caracterizado además porque dicho material para último almacenamiento de líquidos comprende un material de espuma absorbente de células abiertas.
20. 20. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dichos materiales de espuma absorbente se obtienen de una emulsión de agua en aceite de elevada fase interna.
21. 21. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque al menos el 50% de la superficie de dicha región de entrepierna no contiene esencialmente capacidad última para almacenamiento.
22. 22. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque menos del 50% de dicha capacidad última para almacenamiento está situada hacia delante de la zona de entrepierna en la mitad delantera del artículo, y más del 50% de dicha capacidad última para almacenamiento está situada en la mitad trasera del artículo.
23. 23. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con la reivindicación 22, en el que menos del 33% de dicha capacidad última para almacenamiento está situada hacia delante de la zona de entrepierna en la mitad delantera del artículo, y más del 67% de dicha capacidad última para almacenamiento está situado en la mitad trasera del artículo.
24. 24. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque tiene en dicha región de entrepierna una capacidad de recepción posterior de colágeno rehúmedo de menos de 180 mg.
25. 25. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha región de entrepierna comprende un material que tiene un flujo a 12,4 cm de más de 0,075 g/cm^{2}/seg.
26. 26. Un artículo absorbente (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha región de entrepierna comprende un material obtenible por un tratamiento posterior a la formación de una banda tendida en húmedo y aglutinada químicamente que comprende fibras celulósicas rigidizadas, fibras de tipo eucalipto y resina química aglomerante.