ES2227685T3 - Componentes absorbentes capaces de mantener la velocidad de adquisicion despues de absorber multiples descargas de fluidos corporales acuosos. - Google Patents

Componentes absorbentes capaces de mantener la velocidad de adquisicion despues de absorber multiples descargas de fluidos corporales acuosos.

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ES2227685T3
ES2227685T3 ES97917505T ES97917505T ES2227685T3 ES 2227685 T3 ES2227685 T3 ES 2227685T3 ES 97917505 T ES97917505 T ES 97917505T ES 97917505 T ES97917505 T ES 97917505T ES 2227685 T3 ES2227685 T3 ES 2227685T3
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ES
Spain
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fluid
absorbent
acquisition
fluids
component
Prior art date
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ES97917505T
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Glen Ray Lash
Fumito Furukawa
John Joseph Litchholt
Ebrahim Rezai
Mattias Schmidt
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Procter and Gamble Co
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Abstract

EN UN ASPECTO, LA INVENCION SE REFIERE A ARTICULOS ABSORBENTES (10) QUE MANTIENEN E INCREMENTAN LAS VELOCIDADES DE LOS FLUIDOS CUANDO SE EXPONEN A CARGAS DE FLUIDOS SUCESIVAS. SE DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA MEDIR LAS VELOCIDADES DE ADQUISICION DEL FLUIDO. EN OTRO ASPECTO, LA INVENCION SE REFIERE A UN ARTICULO ABSORBENTE (10) UTIL PARA ABSORBER FLUIDOS CORPORALES ACUOSO QUE COMPRENDE: A) UNA LAMINA SUPERIOR PERMEABLE AL FLUIDO (12); B) UNA LAMINA DE RESPALDO (14); Y C) UN NUCLEO ABSORBENTE (18) SITUADO ENTRE LA LAMINA SUPERIOR Y LA LAMINA DE RESPALDO. EL NUCLEO ABSORBENTE COMPRENDE: 1) AL MENOS UN COMPONENTE SUPERIOR DE ALMACENAMIENTO DEL FLUIDO (34, 36) CAPAZ DE EXPANDIRSE EN LA DIRECCION (Z) CUANDO SE PONE EN CONTACTO CON FLUIDOS CORPORALES ACUOSOS, EL COMPONENTE SUPERIOR DE ALMACENAMIENTO DEL FLUIDO ESTA EN COMUNICACION DIRECTA CON LA LAMINA SUPERIOR Y FORMA AL MENOS PARCIALMENTE UNA ZONA DE ADQUISICION DE FLUIDO (38); 2) UNA ZONA DE ADQUISICION DEL FLUIDO (38) CAPAZ DE RECIBIR FLUIDOS CORPORALES ACUOSOS, LA ZONA DE ADQUISICION DEL FLUIDO ESTA RODEADA AL MENOS PARCIALMENTE POR EL COMPONENTE SUPERIOR DE ALMACENAMIENTO DEL FLUIDO Y SE SITUA AL MENOS PARCIALMENTE POR DEBAJO DE LA REGION DE DESCARGA DEL FLUIDO DEL NUCLEO ABSORBENTE; 3) UN COMPONENTE DE ADQUISICION/DISTRIBUCION DEL FLUIDO (42) CAPAZ DE ADQUIRIR Y TRANSPORTAR FLUIDOS CORPORALES ACUOSOS, AL MENOS UNA PARTE DE ESTE COMPONENTE DE ADQUISICION/DISTRIBUCION DEL FLUIDO SE SITUA POR DEBAJO Y EN COMUNICACION CON EL COMPONENTE DE ALMACENAMIENTO DEL FLUIDO, Y AL MENOS UNA PARTE DEL COMPONENTE DE ADQUISICION/DISTRIBUCION DEL FLUIDO SE SITUA POR DEBAJO Y EN COMUNICACION CON LA ZONA DE ADQUISICION DEL FLUIDO DEL NUCLEO ABSORBENTE; Y 4) PREFERIBLEMENTE AL MENOS UN COMPONENTE INFERIOR DE ALMACENAMIENTO DEL FLUIDO (60) SITUADO DEBAJO DEL COMPONENTE DE ADQUISICION/DISTRIBUCION DEL FLUIDO Y EN COMUNICACION CON EL MISMO, AL MENOS UNA PARTE DE ESTE COMPONENTE INFERIOR DE ALMACENAMIENTO SE SITUA DEBAJO DE LA ZONA DE ADQUISICION DEL FLUIDO.

Description

Componentes absorbentes capaces de mantener la velocidad de adquisición después de absorber múltiples descargas de fluidos corporales acuosos.
Campo técnico
Esta Solicitud se refiere a artículos absorbentes tales como pañales, almohadillas de incontinencia para adultos, compresas sanitarias, y similares, capaces de manejar múltiples descargas de fluidos corporales acuosos. La Solicitud se refiere particularmente a artículos que comprenden un núcleo absorbente que tiene la capacidad de mantener la velocidad de adquisición. El núcleo absorbente ofrece un mantenimiento de las velocidades de adquisición al proporcionar una zona de adquisición formada por el hinchamiento de un material de almacenamiento de fluidos localizado en comunicación fluida directa con la lámina superior del artículo.
Antecedentes de la invención
El desarrollo de miembros muy absorbentes para uso como pañales desechables, almohadillas y calzones para la incontinencia de adultos, y productos catameniales tales como compresas sanitarias, es el objeto de sustancial interés comercial. Una característica muy deseada en dichos productos es el grosor. Por ejemplo, los pañales más finos son menos voluminosos de usar, se ajustan mejor bajo la ropa, y se notan menos. También son más compactos en el envase, lo cual hace que los pañales sean más fáciles de llevar y almacenar por el consumidor. La compacidad en el envase también da como resultado costes de distribución reducidos al fabricante y al distribuidor, incluyendo menos espacio en los anaqueles, requerido en la tienda, por unidad de pañal.
La capacidad para proporcionar artículos absorbentes más delgados, tales como pañales, ha dependido de la capacidad para desarrollar núcleos o estructuras absorbentes relativamente delgados que puedan captar y almacenar grandes cantidades de fluidos corporales descargados, en particular, orina. A este respecto, el uso de ciertos polímeros absorbentes, denominados a menudo "hidrogeles", "superabsorbentes" o material "hidrocoloide", ha sido particularmente importante. Véanse, por ejemplo, la patente de EE.UU. 3.699.103 (Harper et al.), expedida el 13 de junio de 1972, y la patente de EE.UU. 3.670.731 (Harmon), expedida el 20 de junio de 1972, que describen el uso de tales polímeros absorbentes (en lo sucesivo "polímeros absorbentes formadores de hidrogeles") en artículos absorbentes. De hecho, el desarrollo de pañales más delgados ha sido la consecuencia directa de núcleos absorbentes más delgados que aprovechan la capacidad de estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles para absorber grandes cantidades de fluidos corporales acuosos descargados, típicamente cuando se usan en combinación con una matriz fibrosa. Véanse, por ejemplo, la patente de EE.UU. 4.673.402 (Weisman et al.), expedida el 16 de junio de 1987, y la patente de EE.UU. 4.935.022 (Lash et al.), expedida el 19 de junio de 1990, que describen estructuras de núcleo de doble capa que comprenden una matriz fibrosa y polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, útiles para formar pañales delgados, compactos y no voluminosos.
Antes del uso de estos polímeros formadores de hidrogeles, la práctica habitual era formar estructuras absorbentes, tales como aquellas adecuadas para uso en pañales de niños, enteramente a partir de fibras desmenuzadas de pasta maderera. Dada la cantidad relativamente pequeña de fluido absorbido por la fibra desmenuzada de pasta maderera, en un gramo de fluido absorbido por gramo de fibra desmenuzada de pasta maderera, fue necesario emplear cantidades relativamente grandes de fibra desmenuzada de pasta maderera, necesitando de este modo el uso de estructuras absorbentes gruesas, relativamente voluminosas. La introducción de estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, en tales estructuras, ha permitido el uso de menos fibra desmenuzada de pasta maderera. Estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles son superiores a la fibra desmenuzada por su capacidad para absorber grandes volúmenes de fluidos corporales acuosos, tales como orina (es decir, al menos alrededor de 15 g/g), haciendo factibles de este modo estructuras absorbentes más pequeñas y más delgadas.
Las estructuras absorbentes anteriores han estado constituidas generalmente por cantidades relativamente bajas (por ejemplo, menos de aproximadamente 50% en peso) de estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. 4.834.735 (Alemany et al.), expedida el 30 de mayo de 1989 (preferiblemente de aproximadamente 9 hasta aproximadamente 50% de polímero absorbente formador de hidrogeles en la matriz fibrosa). Existen varias razones para esto. Los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, empleados en las estructuras absorbentes anteriores, no tenían generalmente una velocidad de absorción que les permitieran absorber rápidamente fluidos corporales, especialmente en situaciones de "flujo copioso y repentino". Esto ha necesitado la inclusión de fibras, típicamente fibras de pasta de madera, para servir como depósitos temporales con el fin de mantener los fluidos descargados hasta que son absorbidos por el polímero absorbente formador de hidrogeles.
Más importantemente, muchos de los polímeros absorbentes conocidos formadores de hidrogeles exhiben un bloqueo del gel. El "bloqueo del gel" se produce cuando las partículas del polímero absorbente formador de hidrogeles se humedecen y las partículas se hinchan de manera que inhiben la transmisión del fluido a otras regiones de la estructura absorbente. Por ello, la humectación de estas otras regiones del miembro absorbente se produce mediante un proceso de difusión muy lento. En términos prácticos, esto significa que la adquisición de fluidos por la estructura absorbente es mucho más lenta que la velocidad a la cual los fluidos son descargados, especialmente en situaciones extremas. La fuga del artículo absorbente puede tener lugar bastante antes de que las partículas del polímero absorbente formador de hidrogeles, en el miembro absorbente, estén completamente saturadas, o antes de que el fluido pueda difundir o pueda ser transportado por efecto mecha, más allá de las partículas de "bloqueo", al resto del miembro absorbente. El bloqueo del gel puede ser un problema particularmente grave si las partículas de polímero absorbente formador de hidrogeles no tienen la resistencia del gel adecuada y se deforman o se dispersan bajo esfuerzo una vez que las partículas se hinchan con fluido absorbido. Véase la patente de EE.UU. 4.834.735 (Alemany et al.), expedida el 30 de mayo de 1989.
Este fenómeno de bloqueo del gel ha precisado típicamente del uso de una matriz fibrosa en la cual se dispersen las partículas del polímero absorbente formador de hidrogeles. Esta matriz fibrosa mantiene a las partículas del polímero absorbente formador de hidrogeles separadas unas de otras. Igualmente, esta matriz fibrosa proporciona una estructura capilar que permite al fluido alcanzar el polímero absorbente formador de hidrogeles localizado en regiones alejadas del punto de descarga del fluido inicial. Véase la patente de EE.UU. 4.834.735 (Alemany et al.), expedida el 30 de mayo de 1989. Sin embargo, la dispersión del polímero absorbente formador de hidrogeles en una matriz fibrosa, a concentraciones relativamente bajas, con el fin de minimizar o evitar el bloqueo del gel, puede reducir la capacidad de almacenamiento global de fluido de estructuras absorbentes más delgadas. También, los núcleos absorbentes que comprenden polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, dispersados uniformemente por toda la matriz fibrosa, típicamente no tendrán la capacidad para adquirir y distribuir rápidamente fluidos durante situaciones de "flujo copioso y repentino", o cuando el núcleo se ha saturado con descargas previas de fluidos
corporales.
La necesidad de adquirir y distribuir rápidamente fluidos corporales descargados ha conducido al desarrollo de estructuras de núcleos de capas dobles señaladas anteriormente. Estas estructuras de núcleos de capas dobles comprenden básicamente: (1) una capa fibrosa superior adyacente a la lámina superior impermeable a fluidos que está sustancialmente libre de polímeros absorbentes que forman hidrogeles y que adquiere los fluidos descargados; y (2) una capa inferior que almacena este fluido adquirido, y es típicamente: (a) una matriz fibrosa que tiene polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, dispersados uniformemente en ella; o (b) una estructura en láminas en la que los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles están entre dos capas de tisú. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 4.673.402 (Weisman et al.), expedida el 16 de junio de 1987. Véanse también la patente de Estados Unidos 4.935.022 (Lash et al.), expedida el 19 de junio de 1990 y la patente de Estados Unidos 5.217.445 (Young et al.), expedida el 8 de junio de 1993, en las que, en esta capa superior, se usan ciertas fibras celulósicas trenzadas rizadas, químicamente rigidizadas, para proporcionar un mejor comportamiento de adquisición y distribución. Otra variación es "perfilar" el núcleo absorbente de forma que haya una zona de adquisición sustancialmente libre de polímeros absorbentes formadores de hidrogeles en el área de descarga de fluidos, y una zona de almacenamiento que tenga dispersados en ella a los polímeros absorbentes formadores de hidrógeles que esté en comunicación fluida con la zona de adquisición. Véanse la patente de Estados Unidos 4.834.735 (Alemany et al.), expedida el 30 de mayo de 1989, y la patente de Estados Unidos 5.047.023 (Berg), expedida el 10 de septiembre de
1991.
En las publicaciones PCT WO 93/03699 y WO 92/11830 se describen artículos que tienen una abertura de adquisición que puede estar rodeada por materiales para el almacenamiento de líquidos, tales como un material de espuma absorbente y mezclas de superabsorbente/material desmenuzado.
Incluso con las mejoras de manejo de los fluidos proporcionadas por estos diseños absorbentes de la técnica anterior, se ha encontrado que la capacidad para adquirir rápidamente fluido disminuye a medida que el núcleo absorbente se satura con fluidos corporales acuosos. Esto es, los artículos absorbentes anteriores muestran menores velocidades de adquisición como resultado de cada una de las cargas sucesivas de fluido. Esto ocurre debido a que los espacios vacíos entre las fibras y los polímeros absorbentes formadores de hidrógeles, en el núcleo absorbente, se llenan parcialmente con fluido durante la primera "descarga copiosa y repentina", y por lo tanto no pueden aceptar rápidamente el volumen necesario de fluido durante "descargas copiosas" subsiguientes. Además, el riesgo de fuga aumenta a medida que disminuye la velocidad de adquisición.
Otro problema que puede ocurrir con algunos diseños de núcleos absorbentes anteriores es un fenómeno denominado como "rehumectación". La rehumectación ocurre cuando existe fluido adquirido que se mueve libremente y está disponible en esa porción del núcleo absorbente adyacente a la lámina superior. Esto se experimenta típicamente a medida que el núcleo absorbente se satura con fluido adquirido. Con la presión mecánica por parte del usuario del artículo, este fluido móvil es bombeado hacia fuera del núcleo absorbente y hacia arriba a través de la lámina superior. Como resultado, la lámina superior se "rehumedece" con este fluido bombeado, de forma que no hay una sequedad adecuada de la lámina superior.
En consecuencia, sería deseable proporcionar un artículo absorbente que pueda mantener o aumentar las velocidades de adquisición con las descargas copiosas sucesivas de fluidos. También sería deseable proporcionar un artículo absorbente que: (1) tenga un material absorbente, capaz de hincharse al absorber el fluido corporal descargado, para formar una zona de adquisición de fluidos, en el núcleo absorbente para una capacidad total de fluido y delgadez deseadas; (2) sea capaz de adquirir rápidamente el fluido descargado durante situaciones de "descarga copiosa", incluso cuando el núcleo se ha saturado en el área de carga con descargas previas de fluidos; y (3) preferiblemente minimice la rehumectación de la lámina superior.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a un artículo absorbente útil para absorber fluidos acuosos corporales descargados, que comprende: A) una lámina superior impermeable a fluidos; B) una lámina posterior; y C) un núcleo absorbente situado entre la lámina superior y la lámina posterior, comprendiendo el núcleo absorbente:
(1) al menos un componente superior de almacenamiento de fluidos, capaz de expandirse en la dirección Z cuando se pone en contacto con fluidos corporales acuosos para formar una zona de adquisición de fluidos, estando dicho al menos un componente superior de almacenamiento de fluidos en comunicación fluida directa con la lámina superior;
(2) una zona de adquisición de fluidos capaz de recibir fluidos corporales acuosos, estando dicha zona de adquisición de fluidos rodeada al menos parcialmente por dicho al menos un componente superior de almacenamiento de fluidos, y estando disutada al menos parcialmente por debajo de la región de descarga de fluidos del núcleo absorbente;
(3) un componente de adquisición/distribución de fluidos capaz de adquirir y transportar fluidos corporales acuosos, estando al menos una porción de este componente de adquisición/distribución de fluidos situada por debajo y en comunicación fluida con dicho al menos un componente de almacenamiento de fluidos, y estando al menos una porción del componente de adquisición/distribución de fluidos situada por debajo y en comunicación fluida con la zona de adquisición de fluidos del núcleo absorbente; y
(4) al menos un componente inferior de almacenamiento de fluidos, situado por debajo del componente de adquisición/distribución de fluidos y en comunicación fluida con el mismo, estando al menos una porción de este componente inferior de almacenamiento situada por debajo de la zona de adquisición de fluidos.
En otro aspecto, la presente invención se refiere a artículos absorbentes que mantienen o aumentan las velocidades de adquisición de fluidos después de haber sido sometidos a cargas adicionales de fluidos.
Ciertos artículos absorbentes de la presente invención tienen una capacidad mejorada para adquirir, distribuir y almacenar rápidamente fluidos corporales descargados, debido a la presencia de: (1) la zona de adquisición de fluidos en la región de descarga de fluidos del núcleo absorbente; (2) el componente de adquisición/distribución de fluidos que está próximo a esta zona de adquisición; y (3) la proximidad del componente superior de almacenamiento de fluidos a la lámina superior del artículo. Esto es especialmente importante durante situaciones de "descarga copiosa y abundante", o cuando las porciones del núcleo absorbente se saturan con múltiples descargas anteriores de tales fluidos. Los artículos absorbentes de la presente invención también minimizan la rehumectación de la lámina superior, particularmente aquellos artículos preferidos que tienen el componente de almacenamiento adyacente a la lámina superior. Esto proporciona una buena sequedad de la piel para el usuario del artículo.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en planta superior de un artículo absorbente según la presente invención, en la que la lámina superior es transparente para mostrar más claramente el núcleo absorbente.
La Figura 2 es una vista en sección transversal siguiendo la línea 2-2 de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en sección transversal de un artículo absorbente que muestra un núcleo absorbente alternativo según la presente invención.
La Figura 4 es una vista en sección transversal de un artículo absorbente que muestra otro núcleo absorbente alternativo según la presente invención.
La Figura 5 es una vista en sección transversal de un artículo absorbente que muestra otro núcleo absorbente alternativo según la presente invención.
La Figura 6 es una vista en sección transversal de un artículo absorbente que muestra aún otro núcleo absorbente alternativo según la presente invención.
La Figura 7 es una vista esquemática del aparato para realizar ensayos de velocidades de adquisición expuestos en la sección de Método de Ensayo.
Descripción detallada de la invención A. Definiciones
En la presente memoria, la expresión "fluidos corporales acuosos" incluye, por ejemplo, orina, menstruos y descargas vaginales.
Como se usa en esta memoria, "comunicación directa" significa que el fluido se puede transferir fácilmente entre dos componentes del artículo absorbente (por ejemplo, entre la lámina superior y el componente de almacenamiento de la parte superior) sin acumulación, transporte o restricción sustancial por una capa interpuesta. Por ejemplo, puede haber tejidos, bandas no tejidas, adhesivos de construcción, y similares, entre la lámina superior y el componente de almacenamiento de la parte superior, a la vez que se mantiene una "comunicación directa", en tanto que no acumulen (almacenen), transporten (ejerzan un efecto mecha), o restrinjan sustancialmente el fluido a medida que pasa desde la lámina superior hasta la capa de almacenamiento.
Como se usa en esta memoria, la expresión "dimensión Z" hace referencia a la dimensión ortogonal a la longitud y anchura del miembro, núcleo o artículo. La dimensión Z corresponde habitualmente al grosor del miembro, núcleo o artículo.
Como se usa en esta memoria, la expresión "dimensión X-Y" hace referencia al plano ortogonal al grosor del miembro, núcleo o artículo. Las dimensiones X e Y corresponden habitualmente a la longitud y anchura, respectivamente, del miembro, núcleo o artículo.
En la presente memoria, la expresión "núcleo absorbente" se refiere al componente del artículo absorbente que es el responsable principal de las propiedades de manejo de fluidos del artículo, incluidas la captación, el transporte, la distribución y el almacenamiento de fluidos corporales acuosos. Como tal, el núcleo absorbente típicamente no incluye la lámina superior ni la lámina posterior del artículo absorbente.
Como se usa en esta memoria, el término "carga" o "flujo copioso y abundante" se refiere generalmente a una descarga o deposición de orina que se produciría típicamente durante el uso. El término carga también se puede referir a la cantidad total de líquido contenido en un artículo absorbente, pero se refiere típicamente a una descarga de fluido.
Como se usa en esta memoria, el término "capa" hace referencia a un miembro absorbente cuya dimensión principal es X-Y, es decir, a lo largo de su longitud y anchura. Se debe entender que el término "capa" no está limitado necesariamente a capas u láminas individuales de material. Por consiguiente, la capa puede comprender estratificados o combinaciones de varias láminas o bandas del tipo preciso de materiales. En consecuencia, el término "capa" incluye los términos "capas" y "en capas".
Como se usa en esta memoria, la expresión "mantener las velocidades de adquisición de fluidos" significa que estadísticamente las velocidades de adquisición de fluido, para cargas sucesivas de fluido, no son significativamente diferentes.
Como se usa en esta memoria, la expresión "aumentar las velocidades de adquisición de fluidos" significa que estadísticamente la velocidad de adquisición de fluidos, para cada una de las cargas sucesivas de fluidos, es significativamente mayor que la carga de fluido anterior.
Para los fines de esta invención, se debe entender también que el término "superior" hace referencia a componentes del núcleo absorbente, tales como capas, que están más cerca del usuario del artículo absorbente, y están típicamente más cerca de la lámina superior de un artículo absorbente; por el contrario, el término "inferior" hace referencia a componentes del núcleo absorbente que están más alejados del usuario del artículo absorbente, y están típicamente más cerca de la lámina posterior.
Tal como se usa aquí, la expresión "que comprende" significa que se pueden emplear conjuntamente diversos componentes, etapas y elementos similares, de acuerdo con la presente invención. En consecuencia, el término "que comprende" abarca los términos más restrictivos "que consiste esencialmente en" y "que consiste en", teniendo estos últimos términos más restrictivos su significado estándar conocido en la técnica.
Todos los porcentajes, relaciones y proporciones usados en esta memoria están calculados en peso, a menos que se especifique de otro modo.
B. Comportamiento del artículo absorbente
Con respecto a los artículos preferidos de la presente invención, se ha descubierto la capacidad para superar la relación inversa entre el nivel de carga del fluido (g o ml de fluido) y la velocidad de adquisición de fluidos (ml/s), previamente aceptada como la norma para los artículos absorbentes. De este modo, en un aspecto, la presente invención se refiere a un artículo absorbente que, además de ser relativamente delgado, muestra la capacidad para mantener la velocidad de adquisición de fluidos para cada dos cargas sucesivas de fluido. En otro aspecto, la invención se refiere a un artículo absorbente que muestra la capacidad para aumentar la velocidad de adquisición de fluidos para cada una de dos cargas sucesivas de fluido. Preferiblemente, los artículos mostrarán un mantenimiento o un aumento de las velocidades de adquisición de fluidos para cada una de tres cargas sucesivas de fluido, más preferiblemente para cada una de cuatro cargas sucesivas de fluido.
La capacidad de un artículo absorbente para cumplir estos criterios se mide según se describe con detalle en la sección de Métodos de Ensayo, usando un aparato para el Ensayo de la Adquisición, tal como el mostrado en la Figura 7. De forma breve, las velocidades de adquisición de fluidos para un artículo absorbente dado se determinan para cada de cuatro cargas sucesivas de 50 ml por carga, suministrándose cada carga a una velocidad constante de alrededor de 10 ml/s de orina sintética, con un período de nivelación de 5 minutos entre cada carga. Los artículos de la presente invención muestran una conservación o un aumento de las velocidades de adquisición de fluidos a medida que aumenta el número de cargas.
Con respecto a aquellos artículos que muestran una conservación de las velocidades de adquisición de fluidos durante al menos dos cargas sucesivas, se requiere que estos artículos (incluyendo la lámina superior, la lámina posterior y el núcleo absorbente, pero excluyendo la cinta adhesiva, la pernera u otros componentes opcionales) tengan un grosor, en estado seco, de más de alrededor de 12,5 mm, preferiblemente no más de alrededor de 6,3 mm, más preferiblemente no más de alrededor de 6,1 mm. El grosor del artículo se mide sin aplicar presión. Aunque no es un requisito, con respecto a aquellos artículos de la presente invención que muestran mayores velocidades de adquisición de fluidos durante al menos dos, tres o cuatro cargas sucesivas, se prefiere que estos artículos absorbentes también satisfagan los requisitos de grosor anteriores.
Además de mostrar una conservación/aumento de las velocidades de adquisición de fluidos para cargas sucesivas de fluidos, los artículos absorbentes preferidos adquieren fluido a una velocidad de al menos alrededor de 2 ml/s para los primeros 50 ml de carga, más preferiblemente al menos alrededor de 5 ml/s. Aunque esto no es un criterio que se deba satisfacer por estos artículos, el cumplimiento de este criterio probablemente dará como resultado un artículo que es útil para el fin al que se destina.
C. Componentes del núcleo absorbente
A continuación se describen los componentes del núcleo ejemplares, útiles para lograr un comportamiento de adquisición mejorado.
I. Componentes del almacenamiento de fluidos
Los componentes del almacenamiento de fluidos, útiles en la presente invención, incluyen materiales que son capaces de absorber grandes cantidades de fluidos corporales acuosos, con o sin otros componentes opcionales, tales como fibras, material termoplástico, etc., y son capaces de hincharse en la dirección Z, al embeber fluido, para formar una zona de adquisición de fluidos. Los materiales capaces de comportarse como el componente o componentes de almacenamiento de fluidos incluyen materiales de polímeros absorbentes, sustancialmente insolubles en agua, hinchables en agua, denominados habitualmente como "hidrogeles", "hidrocoloides" o materiales "superabsorbentes" (para los fines de la presente invención, estos materiales se denominan colectivamente como "polímeros absorbentes formadores de hidrogeles"), y materiales de espumas de celdas abiertas, que permanecen en un estado colapsado (es decir, no expandido) hasta que entran en contacto con fluidos corporales acuosos.
Un función principal de estos componentes de almacenamiento de fluidos es absorber los fluidos corporales descargados, bien directamente o bien a partir de otros componentes del núcleo absorbente (por ejemplo, el componente de adquisición/distribución de fluidos), y entonces retener tales fluidos, incluso cuando se someten a presiones encontradas normalmente como resultado de los movimientos del usuario. Otra función importante es la capacidad del componente o componentes de almacenamiento a hincharse para formar la zona de adquisición de fluidos. (Deberá entenderse que el componente o componentes de almacenamiento de fluidos pueden servir para funciones distintas de las del almacenamiento de fluidos y de la formación de una zona de adquisición de fluidos, tales como para mejora el ajuste al cuerpo).
Independientemente del material usado, se prefiere que el componente de almacenamiento superior sea capaz de expandirse en la dirección Z, desde el estado seco, comprimido, en al menos un 100% cuando está completamente saturado. Tal expansión en la dirección Z aumentará efectivamente el volumen de la zona de adquisición de fluidos. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que la anchura y la longitud de la zona de adquisición de fluidos también es importante para el volumen global, y los materiales que no se hinchan bien en la dirección Z, en un 100%, pueden ser todavía útiles en la presente memoria descriptiva.
a. Polímeros absorbentes formadores de hidrogeles
Cundo se usan polímeros de hidrogeles, un aspecto importante de estos componentes de almacenamiento de fluidos según la presente invención es que contienen una concentración relativamente elevada de polímeros absorbentes. A fin de proporcionar artículos absorbentes relativamente delgados, capaces de absorber y retener grandes cantidades de fluidos corporales, es deseable aumentar el nivel de estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, y reducir el nivel de otros componentes, en particular de componentes fibrosos. Para medir la concentración de polímero absorbente formador de hidrogeles, se usa el porcentaje en peso del polímero formador de hidrogeles con relación al peso combinado de polímero formador de hidrogeles y de cualesquiera otros componentes (por ejemplo, fibras, material termoplástico, etc.) que están presentes en el componente de almacenamiento de fluidos. Teniendo esto en cuenta, la concentración de los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, en un componente dado de almacenamiento de fluidos según la presente invención, puede estar en el intervalo de alrededor de 50 hasta 100%, preferiblemente de alrededor de 60 hasta 100%, más preferiblemente de alrededor de 70 hasta 100%, y lo más preferible de alrededor de 80 hasta 100% en peso del componente de almacenamiento.
En los componentes de almacenamiento de fluido de la presente invención se puede usar una variedad de polímeros absorbentes formadores de hidrogeles. Estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles tienen una pluralidad de grupos funcionales aniónicos, tales como ácido sulfónico, y, más típicamente, grupos carboxi. Ejemplos de polímeros absorbentes, apropiados para uso en este documento, incluyen los que se preparan a partir de monómeros polimerizables, insaturados, que contienen ácido, incluyendo los ácidos y anhídridos olefínicamente insaturados que contienen al menos un doble enlace olefínico de carbono a carbono. Más concretamente, estos monómeros se pueden seleccionar de ácidos carboxílicos y anhídridos de ácido olefínicamente insaturados, ácidos sulfónicos olefínicamente insaturados, y mezclas de los mismos. Véase la patente de los Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994 (incorporada aquí como referencia), que describe polímeros absorbentes adecuados y su
preparación.
Los polímeros absorbentes preferidos, formadores de hidrogeles, para uso en la presente invención, contienen grupos carboxi. Estos polímeros incluyen copolímeros de injerto hidrolizados de almidón y acrilonitrilo, copolímeros de injerto parcialmente neutralizados de almidón y acrilonitrilo, copolímeros de injerto de almidón y ácido acrílico, copolímeros de injerto parcialmente neutralizados de almidón y ácido acrílico, copolímeros saponificados de acetato de vinilo y éster acrílico, copolímeros hidrolizados de acrilonitrilo o acrilamida, polímeros de red ligeramente reticulada de cualquiera de los copolímeros anteriores, poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado y polímeros de red ligeramente reticulada de poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado. Estos polímeros pueden ser utilizados ya sea solos o en la forma de una mezcla de dos o más polímeros diferentes. Ejemplos de estos materiales polímeros se describen en la patente de Estados Unidos 3.661.875, en la patente de Estados Unidos 4.076.663, en la patente de Estados Unidos 4.093.776, en la patente de Estados Unidos 4.666.983, y en la patente de Estados Unidos 4.734.478.
Los polímeros absorbentes más preferidos, formadores de hidrogeles, para uso en la presente invención, son polímeros de red ligeramente reticulada de poli(ácidos acrílicos) parcialmente neutralizados y derivados de almidón de los mismos. Lo más preferible, los polímeros absorbentes comprenden de alrededor de 50 a alrededor de 95%, preferiblemente de alrededor de 75%, de poli(ácido acrílico) neutralizado, de red ligeramente reticulada (es decir, poli(acrilato de sodio/ácido acrílico)). En la patente de Estados Unidos 4.076.663, anteriormente citada, se describen con más detalle procedimientos para la reticulación en red de los polímeros y los agentes de reticulación de red
típicos.
Los polímeros absorbentes formadores de hidrogeles se pueden formar de cualquier manera convencional. Métodos preferidos para formar estos polímeros absorbentes son los que implican métodos de polimerización en disolución acuosa o en otras disoluciones. Véase, por ejemplo, la patente reexpedida de Estados Unidos 32.649 (Brandt et al.), nuevamente concedida el 19 de abril de 1988. Aunque se prefiere que los polímeros absorbentes se fabriquen usando un procedimiento de polimerización en disolución acuosa, también es posible realizar el procedimiento de polimerización usando técnica de tratamiento de polimerización de múltiples fases, tales como los procedimientos de polimerización de emulsión inversa o de polimerización en suspensión inversa. Véanse la patente de Estados Unidos 4.340.706 (Obaysashi et al.), expedida el 20 de julio de 1982, la patente de Estados Unidos 4.506.052 (Flesher et al.), expedida el 19 de marzo de 1985, y la patente de Estados Unidos 4.735.987 (Morita et al.), expedida el 5 de abril de 1988, todas la cuales se incorporan como referencia, para procedimientos que implican la polimerización en suspensión inversa. Estos polímeros absorbentes se pueden sintetizar o se pueden obtener en una variedad de formas y tamaños, incluyendo fibras, gránulos, copos, o materiales pulverulentos. Sin embargo, estos polímeros absorbentes se suministran lo más habitualmente como partículas absorbentes o material en partículas.
Una clase preferida de polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, útiles en la presente invención, es la que presenta una elevada capacidad de absorción. La capacidad de absorción se refiere a la capacidad de un material polímero dado para absorber líquidos con los que se pone en contacto. La capacidad de absorción puede variar significativamente con la naturaleza del líquido que está siendo absorbido, y con la manera en la que el líquido se pone en contacto con el material polímero. Para los fines de esta invención, la Capacidad de Absorción se define en términos de la cantidad de Orina Sintética absorbida por cualquier material polímero dado en términos de gramos de Orina Sintética por gramo de material polímero en un procedimiento definido en la sección Métodos de Ensayo de la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994. Los polímeros absorbentes preferidos, que tienen una elevada capacidad de absorción, son aquellos que tienen una Capacidad de Absorción de al menos alrededor de 20 gramos, más preferiblemente al menos alrededor de 25 gramos, de Orina Sintética por gramo de material polímero. Típicamente, estos polímeros absorbentes tienen una Capacidad de Absorción de alrededor de 20 hasta alrededor de 70 gramos de Orina Sintética por gramo de material polímero. Los polímeros absorbentes que tienen esta característica capacidad de absorción relativamente elevada son especialmente útiles en componentes de almacenamiento de fluidos de la presente invención, ya que pueden retener cantidades deseablemente elevadas de exudaciones corporales descargadas, tales como orina.
Otra clase preferida de polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, útiles en la presente invención, es la que tiene valores relativamente elevados de Conductividad de Flujo Salina (SFC, del inglés Saline Flow Conductivity), y una capacidad relativamente elevada de Comportamiento Bajo Presión (PUP, del inglés Performance Under Pressure). Véase la solicitud US-A-5.599.335 (Goldman et al.), en la que se definen los valores de SFC y la capacidad de PUP, y se proporcionan métodos para medir estos parámetros. Los polímeros absorbentes útiles en la presente invención pueden tener valores de SFC de al menos alrededor de 30 x 10^{-7} cm^{3}seg/g, preferiblemente al menos alrededor de 50 x 10^{-7} cm^{3}seg/g, y lo más preferible al menos alrededor de 100 x 10^{-7} cm^{3}seg/g. Típicamente, estos valores de SFC están en el intervalo de alrededor de 30 hasta alrededor de 1000 x 10^{-7} cm^{3}seg/g, más típicamente de alrededor de 50 hasta alrededor de 500 x 10^{-7} cm^{3}seg/g, y, lo más normal, de alrededor de 100 hasta alrededor de 350 x 10^{-7}cm^{3}seg/g. Los polímeros absorbentes útiles en la presente invención tienen generalmente una capacidad de PUP de al menos alrededor de 23 g/g, preferiblemente de al menos alrededor de 25 g/g, y, lo más preferible, de al menos alrededor de 29 g/g. Típicamente, estos valores de la capacidad de PUP están en el intervalo de alrededor de 23 hasta alrededor de 35 g/g, más típicamente de alrededor de 25 hasta alrededor de 33 g/g, y, lo más típico, de alrededor de 29 hasta alrededor de 33 g/g.
El procedimiento preferido para obtener polímeros absorbentes formadores de hidrogeles que tengan valores de SFC y capacidad de PUP relativamente elevados implica la reticulación de la superficie de los polímeros formados inicialmente. En la técnica se describen numerosos procedimientos para introducir reticulaciones de superficie. Estos incluyen aquellos en los que: (i) se aplica a la superficie del polímero absorbente formador de hidrogeles uno o más reactivos di- o polifuncionales (por ejemplo glicerol, 1,3-dioxolan-2-ona, iones metálicos polivalentes, aminas policuaternarias) capaces de reaccionar con grupos funcionales existentes dentro del polímero absorbente formador de hidrogeles; (ii) se aplica a la superficie (por ejemplo, la adición de monómero más reticulador y la iniciación de una segunda reacción de polimerización) un reactivo di- o polifuncional que sea capaz de reaccionar con otros reactivos añadidos y posiblemente con grupos funcionales existentes dentro del polímero absorbente formador de hidrogeles, de manera que se incremente el nivel de reticulación en la superficie; (iii) no se añaden reactivos polifuncionales adicionales, sino que se induce una o más reacciones adicionales entre los componentes existentes dentro del polímero absorbente formador de hidrogeles, ya sea durante o después del proceso de polimerización principal, de tal manera que se genere un nivel mayor de reticulación en o cerca de la superficie (por ejemplo, calentando para inducir la formación de retículas de anhídrido y/o ésteres entre los grupos de ácido carboxílico e/o hidroxilo existentes del polímero, y procedimientos de polimerización en suspensión en los que el reticulador está inherentemente presente en mayores niveles cerca de la superficie); y (iv) se añaden otros materiales a la superficie, de tal manera que induzca un mayor nivel de reticulación, o se reduzca de otro modo la deformabilidad superficial del hidrogel resultante. También se pueden emplear combinaciones de estos procedimientos de reticulación de superficie, ya sea simultáneamente o en secuencia. Además de los reactivos de reticulación, se pueden añadir otros componentes a la superficie, para ayudar/controlar la distribución de la reticulación (por ejemplo, la extensión y penetración de los reactivos de reticulación de superficie). Véase la solicitud US-A-5.599.335 (Goldman y otros).
Métodos generales adecuados para llevar a cabo la reticulación de superficie de polímeros absorbentes formadores de hidrogeles según la presente invención se describen en la patente de Estados Unidos 4.541.871 (Obayashi), expedida el 17 de septiembre de 1985, la solicitud PCT publicada WO92/16565 (Stanley), publicada el 1 de octubre de 1992, la solicitud PCT publicada WO90/08789 (Tai), publicada el 9 de agosto de 1990, la solicitud PCT publicada WO93/05080 (Stanley), publicada el 18 de marzo de 1993, la patente de Estados Unidos 4.824.901 (Alexander), expedida el 25 de abril de 1989, la patente de Estados Unidos 4.789.861 (Johnson), expedida el 17 de enero de 1989; la patente de Estados Unidos 4.587.308 (Makita), expedida el 6 de mayo de 1986, la patente de Estados Unidos 4.734.478 (Tsubakimoto), expedida el 29 de marzo de 1988, la patente de Estados Unidos 5.164.459 (Kimura et al.), expedida el 17 de noviembre de 1992, la solicitud de patente alemana publicada 4.020.780 (Dahmen), publicada el 29 de agosto de 1991, y la solicitud de patente europea publicada 509.708 (Gartner), publicada el 21 de octubre de 1992. Véase también la solicitud US-A-5.599.335 (Goldman y otros), en trámite junto con la presente, especialmente los Ejemplos 1 a 4.
Aunque estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles se forman preferiblemente a partir de los mismos monómeros, y tienen las mismas propiedades, éste no tiene porqué ser el caso. Por ejemplo, algunos polímeros absorbentes pueden comprender un copolímero de injerto de almidón con ácido acrílico, mientras que otros polímeros absorbentes pueden comprender un polímero de red ligeramente reticulada, de poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado. Además, los polímeros absorbentes pueden variar en tamaño, forma, capacidad absorbente, o cualquier otra propiedad o característica. En realizaciones preferidas de la presente invención, los polímeros absorbentes constan esencialmente de polímeros de red ligeramente reticulada, de poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado, teniendo cada partícula absorbente propiedades similares.
Un componente de almacenamiento de fluidos preferido según la presente invención, que tiene una concentración relativamente elevada de estos polímeros absorbentes formadores de hidrogeles, está en forma de macroestructuras porosas, absorbentes. Estas macroestructuras se forman a partir de una pluralidad de partículas de polímeros absorbentes formadores de hidrogeles. Estas macroestructuras son capaces de absorber grandes cantidades de fluidos corporales acuosos (por ejemplo, orina o menstruos) y después retener tales líquidos bajo presiones moderadas. Debido a que están formadas a partir de partículas, estas macroestructuras tienen poros entre partículas adyacentes. Estos poros están interconectados mediante canales de intercomunicación, de tal manera que la macroestructura es permeable a los fluidos (es decir, tiene canales de transporte capilares).
Debido a los enlaces formados entre las partículas, la macroestructuras de agregados resultantes tienen integridad estructural mejorada, mayores velocidades de adquisición y distribución de fluidos, y características de bloqueo mínimo de gel. Cuando se humedece con fluidos acuosos, la macroestructura se hincha en general isotrópicamente, incluso a presiones de confinamiento moderadas, absorbe tales fluidos en los poros entre las partículas, y después embebe tales fluidos en las partículas. El hinchamiento isotrópico de la macroestructura permite que las partículas y los poros mantengan sus relaciones de geometría y espacial relativas incluso cuando se hinchan. Así, las macroestructuras son relativamente "estables a los fluidos", ya que las partículas no se disocian unas de otras, con lo que se reduce al mínimo la incidencia del bloqueo de gel, y se permite que los canales capilares se mantengan y se alarguen cuando se hinchan, de manera que la macroestructura puede adquirir y transportar subsiguientes cargas de líquido, incluso de exceso de líquido. Véanse la patente de los Estados Unidos 5.102.597 (Roe et al.), expedida el 7 de abril de 1992, y la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994. Como se cita en este documento, estas macroestructuras de partículas interconectadas se denominan como "macroestructuras estables a fluidos" o "agregados estables a fluidos".
Aunque estas macroestructuras pueden tener numerosas formas y tamaños, normalmente están en forma de láminas, películas, cilindros, bloques, esferas, fibras, filamentos, u otros elementos conformados. Estas macroestructuras tendrán generalmente un grosor o diámetro comprendido entre alrededor de 0,2 mm y alrededor de 10,0 mm. Preferiblemente, estas macroestructuras están en forma de láminas o tiras. El término "láminas" o "tiras", como se utiliza aquí, describe macroestructuras que tienen un grosor de al menos alrededor de 0,2 mm. Las láminas o tiras tendrán preferiblemente un grosor comprendido entre alrededor de 0,5 mm y alrededor de 10 mm, normalmente de alrededor de 1 mm hasta alrededor de 3 mm.
Estas macroestructuras se forman uniendo o adhiriendo juntas a las partículas adyacentes. El agente adhesivo es esencialmente el material polímero que está presente en la superficie de estas partículas. Cuando estas partículas se tratan con un agente de reticulación y se asocian físicamente, el material polímero presente en la superficie de estas partículas es suficientemente plástico y coherente (por ejemplo, pegajoso) de forma que las partículas adyacentes se adhieren entre sí, típicamente como porciones enlazantes discretas entre las partículas. La reacción de reticulación entre las partículas consolida entonces esta estructura adherida.
En la preparación de estas macroestructuras, se usa un agente de reticulación para proporcionar reticulación en la superficie de las partículas precursoras absorbentes. Esto ocurre típicamente como consecuencia de que el agente de reticulación reacciona con el material polímero en estas partículas. Típicamente, el material polímero de las partículas precursoras absorbentes tiene grupos funcionales aniónicos, y preferiblemente carboxi, que forman un enlace covalente del tipo éster con el agente de reticulación. Estas partes de la partícula absorbente que han sido efectivamente reticuladas se hincharán menos en presencia de fluidos acuosos (cuerpo) con relación a otras partes reticuladas de la partícula.
Los agentes de reticulación apropiados para esta finalidad pueden ser no iónicos, y pueden poseer al menos dos grupos funcionales por molécula capaces de reaccionar con el grupo carboxi. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 5.102.597 (Roe et al.), expedida el 7 de abril de 1992, la cual describe una diversidad de agentes de reticulación no iónicos. El agente de reticulación no iónico particularmente preferido es glicerol. Un agente de reticulación preferido para uso en estas macroestructuras es un aducto de epiclorhidrina con ciertos tipos de aminas monómeras o polímeras. Véase la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994, que describe agentes de reticulación de aductos de amino-epiclorhidrina catiónicos apropiados. Estos aductos de amino-epiclorhidrina, y especialmente las versiones de resinas polímeras de estos aductos, son los agentes de reticulación preferidos debido a que reaccionan sólo con el material polímero en la superficie de las partículas precursoras. Además, se cree que los grupos funcionales catiónicos (por ejemplo, grupos azetedinio) de estos aductos, particularmente las versiones de resinas polímeras, reaccionan muy rápidamente con los grupos funcionales aniónicos, típicamente carboxi, del material polímero de las partículas absorbentes, incluso a la temperatura ambiente (por ejemplo, a temperaturas de alrededor de 18º hasta alrededor de 25ºC). Los más preferios son ciertas resinas de poliamida-poliamina-epiclorhidrina, particularmente las comercializadas por Hercules Inc con el nombre comercial Kymene®. Especialmente útiles son Kymene® 557H, Kymene® 557LX y Kymene® 557 Plus, que son los aductos de epiclorhidrina de poliamida-poliaminas que son los productos de reacción de dietilentriamina y ácido adípico. Se comercializan típicamente en forma de disoluciones acuosas del material de resina catiónica, que contiene de alrededor de 10% hasta alrededor de 33% en peso de la resina activa.
En la preparación de estas macroestructuras absorbentes porosas, las partículas absorbentes se tratan con un agente de reticulación, junto con cualesquiera otros componentes o agentes. Por ejemplo, normalmente se usa agua con el agente de reticulación para formar una disolución de tratamiento acuosa del mismo. El agua favorece la dispersión uniforme del agente de reticulación en la superficie de las partículas absorbentes, y origina la permeación del agente de reticulación en las regiones de la superficie de estas partículas. El agua favorece también una asociación física más fuerte entre las partículas precursoras tratadas, proporcionando una mayor integridad de los agregados reticulados enlazados entre las partículas. Véase la patente de Estados Unidos 5.102.597 (Roe y otros), expedida el 7 de abril de 1992 (agentes de reticulación no iónicos, tales como glicerol), y la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai y otros), expedida el 23 de junio de 1994 (agentes de reticulación de tipo aducto catiónico de amino-epiclorhidrina).
Se prefiere particularmente que la disolución de tratamiento incluya un plastificante, especialmente cuando se usan aductos catiónicos de amino-epiclorhidrina como agente de reticulación. El plastificante preferido es una mezcla de glicerol y agua, particularmente cuando se incluye como parte de una disolución de tratamiento acuosa del aducto catiónico de amino-epiclorhidrina, en una relación en peso de glicerol a agua de alrededor de 0,5:1 hasta alrededor de 2:1, preferiblemente de alrededor de 0,8:1 hasta alrededor de 1,7:1. Véase la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994. Antes, durante o después del tratamiento con el agente de reticulación, y con el plastificante opcional, las partículas se asocian físicamente para formar las macroestructuras de agregados. Un método y aparato preferidos para convertir continuamente las macroestructuras de agregados de la presente invención en láminas se describen en la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994 (agentes de reticulación de tipo aducto catiónico de amino-epiclorhidrina). Véase especialmente la figura 9 de esta patente y su descripción correspondiente.
Una vez que las partículas se han asociado físicamente entre sí para formar una macroestructura de agregados, el agente de reticulación se hace reaccionar con el material polímero de las partículas precursoras, mientras se mantiene la asociación física de las partículas, para proporcionar una reticulación efectiva de superficie en la macroestructura de los agregados. Véase la patente de Estados Unidos 5.102.597 (Roe et al.), expedida el 7 de abril de 1992 (agentes de reticulación no iónicos, tales como glicerol), y la patente de Estados Unidos 5.324.561 (Rezai et al.), expedida el 23 de junio de 1994 (agentes de reticulación de tipo aducto catiónico de amino-epiclorhidrina). Cuando se usan aductos de amino-epiclorhidrina como agentes de reticulación, esta reacción de reticulación puede ocurrir a temperaturas relativamente bajas, incluyendo la temperatura ambiente. Tal curado a la temperatura ambiente es particularmente deseable cuando las partículas del absorbente se tratan con un plastificante, tal como una mezcla de agua y glicerol. El curado a temperaturas significativamente por encima de la temperatura ambiente puede hacer que se elimine el plastificante debido a su volatilidad, necesitándose de este modo una etapa adicional para plastificar la macroestructura de agregados resultante.
Si se desea, estas macroestructuras pueden incluir diversos tipos de fibras para que actúen como miembros de refuerzo. Éstas incluyen fibras de celulosa, fibras de celulosa modificada, rayón, polipropileno, y fibras de poliéster tales como poli(tereftalato de etileno) (DACRON), nailon hidrófilo (HYDROFIL), y similares. Ejemplos de otros materiales de fibra son las fibras hidrófobas hidrofilizadas, tales como las fibras termoplásticas tratadas con tensioactivos o tratadas con sílice, derivadas, por ejemplo, de poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, compuestos poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares. De hecho, las fibras hidrófobas hidrofilizadas, que no son por sí mismas muy absorbentes y que, por lo tanto, no proporcionan bandas de capacidad absorbente suficiente para ser útiles en estructuras absorbentes convencionales, son adecuadas para uso en estas macroestructuras en virtud de sus buenas propiedades de transporte por efecto mecha. Generalmente se prefieren aquí fibras sintéticas como el componente de las fibras de la macroestructura. Las más preferidas son las fibras de poliolefina, preferiblemente las fibras de polietileno.
Otros componentes adecuados del almacenamiento de fluidos, según la presente invención, pueden estar en forma de una capa de partículas de polímero absorbente formador de hidrogeles contenida entre dos capas fibrosas, por ejemplo, un componente estratificado de almacenamiento de fluidos. Los componentes estratificados adecuados de almacenamiento de fluidos según la presente invención se pueden preparar usando procedimientos similares a los descritos en la patente de EE.UU. 4.260.443 (Lindsay et al.), la patente de EE.UU. 4.467.012 (Pedersen et al.), expedida el 21 de agosto de 1984, la patente de EE.UU. 4.715.918 (Lang), expedida el 29 de diciembre de 1987, la patente de EE.UU. 4.851.069 (Packard et al.), expedida el 25 de julio de 1989, la patente de EE.UU. 4.950.264 (Osborn), expedida el 21 de agosto de 1990, la patente de EE.UU. 4.994.037 (Bernardin), expedida el 19 de febrero de 1991, la patente de EE.UU. 5.009.650 (Bernardin), expedida el 23 de abril de 1991, la patente de EE.UU. 5.009.653 (Osborn), expedida el 23 de abril de 1991, la patente de EE.UU. 5.128.082 (Makoui), expedida el 7 de julio de 1992, la patente de EE.UU. 5.149.335 (Kellenberger et al.), expedida el 22 de septiembre de 1992, y la patente de EE.UU. 5.176.668 (Bernardin), expedida el 5 de enero de 1993. Estos componentes estratificados de almacenamiento de fluidos pueden estar en forma de capas fibrosas unidas térmicamente, capas fibrosas unidas adhesivamente (por ejemplo, pegando las capas fibrosas, o las capas fibrosas y las partículas de polímero absorbente formador de hidrogeles), o capas fibrosas que se mantienen juntas mediante enlaces de hidrógeno (por ejemplo, pulverizando las capas fibrosas con agua seguido de la compactación).
Si se desea, las macroestructuras o partículas absorbentes anteriores se pueden unir a un sustrato para formar los componentes de almacenamiento de fluidos. El sustrato puede proporcionar una diversidad de funciones, que incluyen: (1) mejorar la distribución de fluidos que se han de absorber mediante la macroestructura/partículas; y (2) soportar la macroestructura/partículas al proporcionar integridad adicional, especialmente en la situación en la que las partículas absorbentes comienzan a hincharse después de absorber fluido. El sustrato puede estar hecho de diversos materiales conocidos en la técnica, tales como fibras de celulosa, bandas no tejidas, bandas de tisú, espumas, fibras de poliacrilato, bandas polímeras perforadas, fibras sintéticas, láminas metálicas, elastómeros y similares. La mayoría de tales materiales de sustrato pueden distribuir fluidos a la macroestructura/partículas, así como soportarla. Preferiblemente, el sustrato está compuesto de material celulósico o de un material que tenga funcionalidad celulósica. Sustratos preferidos para distribuir fluidos son materiales celulósicos, bandas fibrosas, bandas fibrosas celulósicas, tisúes, espumas sólidas, espumas celulósicas y espumas de poli(alcohol vinílico). Los sustratos preferidos para soportar la macroestructura/partículas son tisúes, materiales celulósicos, bandas fibrosas, bandas no tejidas, tejidos, bandas fibrosas celulósicas, espumas sólidas, espumas celulósicas y espumas de poli(alcohol vinílico).
El sustrato es preferiblemente flexible y deformable para inducir dichas propiedades en el material compuesto absorbente resultante con la macroestructura/partículas. El sustrato puede ser esencialmente elástico y no estirable, o puede ser estirable o deformable en un grado variable en respuesta a fuerzas ejercidas perpendicularmente a y en el plano de la superficie del sustrato. El grosor y el peso base (peso por unidad de área del sustrato) del material de sustrato puede variar dependiendo del tipo de sustrato y de las propiedades deseadas. El sustrato puede comprender una pluralidad de láminas u hojas individuales de un material de sustrato particular, o una combinación de una o más capas de sustrato en un estratificado. Uno de tal sustrato adecuado es una lámina Bounty®, que tiene un grosor de alrededor de 0,02 mm hasta alrededor de 1,2 mm, más preferiblemente de alrededor de 0,3 mm hasta alrededor de 0,8 mm, y un peso base de alrededor de 5 g/m^{2} hasta alrededor de 100 g/m^{2}, más preferiblemente de alrededor de 10 g/m^{2} hasta alrededor de 60 g/m^{2}, y lo más preferible de alrededor de 15 g/m^{2} hasta alrededor de 40 g/m^{2}. Otro sustrato adecuado es una espuma de celulosa que tiene un grosor comprimido en seco de alrededor de 0,5 mm hasta alrededor de 3,0 mm, más preferiblemente de alrededor de 0,8 mm hasta alrededor de 2,0 mm, un grosor expandido en húmedo de alrededor de 0,8 mm hasta alrededor de 6,0 mm, más preferiblemente de alrededor de 1,0 mm hasta alrededor de 5,0 mm, y un peso base de alrededor de 50 g/m^{2} hasta alrededor de 2.000 g/m^{2}, más preferiblemente de alrededor de 100 g/m^{2} hasta alrededor de 1.000 g/m^{2}.
Los sustratos adecuados para soportar la macroestructura/partículas tienen normalmente una resistencia a la tracción en seco de alrededor de 197 g/cm hasta alrededor de 3150 g/cm, más preferiblemente de alrededor de 394 g/cm hasta alrededor de 1.181 g/cm, una resistencia a la tracción en húmedo de alrededor de 78,7 g/cm hasta alrededor de 1968 g/cm, aunque más preferiblemente es de alrededor de 157,5 g/cm hasta alrededor de 394 g/cm, y una resistencia de rotura en húmedo de alrededor de 100 g hasta alrededor de 2.000 g, aunque es más preferiblemente de alrededor de 200 g hasta alrededor de 1.000 g. Los sustratos preferidos de este tipo incluyen bandas fibrosas celulósicas, tales como toallas de papel y tisúes, tales como los descritos en la patente de Estados Unidos 3.953.638, expedida el 27 de abril de 1976, en la patente de Estados Unidos 4.469.735, expedida el 4 de septiembre de 1984, en la patente de Estados Unidos 4.468.428, expedida el 28 de agosto de 1984, y en la patente de Estados Unidos 4.986.882, expedida el 22 de enero de 1991.
La macroestructura/partículas absorbente porosa se pueden unir al sustrato mediante una diversidad de agentes químicos, físicos y adhesivos. Los agentes adhesivos para unir el sustrato a la macroestructura/partículas incluyen pegamentos y adhesivos termofusibles. Preferiblemente, la unión entre el sustrato y la macroestructura/partículas se consigue depositando las partículas precursoras absorbentes sobre el sustrato, tratando las partículas depositadas con la disolución, que comprende un agente de reticulación, y después curando las partículas/sustrato tratados como anteriormente. En una realización preferida de este método, se utiliza un sustrato celulósico (por ejemplo, toalla de papel). Las partículas precursoras absorbentes son después depositadas sobre este sustrato celulósico. Después se aplica (por ejemplo, se pulveriza) sobre el sustrato celulósico y las partículas absorbente una disolución de tratamiento que comprende un aducto de amino-epiclorhidrina, preferiblemente resina polímera de epiclorhidrina-poliamida/poliamina de resistencia en húmedo, tal como Kymene®. El sustrato/partículas tratados se cura después a temperatura ambiente de tal manera que las partículas se unen al sustrato celulósico.
Para potenciar la flexibilidad global de los núcleos de la presente invención, se pueden hacer aberturas en las macroestructuras estables a los fluidos, de forma que sean discontinuas. Esto es, se pueden hacer cortes en cada una de las tiras de las macroestructuras, en diversas localizaciones, para formar aberturas a través de todo el grosor (es decir, en la dirección Z) de la estructura. Tales macroestructuras se describen en las patentes US-A-5.536.264, US-A-5.713.881, y US-A-5.868.724. Con el estiramiento de las macroestructuras ranuradas en la dirección Y, resulta un material "en red". Los espacios abiertos entre la porción continua que contiene el hidrogel permiten un hinchamiento más libre de la estructura del hidrogel, y también aumentan la permeabilidad a través de este componente.
Las macroestructuras porosas absorbentes, útiles como componentes de almacenamiento de fluidos según la presente invención, también se pueden encerrar o resguardar en un tisú. Tales cubiertas de tisú pueden impedir que las partículas absorbentes sueltas migren dentro del núcleo absorbente, y pueden proporcionar una integridad estructural adicional a la macroestructura.
Independientemente de la naturaleza del material absorbente utilizado, es importante que el material de almacenamiento no pueda hincharse hasta un grado significativo en la zona de adquisición de fluidos (es decir, en las direcciones X y/o Y, particularmente hacia el interior del núcleo absorbente), mientras que está libre de hincharse en la dirección Z. Esto dará como resultado una zona de adquisición más grande para aceptar descargas copiosas de fluidos. Como se discute con respecto a las Figuras 3 y 4, el hinchamiento en la zona de adquisición de fluidos se puede evitar, por ejemplo, mediante el uso de enlaces adhesivos de puntos. Esto puede ser particularmente beneficioso cuando se usan partículas discretas de polímero absorbente como el material de almacenamiento de fluidos superior. En algunos casos, la disposición de los diversos materiales del núcleo proporcionará el hinchamiento restringido deseado.
b. Materiales de espuma
Como se ha indicado anteriormente, los materiales de espuma útiles como el componente de almacenamiento absorbente de la presente invención deben ser capaces de existir en un estado colapsado o delgado hasta que se ponen en contacto con un fluido corporal, además de ofrecer una capacidad adecuada de almacenamiento de fluidos. La capacidad para mantener en tal estado es importante para proporcionar pañales delgados que atraen al consumidor. El uso de estos materiales de espuma proporciona la ventaja adicional de hincharse casi completamente en la dirección Z. Esto es, al embeber fluido, las espumas se hinchan significativamente en la dirección Z, a la vez que mantienen esencialmente sus dimensiones de longitud y de anchura. Esto es importante por cuanto permite la formación eficaz de la zona de adquisición de fluidos.
Los materiales de espuma representativos, que son útiles en la presente invención, son los descritos en la Patente de Estados Unidos nº 5.387.207 ("la patente 207"), expedida el 7 de Febrero de 1995 a Dyer et al., que se incorpora aquí como referencia. Brevemente, esta patente describe espumas poliméricas derivadas de emulsiones que tienen una cantidad relativamente pequeña de una fase oleosa (que incluye a los monómeros polimerizables) y una cantidad relativamente grande de una fase acuosa (tales emulsiones se denominan habitualmente como emulsiones de fase interna elevada, o HIPE). Estas espumas derivadas de HIPE se hacen hidrófilas mediante agentes que permanecen tras la polimerización, o mediante un tratamiento después de la polimerización con un tensioactivo. Las espumas descritas en la patente 207 son de celda abierta. Esto es, las celdas individuales (también denominadas como poros), que representan el espacio ocupado por gotitas individuales de agua en la emulsión, están interconectadas mediante numerosos orificios pequeños. Estos orificios pequeños en las paredes de las celdas permiten que el fluido se transfiera desde una celda a la otra, a través de toda la estructura de la espuma.
La capacidad de las espumas para permanecer en el estado "delgado hasta que se humedece" se cree que es debida a las fuerzas capilares dentro de la espuma, particularmente a la presión capilar de la espuma. Para permanecer en el estado colapsado hasta que se humedecen, las presiones capilares en la espuma deben ser equivalentes o mayores que las fuerzas ejercidas por la recuperación elástica o módulo del polímero de la espuma, que funciona como "muelle" para devolver a la espuma a su grosor no comprimido. Los parámetros que afectan a la presión capilar incluyen la superficie específica de succión capilar, la densidad de la espuma, la tensión superficial del fluido y el tamaño medio de celdas. Los parámetros que afectan al módulo de las espumas incluyen el contenido de monómero que comprende el polímero, así como los emulsionantes solubles en aceite residual que tienden a plastificar el polímero, reduciendo de ese modo el módulo del polímero. En la patente se expone una lista completa de intervalos preferidos para estos parámetros, así como una discusión de otras propiedades importantes de las espumas.
La Patente US-A-5.650.222 también describe espumas expansibles que son útiles en la presente invención. Aunque estas espumas también se preparan a partir de las HIPE, la preparación de emulsiones con relaciones mayores de agua a aceite proporciona estructuras de incluso mayor porosidad y menor densidad. Las espumas se preparan a partir de emulsiones que tienen una relación de fase acuosa a fase oleosa de alrededor de 55:1 hasta alrededor de 100:1. Estas espumas tienen una superficie específica por volumen de espuma de al menos alrededor de 0,025 m^{2}/cm^{3}, preferiblemente al menos alrededor de 0,05 m^{2}/cm^{3}, más preferiblemente al menos alrededor de 0,07 m^{2}/cm^{3} (midiéndose la densidad en el estado expandido). Las espumas tienen una superficie específica de succión capilar de al menos alrededor de 3 m^{2}/g, preferiblemente de alrededor de 3 hasta alrededor de 15 m^{2}/g, más preferiblemente de alrededor de 4 hasta alrededor de 13 m^{2}/g, y lo más preferible de alrededor de 5 hasta alrededor de 11 m^{2}/g. Las espumas tienen una densidad de espuma, según se mide en el estado colapsado, de alrededor de 0,1 g/cm^{3} hasta alrededor de 0,2 g/cm^{3}, preferiblemente de alrededor de 0,11 g/cm^{3} hasta alrededor de 0,15 g/cm^{3}, más preferiblemente de alrededor de 0,12 g/cm^{3} hasta alrededor de 0,14 g/cm^{3}. Las espumas muestran además una tensión superficial de fluido de alrededor de 15 hasta alrededor de 65 dinas/cm, preferiblemente de alrededor de 20 hasta alrededor de 65 dinas/cm, más preferiblemente de alrededor de 20 hasta alrededor de 65 dinas/cm. El tamaño medio de celdas de estas espumas es preferiblemente menor que alrededor de 50 \mum, más preferiblemente de alrededor de 5 \mum hasta alrededor de 35 \mum. Estas espumas se prefieren particularmente como el material de almacenamiento de fluidos cuando se desee el uso de espumas. Las espumas mostrarán preferiblemente una relación de grosor expandido (húmedo) a colapsado (seco) de al menos alrededor de 6:1, más preferiblemente de alrededor de 6:1 hasta alrededor de 10:1; y mostrarán una capacidad absorbente libre de alrededor de 55 hasta alrededor de 100 ml de orina sintética por gramo de espuma seca, más preferiblemente de alrededor de 55 hasta 75 ml por gramo.
Otra consideración importante cuando se usa una espuma colapsable como el componente o componentes superiores de almacenamiento de fluidos es la capacidad de la misma para hincharse en la dirección Z frente a la presión. La patente citada discute la capacidad para hincharse frente a la presión, y los parámetros que afectan a esta capacidad. El experto artesano puede determinar fácilmente qué características son necesarias para que las espumas se comporten como el componente de almacenamiento de la presente memoria descriptiva.
Otros materiales de espuma útiles como el material de almacenamiento incluyen espumas celulósicas comprendidas. Tales espumas se describen en la Publicación de Patente Europea 293.208, publicada por Lion Corp. Las espumas de celulosa útiles en la presente memoria descriptiva están comercialmente disponibles de varias compañías, incluyendo Spontex, Toray y 3M. Estos materiales de espuma de celulosa, cuando se suministran como esponjas comprimidas, se expanden rápidamente al mojarse, creando de este modo la zona de adquisición de fluidos.
2. Componente de adquisición/distribución de fluidos
El componente de adquisición/distribución de fluidos puede proporcionar una variedad de funciones en los núcleos absorbente de la presente invención. Una es adquirir inicialmente los fluidos corporales descargados. Otra función clave es transportar y distribuir estos fluidos adquiridos hacia otros componentes absorbentes del núcleo, y en particular a los componentes de almacenamiento de fluidos del núcleo absorbente. En algunos casos, el componente de adquisición/distribución de fluidos según la presente invención puede incluir al menos algo de polímero absorbente formador de hidrogeles, y de este modo proporcionar cierta capacidad de almacenamiento de fluidos al núcleo absorbente.
El componente de adquisición/distribución de fluidos de la presente invención puede comprender una variedad de materiales fibrosos que forman bandas fibrosas o matrices fibrosas. Las fibras útiles en el componente de adquisición/distribución de fluidos incluyen aquellas fibras de origen natural (modificadas o no modificadas), así como fibras hechas sintéticamente. Ejemplos de fibras de origen natural adecuadas no modificadas/modificadas incluyen algodón, hierba de esparto, bagazo, cáñamo, lino, seda, lana, pasta de madera, pasta de madera químicamente modificada, yute, rayón, etilcelulosa y acetato de celulosa. Las fibras sintéticas adecuadas se pueden obtener a partir de poli(cloruro de vinilo), poli(fluoruro de vinilo), politetrafluoroetileno, poli(cloruro de vinilideno), compuestos poliacrílicos tales como ORLON®, poli(acetato de vinilo), poli(acetato de etilvinilo), poli(alcohol vinílico) soluble o no soluble, poliolefinas tales como polietileno (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliamidas tales como nailon, poliésteres tales como DACRON® o KODEL®, poliuretanos, poliestirenos y similares. Las fibras utilizadas pueden comprender únicamente fibras de origen natural, únicamente fibras sintéticas, o cualquier combinación compatible de fibras de origen natural y fibras sintéticas.
Las fibras útiles en los componentes de adquisición/distribución de fluidos de la presente invención pueden ser hidrófilas, fibras hidrófobas que se hacen hidrófilas, o pueden ser una combinación tanto de fibras hidrófilas como de fibras hidrófobas. Según se usa en la presente memoria, el término "hidrófilo" describe fibras, o superficies de fibras, que son humedecibles por fluidos acuosos (por ejemplo, fluidos corporales acuosos) depositados sobre estas fibras. La hidrofilia y la humectabilidad se definen típicamente en términos del ángulo de contacto y de la tensión superficial de los fluidos y de los sólidos implicados. Esto está tratado en detalle en la publicación de la American Chemical Society titulada Contact Angle, Wettability and Adhesión, editada por Robert F. Gould (Copyright 1964). Se afirma que una fibra, o una superficie de una fibra, es humedecida por un fluido (es decir, es hidrófila) cuando o bien el ángulo de contacto entre el fluido y la fibra, o su superficie, es menor de 90º, o bien cuando el fluido tiende a extenderse espontáneamente por toda la superficie, coexistiendo normalmente ambas condiciones. Recíprocamente, una fibra o superficie se considera "hidrófoba" si el ángulo de contacto es mayor que 90º y el fluido no se extiende espontáneamente por toda la superficie.
Otras fibras útiles como el componente de adquisición/distribución de fluidos son las fibras que se pueden humedecer debido a su geometría. Tales fibras incluyen "fibras de canales capilares", como las que se describen en la patente de Estados Unidos nº 5.200.248, de Thompson et al., y la patente de Estados Unidos nº 5.268.229, de Phillips et al.
Las fibras hidrófilas adecuadas para usar en la presente invención 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 similares. Las fibras hidrófilas adecuadas se pueden obtener también hidrofilizando fibras hidrófobas, tales como fibras termoplásticas tratadas con agente tensoactivo o tratadas con sílice, obtenidas a partir de, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, compuestos poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares. Por razones de disponibilidad y de coste, en la presente invención se prefiere el uso de fibras celulósicas, en particular fibras de pasta de madera.
Las fibras de pasta de madera adecuadas se pueden obtener a partir de procesos químicos bien conocidos, tales como los procesos de Kraft y de sulfito. Se prefiere especialmente obtener estas fibras de pasta de madera a partir de maderas blandas meridionales, debido a sus magníficas características de absorbencia. Estas fibras de pasta de madera se pueden obtener también a partir de procesos mecánicos, tales como procesos de pasta de madera molida, de refino mecánico, termomecánico, quimiomecánico y quimiotermo-mecánico. Se pueden usar fibras de pasta de madera recicladas o secundarias, así como fibras de pasta de madera blanqueadas y no blanqueadas.
Una fuente deseable de fibras hidrófilas para uso en la presente invención son las fibras de celulosa químicamente rigidizadas. Según se utiliza aquí, la expresión "fibras de celulosa químicamente rigidizadas" significa fibras de celulosa que se han rigidizado por medios químicos para aumentar la rigidez de las fibras tanto en condiciones secas como acuosas. Tales medios pueden incluir la adición de un agente químico rigidizador que, por ejemplo, revista y/o impregne a las fibras. Tales medios pueden incluir también la rigidización de las fibras alterando la estructura química, por ejemplo, reticulando cadenas de polímeros.
Los agentes poliméricos rigidizadores que pueden revestir o impregnar a las fibras de celulosa incluyen: almidones catiónicos modificados que tienen grupos que contienen nitrógeno (por ejemplo, grupos amino), tales como los disponibles de National Starch and Chemical Corp., de Bridgewater, NJ, Estados Unidos; látex; resinas resistentes a la humedad, tales como la resina de poliamida-epiclorohidrina (por ejemplo, Kymene® 557H, de Hercules Inc., Wilgmington, Delaware, Estados Unidos), resinas de poliacrilamida, descritas por ejemplo en la patente de Estados Unidos 3.556.932 (de Coscia et al.), publicada el 19 de enero de 1971; poliacrilamidas disponibles comercialmente de American Cyanamid Co., Stamford, CT, Estados Unidos, con la marca comercial de Parez® 631 NC; resinas de urea-formaldehído y resinas de melamina-formaldehído, y resinas de polietilenimina. Se puede encontrar una disertación general sobre resinas de resistencia a la humedad, utilizadas en la técnica del papel, y aplicables de forma general en esta memoria descriptiva, en la serie monográfica núm. 29 de TAPPI, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of Pulp and Paper Industry (Nueva York, 1965).
Estas fibras se pueden rigidizar también por medio de reacción química. Por ejemplo, se pueden aplicar agentes de reticulación a las fibras que, después de la aplicación, provocan que se formen enlaces de reticulación entre fibras. Estos enlaces de reticulación pueden aumentar la rigidez de las fibras. Aunque se prefiere utilizar enlaces de reticulación entre fibras para rigidizar a la fibra, no se quiere decir con ello que se excluyan otros tipos de reacciones para la rigidización química de las fibras. Las fibras rigidizadas por enlaces de reticulación de forma individualizada (es decir, las fibras rigidizadas individualmente, así como los procedimientos para su preparación) se describen, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos 3.224.926 (de Bernardin), expedida el 21 de diciembre de 1965; en la patente de Estados Unidos 3.440.135 (de Chung), expedida el 22 de abril de 1969; en la patente de Estados Unidos 3.932.209 (de Chatterjee), expedida el 13 de enero de 1976; y en la patente de Estados Unidos 4.035.147 (de Sangenis et al.), expedida el 12 de julio de 1977. Las fibras rigidizadas más preferidas se describen en la patente de Estados Unidos 4.822.453 (de Dean et al.), expedida el 18 de abril de 1989; en la patente de Estados Unidos 4.888.093 (de Dean et al.), expedida el 19 de diciembre de 1989; en la patente de Estados Unidos 4.898.642 (de Moore et al.), expedida el 6 de febrero de 1990; y en la patente de Estados Unidos 5.137.537 (de Herron et al.), expedida el 11 de agosto de 1992. En las fibras rigidizadas más preferidas, el procesamiento químico incluye la reticulación intrafibras con agentes de reticulación mientras tales fibras están en un estado relativamente deshidratado, desfibrado (es decir, individualizado), rizado, trenzado. Véase, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos 4.898.642.
Estas fibras celulósicas químicamente rigidizadas tienen ciertas propiedades que pueden hacerlas particularmente útiles en los componentes de adquisición/distribución de fluidos según la presente invención, con relación a las fibras celulósicas no rigidizadas. Además de ser hidrófilas, estas fibras rigidizadas tienen combinaciones únicas de rigidez y elasticidad. Esto permite que los componentes de adquisición/distribución de fluidos térmicamente enlazados, hechos con estas fibras, mantengan niveles elevados de absorbancia, y muestren niveles elevados de elasticidad y una respuesta de expansión a la humectación. En particular, la elasticidad de estas fibras rigidizadas permite al componente de adquisición/distribución de fluidos mantener mejor su estructura capilar en presencia tanto de fuerzas de fluidos como fuerzas compresoras que se encuentran normalmente durante el uso, y de este modo son más resistentes al colapso.
En el caso de componentes de adquisición/distribución de fluidos, térmicamente enlazados, en la presente invención, se incluye un material termoplástico con las fibras. Al fundirse, al menos una porción de este material termoplástico migra hacia las intersecciones de las fibras, debido típicamente a gradientes capilares entre las fibras. Estas intersecciones se convierten en puntos de enlace para el material termoplástico. Cuando se enfrían, los materiales termoplásticos solidifican en estas intersecciones para formar los puntos de enlace que mantienen a la matriz o a la banda de fibras juntas en cada una de las capas respectivas.
Entre sus diversos efectos, el enlace en estas intersecciones entre fibras aumenta el módulo de compresión global y la resistencia del componente de adquisición/distribución de fluidos resultante, enlazado térmicamente. En el caso de fibras celulósicas rigidizadas químicamente, la fusión y migración del material termoplástico tiene también el efecto de aumentar el tamaño medio de poros de la banda resultante, a la vez que se mantiene la densidad y el peso base de la banda según se formó originalmente. Esto puede mejorar las propiedades de adquisición de fluidos del componente de distribución de fluidos, térmicamente enlazado, con las descargas iniciales, debido a una mejor permeabilidad a los fluidos, y, con descargas subsiguientes, debido a la capacidad combinada de las fibras rigidizadas para mantener su rigidez al mojarse, y a la capacidad del material termoplástico para mantenerse enlazado en las intersecciones entre fibras al mojarse y al ser sometido a compresión en estado húmedo. En definitiva, las bandas enlazadas térmicamente, de fibras rigidizadas, mantienen su volumen total original, pero las regiones volumétricas, ocupadas anteriormente por el material termoplástico, se abren para aumentar así el tamaño medio de poros capilares entre fibras.
Los materiales termoplásticos útiles en los componentes de distribución de fluidos de la presente invención pueden presentarse en cualquiera de las diversas formas, incluyendo partículas, fibras, o combinaciones de partículas y fibras. Las fibras termoplásticas son una forma particularmente preferida debido a su capacidad para formar numerosos sitios de enlace entre fibras. Los materiales termoplásticos adecuados se pueden fabricar a partir de cualquier polímero termoplástico que pueda fundirse a temperaturas que no dañen intensamente a las fibras que componen la banda o matriz primaria de cada capa. Preferiblemente, el punto de fusión de este material termoplástico será menor que aproximadamente 190ºC y estará comprendido preferiblemente entre aproximadamente 75ºC y aproximadamente 175ºC. En cualquier caso, el punto de fusión de este material termoplástico no deberá ser menor que la temperatura a la cual se almacenen posiblemente las estructuras absorbentes térmicamente enlazadas, cuando se utilizan en artículos absorbentes. Típicamente, el punto de fusión del material termoplástico no es menor que aproximadamente 50ºC.
Los materiales termoplásticos, y en particular las fibras termoplásticas, pueden fabricarse a partir de diversos polímeros termoplásticos, incluyendo las poliolefinas tales como polietileno (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliésteres, copoliésteres, poli(acetato de vinilo), poli(acetato de etilvinilo), poli(cloruro de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), compuestos poliacrílicos, poliamidas, copoliamidas, poliestirenos, poliuretanos y copolímeros de cualquiera de los anteriores, tales como el cloruro de vinilo/acetato de vinilo, y similares. Una fibra aglutinante termoplástica preferida son las microfibras de polietileno PLEXAFIL® (fabricada por DuPont), que están también disponibles como una mezcla de aproximadamente 20% con 80% de fibras celulósicas, comercializada con la marca KITTYHAWK® (fabricado por Weyerhaeuser Co.). Dependiendo de las características deseadas del miembro absorbente térmicamente enlazado resultante, los materiales termoplásticos adecuados incluyen fibras hidrófobas que han sido convertidas en hidrófilas, tales como las fibras termoplásticas tratadas con tensioactivos o tratadas con sílice, derivadas de, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, compuestos poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos, etc. La superficie de la fibra termoplástica hidrófoba se puede hacer hidrófila por tratamiento con un tensioactivo, tal como un tensioactivo no iónico o aniónico, por ejemplo pulverizando la fibra con un tensioactivo, sumergiendo la fibra en un tensioactivo, o incluyendo al tensioactivo como parte del polímero fundido en la fabricación de la fibra termoplástica. Al fundirse y resolidificarse, el tensioactivo tenderá a permanecer en las superficies de la fibra termoplástica. Entre los tensioactivos adecuados se incluyen los tensioactivos no iónicos, tales como el Brij® 76, fabricado por ICI Americas, Inc., de Wilmington, Delaware, y diversos tensioactivos comercializados con la marca registrada Pegosperse por Glyco Chemical, Inc. de Greenwich, Connecticut. Además de tensioactivos no iónicos, también se pueden utilizar tensioactivos aniónicos. Estos tensioactivos se pueden aplicar a las fibras termoplásticas a niveles comprendidos, por ejemplo, entre aproximadamente 0,2 y aproximadamente 1 gramo por centímetro cuadrado de fibra termoplástica.
Las fibras termoplásticas adecuadas se pueden obtener a partir de un solo polímero (fibras monocomponentes), o a partir de más de un polímero (por ejemplo, fibras bicomponentes). Como se usa en la presente memoria, la expresión "fibras bicomponentes" se refiere a fibras termoplásticas que comprenden una fibra de núcleo hecha de un polímero que está enfundada en una vaina termoplástica hecha de un polímero diferente. El polímero que comprende la vaina se funde frecuentemente a una temperatura diferente, típicamente menor, que la temperatura de fusión del polímero que compone el núcleo. Como resultado, estas fibras bicomponentes tienen la capacidad de formar enlaces térmicos debido a la fusión del polímero de la vaina, a la vez que conservan las características de resistencia mecánica deseables del polímero del núcleo.
Las fibras bicomponentes adecuadas pueden incluir las fibras de vaina/núcleo que tienen las siguientes combinaciones de polímeros: polietileno/polipropileno, poli(acetato de etilvinilo)/polipropileno, polietileno/poliéster, polipropileno/poliéster, copoliéster/poliéster, etc. Las fibras termoplásticas bicomponentes particularmente adecuadas para ser utilizadas en la presente invención 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, las fibras bicomponentes DANAKLON®, CELBOND® o CHISSO®). Estas fibras bicomponentes pueden ser concéntricas o excéntricas. Como se utilizan en la presente memoria, los términos "concéntrica" y "excéntrica" se refieren a si la vaina tiene un grosor que es uniforme o no uniforme a través del área de sección transversal de la fibra bicomponente. Las fibras bicomponentes excéntricas pueden ser deseables para proporcionar mayor resistencia de compresión para menores grosores de fibra. Las fibras bicomponentes adecuadas para uso en la presente invención pueden ser indistintamente no rizadas (es decir, no curvadas) o rizadas (es decir, curvadas). Las fibras bicomponentes se pueden rizar utilizando medios textiles típicos, tales como, por ejemplo, un método de prensaestopas o un método de rizado con rueda dentada, para conseguir un rizado predominantemente bidimensional o "plano".
En el caso de 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 comprendida aproximadamente entre 0,3 y aproximadamente 7,5 cm, preferiblemente entre aproximadamente 0,4 y aproximadamente 3,0 cm, y más preferiblemente entre aproximadamente 0,6 y aproximadamente 1,2 cm. Las propiedades, incluyendo el punto de fusión, de estas fibras termoplásticas se pueden ajustar también variando el diámetro (calibre) de las fibras. El diámetro de estas fibras termoplásticas se define típicamente en términos de denier (gramos por 9000 metros) o decitex (gramos por 10.000 metros). Las fibras termoplásticas bicomponentes adecuadas pueden tener un decitex comprendido entre aproximadamente 1,0 y aproximadamente 20, preferiblemente entre aproximadamente 1,4 y aproximadamente 10, y lo más preferible entre aproximadamente 1,7 y aproximadamente 3,3.
El módulo de compresión de estos materiales termoplásticos, y especialmente el de las fibras termoplásticas, puede ser también importante. El módulo de compresión de las fibras termoplásticas resulta afectado no solamente por su longitud y diámetro, sino también por la composición y las propiedades del polímero o polímeros de los cuales están hechas, del tamaño y configuración de las fibras (por ejemplo, si son concéntricas o excéntricas, rizadas o no rizadas), y de otros factores. Las diferencias en el módulo de compresión de estas fibras termoplásticas se pueden usar para alterar las propiedades, y especialmente las características de densidad, de los miembros absorbentes respectivos durante la preparación del núcleo absorbente.
Como se ha señalado anteriormente, en algunos núcleos absorbentes según la presente invención, el componente de adquisición/distribución de fluidos puede incluir un polímero absorbente formador de hidrogeles, para proporcionar cierta capacidad de almacenamiento de fluidos al núcleo. En esos casos, el componente de adquisición/distribución de fluidos puede comprender hasta alrededor de 50% en peso del polímero absorbente formador de hidrogeles del componente de adquisición/distribución de fluidos. Preferiblemente, el componente de distribución de fluidos comprende hasta alrededor de 30% en peso del polímero absorbente formador de hidrogeles del componente de adquisición/distribución de fluidos. Lo más preferible, el componente de distribución de fluidos comprende hasta alrededor de 15% en peso del polímero absorbente formador de hidrogeles del componente de adquisición/distribución de
fluidos.
El componente de adquisición/distribución de fluidos también puede comprender, o como alternativa, un material de espuma polimérica. Se han obtenido espumas absorbentes particularmente adecuadas a partir de las HIPE. Aunque difieren en ciertas propiedades con respecto a las espumas de las que se afirma que son útiles como el componente de almacenamiento de fluidos, las espumas son materiales poliméricos, de celdas abiertas. Véanse, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 5.260.345 (DesMarais et al.), expedida el 9 de noviembre de 1993, y la patente de Estados Unidos 5.268.224 (DesMarais et al.), expedida el 7 de diciembre de 1993. Estas espumas de HIPE absorbentes proporcionan propiedades deseables de manipulación de fluidos, incluyendo: (a) características de efecto de mecha y de distribución de fluidos relativamente buenas, para transportar a la orina embebida o a otro fluido corporal a la porción no usada del artículo absorbente, para permitir que tengan cabida posteriores descargas copiosas de fluido; y (b) una capacidad de almacenamiento relativamente grande con una capacidad de fluidos relativamente grande bajo carga, es decir, bajo fuerzas compresivas. Estas espumas absorbentes de HIPE también son suficientemente flexibles y suaves para proporcionar un alto grado de comodidad al usuario del artículo absorbente. Véanse también la patente de Estados Unidos 5.147.345 (Young et al.), expedida el 15 de septiembre de 1992, y la patente de Estados Unidos 5.318.554 (Young et al.), expedida el 7 de junio de 1994, que describen núcleos absorbentes que tienen un componente de adquisición/distribución de fluidos que puede ser una espuma de celda abierta, flexible e hidrófila, tal como una espuma de melamina-formaldehído (por ejemplo, BASOTECT, de BASF), y un componente de almacenamiento/redistribución de fluidos que es una espuma absorbente a base de HIPE.
Estos componentes de adquisición/distribución a base de espumas deben permitir la adquisición rápida de fluidos, así como un reparto o distribución eficaz del fluido a otros componentes del núcleo absorbente que tienen presiones de absorción mayores que la presión de desorción de la espuma de adquisición/distribución. Esta propiedad de desorción del fluido a otros componentes del núcleo es importante para potenciar la capacidad para aceptar descargas repetidas o cargas de fluido y mantener la sequedad de la piel del usuario. También permite que la espuma de adquisición/distribución sirva como un depósito de volumen hueco, o zona de tampón, para mantener temporalmente el fluido que se puede exprimir desde los componentes de almacenamiento del núcleo cuando se producen presiones extraordinariamente elevadas durante el uso del artículo absorbente.
Al dar este fluido a los otros componentes del núcleo, estos componentes de adquisición/distribución a base de espumas deben hacerlo sin densificarse o colapsarse. Los componentes de adquisición/distribución a base de espumas también deben aceptar fácilmente el fluido, con o sin la ayuda de la gravedad. Los componentes de adquisición/distribución a base de fluidos deben proporcionar además una buena estética, deben ser suaves y elásticos en su estructura, y deben tener una buena integridad física tanto en el estado húmedo como en el seco.
Otras espumas útiles como tales componentes de adquisición/distribución se describen y se reivindican en el documento US-A-5.563.1__. Estas espumas ofrecen propiedades mejoradas de retención y desorción de fluidos (es decir, la capacidad para liberar fluido a otros componentes de absorción), que resultan de las condiciones de procesamiento descritas en ese documento. De forma breve, la capacidad para proporcionar estas espumas mejoradas reside en el uso de condiciones de bajo cizallamiento y en el uso de un sistema emulsionante robusto durante el procesamiento de la HIPE.
En el documento US-A-5.550.167 se describen y reivindican aún otras espumas útiles como los componentes de adquisición/distribución. Estas espumas ofrecen propiedades de almacenamiento y de desorción aún mejores, nuevamente debido a los avances realizados en el procesamiento (por ejemplo, bajo cizallamiento) y al emulsionante empleado.
3. Componente inferior de almacenamiento de fluidos
El componente inferior de almacenamiento de fluidos está situado por debajo del componente de adquisición/distri-
bución de fluidos, y es preferiblemente más ancho que la zona de adquisición de fluidos formada por los componentes superiores de almacenamiento de fluidos. Una porción de este componente de almacenamiento inferior también está situada por debajo de la zona de adquisición de fluidos. El componente inferior de almacenamiento de fluidos está en comunicación fluida con el componente de adquisición/distribución de fluidos, de forma que sea capaz de recibir los fluidos corporales adquiridos. Los materiales útiles como el componente superior de almacenamiento de fluidos también serán útiles como el componente inferior opcional de almacenamiento de fluidos. Sin embargo, no es necesario que este componente sea capaz de hincharse en la dirección Z al embeber fluido. De este modo, el experto artesano reconocerá que se puede utilizar como este componente cualquier material capaz de absorber una cantidad significativa de fluido.
El componente inferior de almacenamiento de fluidos puede comprender un material compuesto de fibra/hidrogel, o solamente un material de hidrogel. En este caso, el componente inferior de almacenamiento tendrá preferiblemente una concentración de hidrogel de alrededor de 30% a 100%, más preferiblemente de alrededor de 70% a 100%, en peso total del componente inferior de almacenamiento. El componente inferior de almacenamiento puede también comprender una espuma polímera hidrófila, incluyendo las expuestas anteriormente. Se prefieren las espumas que siguen siendo delgadas hasta que se humedecen, nuevamente debido a que permiten la fabricación, transporte y almacenamiento de artículos absorbentes muy delgados.
D. Zona de adquisición de fluidos
La zona de adquisición de fluidos, formada en parte por el componente o componentes de almacenamiento hinchados, crea un espacio hueco por debajo de la lámina superior superpuesta. Debido al espacio vacío creado por la zona de adquisición, los núcleos absorbentes según la presente invención pueden manejar más fácilmente "descargas copiosas" de fluidos corporales descargados. Esto es específicamente importante a medida que las porciones del núcleo absorbente se saturan de múltiples descargas anteriores de tales fluidos.
Como se puede observar haciendo referencia a los dibujos, la zona de adquisición de fluidos tiene tres dimensiones. La anchura (dirección Y) y longitud (dirección X) de la zona de adquisición se define generalmente como el área vacía creada por el componente superior de almacenamiento, siendo "el fondo" de la zona la superficie superior del material de adquisición/distribución. Cuando dos componentes laterales de almacenamiento están separados entre sí, la anchura de la zona de adquisición es el espacio entre estos componentes. En este caso, la longitud será la determinada por la longitud de los componentes superiores de almacenamiento. La profundidad de la zona será la altura (dirección Z) de los componentes de almacenamiento hinchados.
La zona de adquisición de fluidos puede tener una forma irregular en las direcciones X-Y, aunque se prefiere generalmente que sea rectangular. Además, mientras que el volumen de la zona de adquisición requerido para obtener el beneficio de velocidades de adquisición conservadas variará según diversos factores (por ejemplo, la velocidad de absorbancia del material de almacenamiento; la velocidad de absorbancia y capacidad del material de adquisición, etc.), se prefiere que la zona de adquisición tenga un volumen, cuando el material de almacenamiento está húmedo, y el artículo no está sometido a una presión externa, de al menos alrededor de 30 cm^{3}, preferiblemente al menos alrededor de 50 cm^{3}, y más preferiblemente al menos alrededor de 75 cm^{3}. Por supuesto, cuando el artículo está en el estado deseado, el volumen de la zona de adquisición será significativamente más pequeño. Los expertos en la técnica reconocerán que la medición de los volúmenes de la zona de adquisición será imprecisa, dada la naturaleza de los materiales empleados como los componentes de almacenamiento y de adquisición/distribución. Como tal, los intervalos de volumen preferidos enumerados son ilustrativos solamente, y no pretenden limitar el alcance de la invención.
E. Láminas superiores
Las láminas superiores, útiles en los artículos absorbentes de la presente invención, son adaptables, de sensación suave, y no irritantes para la piel del usuario. Estas láminas superiores son permeables a los fluidos corporales, para permitir que penetren fácilmente a través de su grosor. Una lámina superior adecuada se puede fabricar a partir de una amplia gama de materiales, tales como materiales tejidos y no tejidos, materiales polímeros tales como películas termoplásticas perforadas conformadas, películas de plástico con aberturas, y películas termoplásticas hidroconformadas; espumas porosas, espumas reticuladas, películas termoplásticas reticuladas, y mallas de termoplástico. Los materiales tejidos y no tejidos adecuados pueden estar constituidos de fibras naturales (por ejemplo, fibras de madera o de algodón), fibras sintéticas (por ejemplo, fibras de polímeros tales como fibras de poliéster, de polipropileno o de polietileno), o de una combinación de fibras naturales y sintéticas.
Las láminas superiores preferidas para uso en la presente invención se seleccionan de láminas superiores no tejidas altamente elásticas y láminas superiores de películas con aperturas. Las películas conformadas con aperturas se prefieren especialmente para la lámina superior porque son permeables a los fluidos corporales y aún son no absorbentes, y tienen una tendencia reducida a permitir que los fluidos regresen y remojen la piel del usuario. De este modo, la superficie de la película conformada, que está en contacto con el cuerpo, permanece seca, reduciendo con ello el ensuciamiento del cuerpo y creando una sensación de mayor comodidad para el usuario. Las películas conformadas adecuadas se describen en la patente de EE.UU. 3.929.135 (Thompson), expedida el 30 de diciembre de 1975; la patente de EE.UU. 4.324.246 (Mullane et al.), expedida el 13 de abril de 1982; la patente de EE.UU. 4.342.314 (Radel et al.), expedida el 3 de agosto de 1982; la patente de EE.UU. 4.463.045 (Ahr et al.), expedida el 31 de julio de 1984; y el documento U.S. 5.006.394 (Baird), expedido el 9 de abril de 1991. Las láminas superiores de películas conformadas con microaperturas, particularmente preferidas, se describen en la patente de EE.UU. 4.609.518 (Curro et al.), expedida el 2 de septiembre de 1986 y en la patente de EE.UU. 4.629.643 (Curro et al.), expedida el 16 de diciembre de 1986. La lámina superior preferida, para uso en productos catameniales de la presente invención, es la película conformada descrita en una o más de las patentes antes citadas, y comercializada en compresas sanitarias por The Procter & Gamble Company, de Cincinnati, Ohio, EE.UU., como "DRI-WEAVE®".
La superficie corporal de la lámina superior de película conformada puede ser hidrófila para ayudar a que los fluidos corporales se transfieran a través de la lámina superior más rápidamente que si la superficie corporal no fuera hidrófila, para que disminuya la probabilidad de que el fluido fluya hacia fuera de la lámina superior en vez de que fluya hacia adentro y sea absorbido por la estructura absorbente. En una realización preferida, se incorpora un tensioactivo en los materiales polímeros de la lámina superior conformada en película, tal como se describe en la publicación PCT 93/09741. Como alternativa, la superficie corporal de la lámina superior se puede hacer hidrófila tratándola con un tensioactivo tal como se describe en la patente de EE.UU. 4.950.264.
F. Láminas posteriores
Las láminas posteriores, útil en los artículos absorbentes de la presente invención, son típicamente impermeables a los fluidos corporales, y se fabrican preferiblemente a partir de una película de plástico delgada, aunque también se pueden usar otros materiales flexibles impermeables a fluidos. Tal como se usa en el presente documento, el término "flexible" se refiere a materiales que son amoldables y que se adaptarán fácilmente a la forma y a los contornos generales del cuerpo humano. La lámina posterior evita que los fluidos corporales absorbidos y contenidos en el núcleo absorbente humedezcan los artículos que entren en contacto con el usuario, tales como sábanas, pantalones, pijamas, ropa interior, etc. La lámina posterior puede comprender un material tejido o no tejido, películas poliméricas tales como las películas termoplásticas de polietileno o polipropileno, o materiales compuestos tales como un material no tejido recubierto con película. Preferiblemente, la lámina posterior es una película de polietileno que tiene un grosor de aproximadamente 0,012 mm (0,5 mil) hasta aproximadamente 0,051 mm (2,0 mils). Ejemplos de películas de polietileno se fabrican por Clopay Corporation, de Cincinnati, Ohio, con la denominación P18-1401, y por Ethyl Corporation, Visqueen Division de Terre Haute, Indiana, con la denominación XP-39385. La lámina posterior está preferiblemente estampada en relieve y/o tiene un acabado mate para proporcionar un aspecto más similar al de una tela. Además, la lámina posterior puede permitir que los vapores escapen del núcleo absorbente (es decir, la lámina posterior es transpirable), mientras que evita que los fluidos corporales pasen a su través.
Las láminas posteriores particularmente deseables se pueden obtener a partir de una banda de película de tipo elástico estructural (SELF). Una banda de película de tipo elástico estructural es un material extensible que presenta un comportamiento de tipo elástico en la dirección del alargamiento sin el uso de materiales elásticos añadidos. La banda SELF incluye una red deformable que tiene al menos dos regiones contiguas, distintas y disimilares. Una de las regiones está configurada de modo que presenta fuerzas resistentes en respuesta al alargamiento axial aplicado en una dirección paralela al eje predeterminado antes de que una parte sustancial de la otra región desarrolle fuerzas resistentes significativas al alargamiento aplicado. Al menos una de las regiones tiene una longitud de camino superficial que es mayor que la de la otra región, según se mide sustancialmente paralela al eje predeterminado, mientras el material está en condición destensada. La región que presenta la longitud de camino superficial más larga incluye una o más deformaciones que se extienden más allá del plano de la otra región. La banda SELF presenta al menos dos etapas significativamente diferentes de fuerza resistente controlada al alargamiento a lo largo de al menos un eje predeterminado cuando se somete a un alargamiento aplicado en una dirección paralela al eje predeterminado. La banda SELF presenta primeras fuerzas resistentes al alargamiento aplicado hasta que el alargamiento de la banda es suficiente para ocasionar que una parte sustancial de la región, que tiene la longitud de camino superficial más larga, entre en el plano del alargamiento aplicado, tras lo cual la banda SELF presenta segundas fuerzas resistentes al alargamiento adicional. Las fuerzas resistentes totales al alargamiento son mayores que las primeras fuerzas resistentes al alargamiento proporcionadas por la primera región. Las bandas SELF de la presente invención se describen de forma más completa en la patente US-A-5.554.145.
G. Artículos absorbentes
Los artículos absorbentes de la presente invención comprenden generalmente: (1) una lámina superior, (2) una lámina posterior, y (3) un núcleo absorbente situado entre la lámina superior y la lámina posterior. Tal como se utiliza en esta memoria, la expresión "artículo absorbente" se refiere a artículos que absorben y retienen fluidos corporales y, más específicamente, se refiere a artículos que se ponen contra el cuerpo del usuario, o muy cerca del cuerpo, para absorber y retener los diversos fluidos descargados por el cuerpo. Además, los artículos absorbentes "desechables" son aquellos que están destinados a desecharse después de un solo uso (es decir, el artículo absorbente original, en su conjunto, no está proyectado para ser lavado ni de otro modo restaurado ni reusado como artículo absorbente, aunque ciertos materiales, o todo el artículo absorbente, se puedan reciclar, reutilizar, o utilizar como abono). Una realización preferida de un artículo absorbente desechable según la presente invención es un pañal. Tal como se utiliza en esta memoria, el término "pañal" se refiere a una prenda utilizada, en general, por niños y personas aquejadas de incontinencia, que se coloca rodeando la parte inferior del torso del usuario. Debe comprenderse, sin embargo, que la presente invención es aplicable, asimismo, a otros artículos absorbentes tales como prendas interiores para personas con incontinencia, compresas para incontinentes, prendas interiores para entrenamiento, inserciones para pañales, compresas catameniales, compresas sanitarias, pañuelos para la cara, toallas de papel y
similares.
El núcleo absorbente usado en los artículos absorbentes de la presente invención comprende al menos un componente de almacenamiento de fluidos, como se describe previamente, que está esencialmente adyacente a la lámina superior. En tal realización preferida, se puede interponer una capa impermeable a fluidos, relativamente delgada, tal como una capa de tisú, entre la lámina superior y el componente de almacenamiento de fluidos. Sin embargo, es importante que el componente de almacenamiento de fluidos esté esencialmente en comunicación fluida directa con la lámina superior. Esto es así para que el núcleo absorbente según la presente invención pueda minimizar la rehumectación de la lámina superior y de este modo pueda proporcionar una buena sequedad de la piel al usuario del artículo absorbentes.
En una realización preferida, el núcleo absorbente comprende dos componentes superiores de almacenamiento de fluidos, que están separados lateralmente entre sí. Por "separados lateralmente entre sí" se quiere decir que existe un espacio entre estos componentes de almacenamiento de fluidos. Cuando estos componentes de almacenamiento separados lateralmente se hinchan en la dirección Z al absorber fluido corporal, el espacio entre los componentes de almacenamiento de fluidos, junto con la capa de adquisición/distribución situada debajo, define la zona de adquisición de fluidos para recibir los fluidos corporales descargados. Al menos una porción de esta zona de adquisición de fluidos comprende típicamente un espacio vacío por debajo de la lámina superior superpuesta. Debido al espacio vacío en esta zona de adquisición, el núcleo absorbente según la presente invención puede manipular más fácilmente "descargas copiosas" de fluidos corporales descargados. Esto es específicamente importante a medida que las porciones del núcleo absorbente se saturan de múltiples descargas anteriores de tales fluidos. Los núcleos absorbentes según la presente invención comprenden un componente de adquisición/distribución de fluidos que es capaz de transportar los fluidos corporales descargados a otros componentes en el núcleo absorbente. Este componente de adquisición/distribución de fluidos está situado al menos parcialmente por debajo, y típicamente próximo, de la zona de adquisición para que sea capaz de recibir estos fluidos corporales descargados. Al menos una porción de este componente de adquisición/distribución de fluidos también está situada por debajo de cada uno de los componentes superiores de almacenamiento. Estas porciones del componente de adquisición/distribución de fluidos están en comunicación fluida con el componente o componentes superiores de almacenamiento, y permiten la transferencia de fluidos desde el componente de distribución de fluidos a cada uno de los componentes superiores de almacenamiento, de forma que el componente de adquisición/distribución de fluidos pueda recibir descargas adicionales de fluido corporal.
Cuando el material de adquisición/distribución es fibroso, se prefiere que el peso base esté en el intervalo de alrededor de 24 g/m^{2} hasta alrededor de 465 g/m^{2}, más preferiblemente de alrededor de 124 g/m^{2} hasta alrededor de 233 g/m^{2}; y que la densidad esté en el intervalo de alrededor de 0,05 g/cm^{3} hasta alrededor de 0,30 g/cm^{3}, más preferiblemente de alrededor de 0,05 g/cm^{3} hasta alrededor de 0,15 g/cm^{3}.
Los núcleo absorbentes según la presente invención comprenden un componente inferior de almacenamiento de fluidos. Este componente inferior de almacenamiento de fluidos está situado por debajo del componente de adquisición/distribución de fluidos. Una porción de este componente inferior de almacenamiento también está situada por debajo de la zona de adquisición de fluidos. Este componente inferior de almacenamiento de fluidos está en comunicación fluida con el componente de adquisición/distribución de fluidos para que sea capaz de recibir los fluidos corporales adquiridos. Los materiales útiles como el componente superior de almacenamiento de fluidos también serán útiles como el componente inferior opcional de almacenamiento de fluidos. Sin embargo, no es necesario que este componente sea capaz de hincharse en la dirección Z al embeber fluido. De este modo, el experto artesano reconocerá que se puede utilizar, como este componente, cualquier material capaz de absorber una cantidad significativa de fluidos.
El componente inferior de almacenamiento de fluidos puede comprender un material compuesto de fibra/hidrogel, o solamente un material de hidrogel. En este caso, el componente inferior de almacenamiento tendrá preferiblemente una concentración de hidrogel de alrededor de 30% hasta 100%, más preferiblemente de alrededor de 70% a 100%, en peso total del componente inferior de almacenamiento.
El componente inferior de almacenamiento puede comprender como alternativa una espuma polímera hidrófila, incluyendo las expuestas anteriormente. Se prefieren las espumas que siguen siendo delgadas hasta que se humedecen, nuevamente debido a que permiten la fabricación, transporte y almacenamiento de artículos absorbentes muy delgados. Además, puesto que el componente inferior de almacenamiento está preferiblemente próximo a la lámina posterior, la sensación táctil del material a través de la lámina posterior es importante para los consumidores. Por lo tanto, el material es preferiblemente suave de forma relativa y flexible. Las espumas delgadas hasta que se humedecen proporcionan estos beneficios táctiles.
Independientemente del material que constituya el núcleo inferior opcional de almacenamiento, este componente preferiblemente será al menos tan ancho (es decir, en la dirección Y) como la zona de adquisición de fluidos, de forma que el hinchamiento de la capa inferior no disminuya al volumen vacío creado por el hinchamiento del componente o componentes superiores de almacenamiento. De este modo, cuando hay dos componentes superiores laterales de almacenamiento de fluidos separados mediante un espacio, el componente inferior de almacenamiento será más ancho que este espacio.
En la Figura 1 se muestra una realización de un artículo absorbente en forma de un pañal 10 que tiene uno de tales núcleos absorbentes según la presente invención. La Figura 1 es una vista en planta superior del pañal 10 en un estado plano, no contraído (es decir, sin ninguna contracción inducida elásticamente) que tiene una lámina superior 12, una lámina posterior 14, y un núcleo absorbente indicado generalmente como 18 que está situado entre la lámina superior 12 y la lámina posterior 14. La lámina superior 12 se muestra como transparente para ilustrar mejor los diversos componentes del núcleo 18 absorbente.
Como también se muestra en la Figura 1, el pañal 10 tiene una región frontal 22 de banda de cintura, una región posterior 24 de banda de cintura, una región 26 de entrepierna, y una periferia 28 que está definida por el borde externo de la lámina posterior 14, y que tiene bordes longitudinales denominados como 30, y bordes terminales denominados como 32. El eje longitudinal del pañal 10 corre esencialmente paralelo a los bordes longitudinales 30, mientras que el eje transversal corre esencialmente paralelo a los bordes extremos 32. Las regiones 22 y 24 de banda de cintura comprenden aquellas porciones superiores del pañal 10 que, cuando lo lleva puesto el usuario, rodean a la cintura del usuario. La región de entrepierna 26 es aquella porción del pañal 10 entre las regiones 22 y 24 de banda de cintura, y comprende la porción del pañal 10 que, cuando lo lleva puesto el usuario, está situada entre las piernas del usuario y cubre el torso inferior del usuario. De este modo, la región 26 de entrepierna define el área de deposición típica de líquidos para un pañal 10 u otro artículo absorbente desechable.
La lámina superior 12 y la lámina posterior 14 pueden estar asociadas entre sí de cualquier manera adecuada. Como se usa en este documento, el término "asociadas" engloba configuraciones en las que la lámina superior 12 está directamente unida a la lámina posterior 14 fijando la lámina superior directamente a la lámina posterior, y configuraciones en las que la lámina superior está indirectamente unida a la lámina posterior fijando la lámina superior a miembros intermedios que a su vez están fijos a la lámina posterior. Preferiblemente, la lámina superior 12 y la lámina posterior 14 están directamente fijas entre sí por medios de unión (no mostrados) tales como un adhesivo o cualquier otro medio de unión conocido en la técnica. Por ejemplo, se puede usar una capa continua uniforme de adhesivo, una capa en forma de patrón de adhesivo, o un conjunto de líneas o puntos separados de adhesivo, para fijar la lámina superior 12 a la lámina posterior 14. Como se muestra en la Figura 1, la lámina superior 12 tiene una configuración de tamaño más pequeña que la lámina posterior 14. Sin embargo, la lámina superior 12 y la lámina posterior 14 pueden tener ambas la misma configuración de tamaños, o una similar (es decir, son coextensivas), de forma que están unidas juntas en la periferia 28 del pañal 10. El tamaño de la lámina posterior 14 está dictado por el tamaño del núcleo absorbente 18 y por el diseño exacto del pañal seleccionado. En la realización mostrada en la Figura 1, la lámina posterior 14 tiene una configuración con forma de reloj de arena. Sin embargo, también son adecuadas otras configuraciones tales como rectangulares, con forma de I y similares.
Aunque no se muestra, el pañal 10 puede tener miembros elásticos que ejercen una fuerza de contracción sobre el pañal, de forma que se configure más parecida y confortablemente al usuario. Estos miembros elásticos se pueden asemejar a una variedad de configuraciones bien conocidas, tales como las descritas generalmente en la Patente de Estados Unidos 3.860.003 (Buell), expedida el 14 de Enero de 1975. Los miembros elásticos se pueden disponer adyacentes a la periferia 28 del pañal 10, preferiblemente a lo largo de cada borde longitudinal 30, de forma que los miembros elásticos tienden a estirar y mantener el pañal 10 contra las piernas del usuario. Como alternativa, los miembros elásticos se pueden disponer adyacentes a uno o a ambos de los bordes extremos 32 del pañal 10, para proporcionar una banda de cintura así como, o en vez de, perneras. Véase, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos 4.515.595 (Kievit et al.), expedida el 7 de Mayo de 1985. Los miembros elásticos se aseguran al pañal 10 en un estado elásticamente contraíble de forma que, en una configuración normalmente no restringida, estos miembros elásticos contraen efectivamente o reúnen al pañal 10. Los miembros elásticos se pueden asegurar en un estado elásticamente contraíble en al menos dos formas. Por ejemplo, los miembros elásticos se pueden estirar y asegurar mientras que el pañal 10 está en un estado no contraído. Como alternativa, el pañal 10 se puede contraer, por ejemplo, haciendo pliegues, y los miembros elásticos se pueden asegurar y conectar al pañal 10 mientras que están en su estado no relajado y no estirado. Los miembros elásticos se pueden extender esencialmente toda la longitud del pañal 10 en la región de entrepierna 26, o, como alternativa, se pueden extender toda la longitud del pañal 10, o cualquier otra longitud adecuada para proporcionar una línea elásticamente contraíble. La longitud de estos miembros elásticos está dictada típicamente por el diseño del pañal.
Haciendo referencia a la Figura 1 y especialmente a la Figura 2, el núcleo absorbente 18 tiene dos componentes superiores 34 y 36 de almacenamiento de fluidos en forma de tiras rectangulares que comprenden un polímero absorbente formador de hidrogeles, y que están por debajo y adyacentes a la lámina superior 12. Estos componentes de almacenamiento de fluidos están envueltos cada uno respectivamente en un papel tisú 35 y 37 permeable a fluidos, como se muestra específicamente en la Figura 2. Estos componentes 34 y 36 envueltos, de almacenamiento de fluidos, están separados lateralmente entre sí y definen la zona de adquisición de fluidos identificada generalmente como 38. Esta zona de adquisición de fluidos 38 está generalmente en la región de descarga de fluidos del pañal 10.
El núcleo absorbente 18 comprende además un componente 42 de adquisición/distribución de fluidos continuo, en forma de una banda fibrosa que también está envuelta en un tisú de papel 43. La porción central 44 de este componente 42 de adquisición/distribución de fluidos está situada por debajo de la zona 38 de adquisición de fluidos. Este componente 42 de adquisición/distribución de fluidos también tiene porciones 46 y 48 laterales. La porción 46 lateral está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 36 de almacenamiento de fluidos, mientras que la porción 48 lateral está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 34 de almacenamiento de fluidos. Como se muestra en la Figura 1, el componente 42 de distribución de fluidos tiene bordes 52 y 53 cóncavos arqueados en la sección 26 de entrepierna del pañal 10, y de este modo asume una cierta forma de reloj de arena.
Como se muestra particularmente en la Figura 2, el núcleo absorbente 18 incluye además un componente inferior 60 de almacenamiento de fluidos en forma de una banda rectangular que comprende un polímero absorbente formador de hidrogeles o un material de espuma absorbente, y está envuelto en un papel tisú 61. Este componente inferior 60 de almacenamiento de fluidos tiene aproximadamente la misma longitud que los componentes 34 y 36 de almacenamiento de fluidos, y está situado por debajo y en comunicación fluida con la porción central 44 del componente 42 de distribución de fluidos. El componente inferior 60 de almacenamiento es más ancho (en la dirección Y) que la zona 38 de adquisición de fluidos que está formada, en parte, por los componentes 34 y 36 de almacenamiento. Este componente inferior 60 de almacenamiento de fluidos está situado por debajo de la zona 38 de adquisición de fluidos.
Con la primera exposición a fluidos corporales acuosos, los componentes superiores 34 y 36 de almacenamiento comienzan a hincharse, aumentando de calibre en al menos 2 mm cuando se saturan completamente. Este aumento de calibre incrementa el volumen vacío de la zona 38 de adquisición. En consecuencia, el artículo absorbente es mucho más capaz de manejar "descargas copiosas" subsiguientes de fluidos corporales acuosos. Preferiblemente, los componentes superiores de almacenamiento se expandirán en al menos 100% en la dirección Z. Por supuesto, debido a que la longitud y la anchura de la zona de adquisición de fluidos también afectará al volumen vacío del núcleo, en tales núcleos puede que no se requiera la expansión del 100% en la dirección Z.
La Figura 3 muestra una sección transversal de un artículo absorbente 110 que tiene una lámina superior 112, una lámina posterior 114 y un núcleo absorbente 118 alternativo situado entre la lámina superior y la lámina posterior. Este núcleo absorbente 118 alternativo también tienen dos componentes superiores 134 y 136 de almacenamiento de fluidos que comprenden un polímero absorbente formador de hidrogeles o una espuma polímera, y que están por debajo y son adyacentes a la lámina superior 112. Estos componentes 134 y 136 de almacenamiento de fluidos están separados lateralmente entre sí y definen, en parte, la zona de adquisición de fluidos identificada generalmente como 138. Una capa 143 de papel tisú está situada entre estos componentes superiores 134 y 136 de almacenamiento de fluidos y el componente 142 de adquisición/distribución de fluidos. Este componente 142 de adquisición/distribución de fluidos tiene una porción central 144 situada por debajo de la zona 138 de adquisición de fluidos, y tiene porciones laterales 146 y 148. La porción lateral 146 está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 136 de almacenamiento de fluidos, mientras que la porción lateral 148 está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 134 de almacenamiento de fluidos.
El núcleo absorbente 118 incluye además un componente inferior 160 de almacenamiento de fluidos que comprende un polímero absorbente formador de hidrogeles o un material de espuma polímera absorbente. Este componente inferior 160 de almacenamiento de fluidos está situado por debajo y en comunicación fluida con la porción central 144 del componente 142 de distribución de fluidos. Este componente inferior 160 de almacenamiento de fluidos también está situado por debajo de la zona 138 de adquisición de fluidos, y es más ancho que la zona 138 de adquisición de fluidos. Esto es, el componente 160 de almacenamiento es más ancho que el espacio entre los componentes 134 y 136 de almacenamiento de fluidos. Como se muestra en la Figura 3, los componentes del núcleo absorbente 118 están envueltos en un papel tisú 164. El tisú 164 está unido adhesivamente al tisú 143 en los puntos indicados por 166
y 168.
Con la primera exposición a fluidos corporales acuosos, los componentes superiores 134 y 136 de almacenamiento comienzan a hincharse, aumentando de calibre en al menos 2 mm cuando están completamente saturados. Las uniones adhesivas 166 y 168 evitan la expansión lateral de los componentes 134 y 136 de almacenamiento en la zona 138 de adquisición. El aumento de calibre aumenta el volumen vacío de la zona 138 de adquisición. En consecuencia, el artículo absorbente es capaz de manejar mejor las "descargas copiosas" subsiguientes de fluidos corporales
acuosos.
La Figura 4 muestra una sección transversal de un artículo absorbente 210 que tiene una lámina superior 212, una lámina posterior 214 y otro núcleo absorbente 218 alternativo situado entre la lámina superior y la lámina posterior. Este núcleo absorbente 218 alternativo también tiene dos componentes superiores 234 y 236 de almacenamiento de fluidos que comprenden un polímero absorbente formador de hidrogeles y están por debajo y adyacentes a la lámina superior 212. Estos componentes 234 y 236 de almacenamiento de fluidos están separados lateralmente entre sí y definen la zona de adquisición de fluidos identificada generalmente como 238. Una capa de papel tisú 243 está situada entre estos componentes superiores 234 y 236 de almacenamiento de fluidos y sobre el componente 242 de adquisición/distribución de fluidos que comprende una matriz fibrosa que tiene partículas de polímero absorbente formador de hidrogeles dispersadas homogéneamente en ella. El componente 242 de distribución de fluidos tiene una porción central 244 situada por debajo de la zona 238 de adquisición de fluidos, y tiene porciones laterales 246 y 248. La porción lateral 246 está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 236 de almacenamiento de fluidos, mientras que la porción lateral 248 está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 234 de almacenamiento de fluidos. Como se muestra en la Figura 4, los componentes del núcleo absorbente 218 están envueltos en un papel tisú 264. El tisú 264 está unido adhesivamente al tisú 242 en los puntos indicados por 266
y 268.
Con la primera exposición a fluidos corporales acuosos, los componentes superiores 234 y 236 de almacenamiento comienzan a hincharse, aumentando de calibre en al menos 2 mm cuando están totalmente saturados. Las uniones adhesivas 266 y 268 evitan la expansión lateral de los componentes 234 y 236 de almacenamiento en la zona 238 de adquisición. El aumento de calibre aumenta el volumen vacío de la zona 238 de adquisición. En consecuencia, el artículo absorbente es capaz de manejar menor "descargas copiosas" subsiguientes de fluidos acuosos
corporales.
La Figura 5 muestra una sección transversal de un artículo absorbente 310 que tiene una lámina superior 312, una lámina posterior 314 y aún otro núcleo absorbente 318 alternativo situado entre la lámina superior y la lámina posterior. Este núcleo absorbente 318 alternativo tiene una capa continua 320 que comprende un polímero absorbente formador de hidrogeles o una espuma polímera absorbente que está parcialmente envuelta alrededor del componente 342 de distribución de fluidos, teniendo esta capa continua 320 la capacidad para expandirse en la dirección Z al absorber fluidos corporales. La capa continua 320 incluye componentes o secciones superiores 334 y 336 de almacenamiento de fluidos que están por debajo y adyacentes a la lámina superior 312, y un componente o sección inferior 360 de almacenamiento de fluidos que está por debajo del componente 342 de distribución de fluidos. El espacio entre los componentes/secciones 334 y 336 de almacenamiento de fluidos define la zona de adquisición de fluidos identificada generalmente como 338. La porción central 344 del componente 342 de distribución de fluidos está por debajo de la zona 338 de adquisición de fluidos. La porción lateral 346 del componente 342 de distribución de fluidos está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 336 de almacenamiento de fluidos, mientras que la porción lateral 348 está situada por debajo y en comunicación fluida con el componente 334 de almacenamiento de fluidos. El componente o sección 360 de almacenamiento de fluidos está por debajo y en comunicación fluida con el componente 342 de distribución de fluidos.
Con la primera exposición a fluidos acuosos corporales, los componentes o secciones superiores 334 y 336 de almacenamiento comienzan a hincharse, aumentando de calibre en al menos 2 mm cuando están completamente saturados. El aumento de calibre aumenta el volumen vacío de la zona 338 de adquisición. En consecuencia, el artículo absorbente es capaz de manejar mejor "descargas copiosas" subsiguientes de fluidos acuosos corporales.
La Figura 6 muestra una sección transversal de un artículo absorbente 410 que tiene una lámina superior 412, una lámina posterior 414 y un núcleo absorbente 418 alternativo situado entre la lámina superior y la lámina posterior. Este núcleo absorbente 418 alternativo también tiene dos componentes superiores 434 y 436 de almacenamiento de fluidos que comprenden un polímero absorbente formador de hidrogeles o una espuma absorbente polímera, y están situados por debajo y adyacentes a la lámina superior 412. Estos componentes 434 y 436 de almacenamiento de fluidos están separados lateralmente entre sí y definen la zona de adquisición de fluidos identificada generalmente como 438. Cuando comprenden un polímero absorbente formador de hidrogeles, estos componentes 434 y 436 de almacenamiento de fluidos están unidos adicionalmente a sustratos 435 y 437, respectivamente. Independientemente del material que comprende los componentes 434 y 436 de almacenamiento de fluidos, ambos están doblados en forma de C como se muestra en la Figura 6.
Una capa 443 de papel tisú está situada debajo de estos componentes superiores 434 y 436 de almacenamiento de fluidos, y sobre el componente 442 de distribución de fluidos. Este componente 442 de distribución de fluidos está situado por debajo y en comunicación fluida con los componentes 434 y 436 de almacenamiento de fluidos, y debajo de la zona 438 de adquisición de fluidos.
El núcleo absorbente 438 incluye además un componente interior 460 de almacenamiento de fluidos que comprende un polímero absorbente formador de hidrogeles o una espuma absorbente. Este componente inferior de almacenamiento de fluidos está situado por debajo y en comunicación fluida con el componente 442 de distribución de fluidos. Este componente inferior 460 de almacenamiento de fluidos también está situado por debajo de la zona 438 de adquisición de fluidos.
Con la primera exposición a fluidos acuosos corporales, los componentes superiores 434 y 436 de almacenamiento comienzan a hincharse, aumentando de calibre en al menos 2 mm cuando están completamente saturados. Las capas sustrato 435 y 437 evitan la expansión lateral de los componentes 434 y 436 de almacenamiento hacia la zona de adquisición 438. El plegamiento en C de los componentes superiores 434 y 436 de almacenamiento de fluidos potencia la capacidad de estos componentes para hincharse en la dirección Z, aumentando de ese modo el volumen vacío de la zona 438 de adquisición. El aumento de calibre aumenta el volumen vacío de la zona 438 de adquisición. En consecuencia, el artículo absorbente es capaz de manejar mejor "descargas copiosas" subsiguientes de fluidos acuosos corporales.
H. Método de ensayo - Velocidad de Adquisición de Fluidos
La velocidad a la que un artículo absorbente, tal como un pañal, es capaz de adquirir líquidos se mide mediante el siguiente ensayo de adquisición que se ha desarrollado para este fin particular. El ensayo de adquisición se debe realizar sobre un mínimo de tres muestras de una configuración dada de pañal, para proporcionar resultados estadísticamente significativos.
Principio
Este ensayo simula la introducción de orina en un pañal en las siguientes condiciones:
1)
Se aplica una presión de 2,75 kPa a una muestra de pañal.
2)
Se aplica un total de 2 o más cargas de orina sintética, a una velocidad de 10 ml/s, a la muestra de pañal, con un período de tiempo de 5 minutos (tiempo de nivelación) entre cada carga.
Aparato
Habitación acondicionada: La temperatura y la humedad están controladas dentro de los siguientes límites:
Temperatura: 22,3 \pm 1,6ºC *
Humedad relativa: 50 \pm 2%
Aparato medidor de la
adquisición: Obtenido de Concord - Renn Co. 6315 Warrick St., Cincinnati, OH. 45227
Partes
Lecho de ensayo (PLEXIGLAS)
\begin{minipage}[t]{120mm}Espuma base - espuma de 15,2 cm x 50,8 cm x 2,5 cm cubierta con material de lámina posterior de polietileno - tipo de espuma: densidad 0,016 g/cm^{3}.\end{minipage}
IDL 24 psi
Boquilla
Placa de cubierta
Cilindros graduados:
(100 ml) (1.000 ml) VWR Scientific, (100 ml) número de catálogo: 24711-310
(1.000 ml) número de catálogo: 24711-364 o equivalente
Matraz Erlenmeyer:
(6.000 ml) VWR Scientific número de catálogo: 29135-307 o equivalente
Bomba digital: Cole-Parmer Instrument Co.; Tel. No. (800) 323-4340
Número de catálogo: G-07523-20
Cabeza de la bomba de
carga fácil: Cole-Parmer Instrument Co. número de catálogo: G-07518-02
Agua destilada: fuente conveniente
Orina sintética seca: Jayco SynUrine
Montaje del aparato de ensayo
El aparato de ensayo se debe montar como se muestra en la Figura 7. Al aparato de ensayo se le da el número de referencia 520. El aparato de ensayo 520 se sitúa sobre una mesa o puesto de trabajo adecuado. El aparato de ensayo 520 comprende un suministro de orina sintética 524, una bomba 528, un par de conexiones eléctricas (o sondas) 536, y un portamuestras 546.
La bomba 528 es una bomba volumétrica que está equipada con un cabezal de bomba 530 y un cronómetro digital 532. Las sondas eléctricas 536 están conectadas a la bomba 538 mediante cables eléctricos 538. El tubo Tygon® 540 va desde el suministro de orina sintética 524 a la bomba 528, y de la bomba 528 al portamuestras 546. El tubo Tygon® 540 que va desde la bomba 528 al portamuestras 546 se mantiene preferiblemente sobre el portamuestras 546 mediante un soporte anular (no mostrado). El extremo del tubo Tygon® 540, que va hasta el portamuestras 546, también contiene una boquilla 542 para dirigir la orina sintética sobre la muestra de ensayo.
El portamuestras 546 comprende un lecho de ensayo de PLEXIGLAS, una espuma base 540, y una placa de cubierta 552. El lecho de ensayo 548 se muestra esquemáticamente en la Fig. 7 que comprende una placa base de PLEXIGLAS por simplicidad. El lecho de ensayo 548 también debe tener cuatro paredes de PLEXIGLAS que están situadas en posición vertical con respecto a la base, y rodean a la muestra de pañal 510. Esto evita que la orina sintética se salga del lecho de ensayo 548 durante el ensayo. La espuma base 550 se sitúa sobre la parte superior de la placa base 548 de PLEXIGLAS de forma que la presión sobre la muestra será la misma durante el ensayo. Una muestra de pañal 510 se sitúa sobre la espuma base, con su lámina superior de cara hacia arriba. La placa 552 de cubierta se sitúa entonces encima de la muestra de pañal de forma que la columna cilíndrica 556 que dirige el líquido, y la abertura 558 en la placa de cubierta, estén en el centro transversal de la muestra de pañal. Entonces se colocan pesos 560 sobre la placa 552 de cubierta de forma que se aplica una presión de 2,76 kPa sobre la muestra de pañal.
Las sondas eléctricas 536 están dispuestas de forma que tocan justamente la lámina superior de la muestra de pañal en la región en la que se deposita la orina sintética. Las sondas eléctricas están localizadas fuera y en lugares opuestos de la columna cilíndrica 556 que dirige al líquido. Las sondas eléctricas 536 detectan la presencia de orina sintética sobre la lámina superior de la muestra de pañal. Cuando se ha adquirido toda la orina sintética por la muestra de pañal, se interrumpirá la conexión eléctrica entre las sondas eléctricas 536. Esto proporcionará el tiempo para que la muestra de ensayo adquiera una carga copiosa dada (es decir, 50 ml) de orina sintética.
Preparación de orina sintética
Mídanse cuatro porciones de 1.000 ml de agua destilada en un matraz Erlenmeyer limpio y seco, de 6.000 ml. Añádase una barra de agitación al matraz, y sitúese el matraz en una placa de agitación magnética. Transfiérase cuidadosamente la mezcla de orina sintética seca al matraz que contiene 4.000 ml de agua destilada. Es muy útil un embudo para evitar la pérdida de la mezcla de orina sintética seca. Aclárese el embudo en el matraz de Erlenmeyer con la última porción de 1.000 ml de agua destilada, de forma que se añada al matraz un total de 5.000 ml de agua destilada. Permítase que la disolución se agite hasta que todos los sólidos se disuelvan.
Etiquétese y féchese al matraz; y deséchese cualquier disolución que quede después de 7 días.
Se pueden obtener grandes volúmenes de orina sintética (múltiples de 5.000 ml) si se requieren mayores volúmenes. Úsense volúmenes apropiadamente más grandes de agua destilada (por ejemplo, 10.000 ml en un recipiente de 12.000 ml), y el número apropiado de paquetes de mezcla de orina sintética seca (por ejemplo, 2 paquetes para 10.000 ml).
Procedimiento
1)
Córtese cualquiera de los elásticos del pañal de ensayo, de forma que el pañal descanse totalmente plano. Sitúese el pañal sobre la pieza de espuma en la base del aparato de ensayo de adquisición. El pañal se debe situar con la lámina superior del pañal de cara hacia arriba, de forma que la orina sintética se aplicará sobre la lámina superior. El pañal se debe situar de forma que la boquilla de suministro de orina esté aproximadamente a 7,5 cm del borde frontal del pañal.
2)
Sitúese el montaje de placa de cubierta sobre el pañal.
3)
Sitúense suavemente los pesos apropiados sobre la placa de cubierta de forma que se coloque una presión de 2,72 kPa sobre el pañal.
4)
Muévase el soporte anular en su posición de forma que la boquilla esté directamente encima del centro de la columna cilíndrica de dirección del líquido. Hágase bajar al anillo hasta que la boquilla se sitúe alrededor de 5 cm por encima de la superficie del pañal. Colóquese a la boquilla de forma que esté perpendicular al banco de trabajo.
5)
Enciéndase la bomba.
6)
La bomba comenzará a dispensar el volumen específico de orina sintética*, y el cronómetro funcionará hasta que ese volumen haya sido absorbido por el pañal. Cuando todo el fluido haya sido absorbido por el pañal, el tiempo de adquisición para el volumen de orina sintética añadido (50 ml) aparecerá sobre la bomba digital.
7)
Después de que haya transcurrido un tiempo de liberación de 5 minutos, el ciclo de ensayo se repetirá automáticamente. El ciclo de ensayo se realizará el número deseado de veces de forma que se aplique un volumen específico de orina sintética a la muestra de pañal.
8)
Después de terminar todos los ensayos, hágase pasar agua destilada a través del tubo. Límpiese la superficie de los pequeños contactos de las sondas localizados en el interior de la base del tubo de la placa superior con una pequeña brocha de forma diaria. Si el aparato de ensayo de la adquisición se usa día y noche, y no es posible aclarar la orina sintética del tubo, sustitúyase el tubo mensualmente. Sustitúyase la espuma base cada 3 meses para mantener la firmeza del soporte.
*: Cuando se usa una espuma colapsable, derivada de HIPE, como el componente superior de almacenamiento, la orina sintética Jayco y el equipo se deben equilibrar hasta una temperatura de 31ºC. Las velocidades de adquisición de fluidos se deben medir a esa temperatura.

Claims (6)

1. Un artículo absorbente (10) útil para absorber fluidos acuosos corporales descargados, comprendiendo el artículo absorbente:
A) una lámina superior (12) impermeable a fluidos;
B) una lámina posterior (14);
C) un núcleo absorbente (18) entre la lámina superior (12) y la lámina posterior (14), comprendiendo el núcleo absorbente
(1)
al menos un componente superior (34, 36) de almacenamiento de fluidos capaz de extenderse en la dirección Z cuando entra en contacto con fluidos acuosos corporales, para formar una zona (38) de adquisición de fluidos, estando dicho al menos un componente superior (34, 36) de almacenamiento de fluidos en comunicación fluida directa con la lámina superior (12);
(2)
una zona (38) de adquisición de fluidos capaz de recibir fluidos acuosos corporales, estando dicha zona (38) de adquisición de fluidos al menos parcialmente rodeada por dicho al menos un componente superior (34, 36) de almacenamiento de fluidos y estando situada al menos parcialmente por debajo de la región de descarga de fluidos del núcleo absorbente (18); y
(3)
un y solamente un componente (42) de adquisición/distribución de fluidos capaz de adquirir y transportar fluidos acuosos corporales, estando situada al menos una porción de este componente (42) de adquisición/distribución de fluidos por debajo y en comunicación fluida con dicho al menos un componente superior (34, 36) de almacenamiento de fluidos; y estando situada al menos una porción del componente (42) de adquisición/distribución de fluidos por debajo de la zona (38) de adquisición de fluidos;
(4)
al menos un componente inferior (60) de almacenamiento de fluidos situado por debajo del componente (42) de adquisición/distribución de fluidos.
2. El artículo absorbente (10) de la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo absorbente (10) comprende dos componentes superiores (34, 36) de almacenamiento de fluidos, en forma de bandas que corren longitudinalmente en el núcleo absorbente (18), caracterizado además porque los componentes (34, 36) están separados lateralmente entre sí para formar la zona (38) de adquisición de fluidos al entrar en contacto con fluidos acuosos corporales.
3. El artículo absorbente (10) de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, caracterizado porque el al menos un componente inferior (60) de almacenamiento de fluidos es más ancho que la zona (38) de adquisición de fluidos formada por los componentes superiores (34, 36) de adquisición de fluidos, separados lateralmente entre sí.
4. El artículo absorbente (10) de la reivindicación 2 o de la reivindicación 3, caracterizado porque los dos componentes superiores (34, 36) de almacenamiento de fluidos y el componente inferior (60) de almacenamiento de fluidos comprenden cada uno de 70 a 100%, en peso del componente de almacenamiento respectivo, de polímero absorbente formador de hidrogeles; y en el que la capa (42) de adquisición/distribución de fluidos comprende hasta 30%, en peso de la capa de adquisición/distribución, de polímero absorbente formador de hidrogeles.
5. El artículo absorbente de la reivindicación 2 o de la reivindicación 3, caracterizado porque el componente o componentes superiores (34, 36) de almacenamiento de fluidos, del núcleo absorbente (18), comprenden un material de espuma polímera colapsable derivado de una emulsión de agua en aceite de alta fase interna.
6. El artículo absorbente (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 ó 5, caracterizado porque la capa (42) de adquisición/distribución de fluidos, del núcleo absorbente (18), comprende fibras celulósicas químicamente rigidizadas, preferiblemente fibras rigidizadas térmicamente unidas.
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