ES2253840T3

ES2253840T3 - Estructura absorbente con perfil de ph equilibrado.

Info

Publication number: ES2253840T3
Application number: ES98961997T
Authority: ES
Inventors: Palani Raj Ramaswami Wallajapet; Alice Y. Romans-Hess; Edwin T. Ta; Jian Qin
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: CN1284887A; PL341531A1; KR20010033020A; WO1999030751A2; AU1717299A; DE69833508T2; KR100546551B1; DE69833508D1; EP1037676B1; CN1287869C; MX232381B; RU2214282C2; TW503116B; BR9813400A; WO1999030751A3; EP1037676A2; JP2002508220A; TR200001668T2; AU746439B2; JP4439731B2

Abstract

Estructura o cuerpo absorbente, dotado de una superficie superior, cuya estructura o cuerpo absorbente comprende: a) un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, que tiene grupos funcionales ácidos, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua tiene como mínimo 50% molar de los grupos funcionales ácidos en forma de ácido libre; b) un material básico; y c) un agente tampón que tiene un pKa comprendido entre 2 y 10; en el que la estructura o cuerpo absorbente muestra un valor de la Capacidad de Absorción por capilaridad que es como mínimo de 5 gramos por gramo de estructura absorbente y muestra un pH en la superficie superior que queda comprendido dentro de una gama de valores de 3 a 8.

Description

Estructura absorbente con perfil de pH equilibrado.

Sector técnico al que pertenece la invención

La presente invención se refiere a un cuerpo o estructura absorbente que comprende un polímero insoluble al agua, hinchable en agua, ácido o básico, un material básico o ácido, y un agente tampón, de manera que dicho cuerpo o estructura muestra características absorbentes deseables. De manera específica, la presente invención se refiere a un cuerpo o estructura absorbente que tiene capacidad para absorber una gran cantidad de líquido manteniendo al mismo tiempo un perfil deseable y equilibrado de pH sobre la superficie superior del cuerpo o estructura absorbente o a través de la misma. El cuerpo absorbente es útil en productos absorbentes de un solo uso tales como los productos absorbentes de un solo uso, utilizados para absorber líquidos corporales.

Descripción de las técnicas relacionadas

Es conocida actualmente la utilización de materiales absorbentes que, de modo general son insolubles en agua pero hinchables en la misma, conocidos habitualmente como superabsorbentes, en productos absorbentes de un solo uso. Estos materiales absorbentes se utilizan, en general, en productos absorbentes de un solo uso tales como pañales, pantalones de aprendizaje, productos de incontinencia para adultos y productos para cuidados femeninos, a efectos de aumentar la capacidad absorbente de estos productos reduciendo al mismo tiempo su volumen global. Estos materiales absorbentes se encuentran presentes en general en productos absorbentes de un solo uso en forma de matriz fibrosa, tal como una matriz de material esponjoso de pulpa de madera. Una matriz de pulpa de madera esponjosa tiene, en general, una capacidad absorbente aproximada de 6 gramos de líquido por gramo de material esponjoso. Los materiales superabsorbentes tienen en general una capacidad absorbente, como mínimo de, 10, preferentemente y de modo aproximado 20 y, frecuentemente hasta 100 veces su propio peso en agua. Evidentemente, la incorporación de dichos materiales absorbentes en productos absorbentes de un solo uso puede reducir el volumen total, incrementando al mismo tiempo la capacidad absorbente de dichos productos.

Los materiales superabsorbentes habitualmente utilizados en productos absorbentes de un sólo uso adoptan la forma de un polímero reticulado sustancialmente neutro, tal como sal sódica de un ácido poliacrílico reticulado. La forma de sal de polímero reticulado, se utiliza, en general, dado que la capacidad para la absorción de líquidos acuosos de un polímero reticulado, pero sustancialmente no neutralizado, es típicamente muy baja en comparación con la forma neutralizada, o de sal, del polímero reticulado. No obstante, un aspecto potencialmente ventajoso de la utilización de la forma no neutralizada de un polímero reticulado es que este material tiene capacidad para intercambiar algunos de los cationes presentes en la orina y otros líquidos corporales que típicamente son proyectados contra los productos absorbentes de un sólo uso. En contraste, la forma sustancialmente neutralizada de un polímero reticulado no permite, en general, que tenga lugar dicho intercambio iónico.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención utilizar la forma sustancialmente no neutralizada del polímero reticulado en un producto absorbente de un solo uso en combinación con otros materiales que neutralizarán el polímero reticulado in situ cuando la orina u otros líquidos corporales establecen contacto con un producto absorbente de un solo uso. La utilización de la forma sustancialmente no neutralizada de un polímero reticulado ayudaría a reducir el contenido iónico del líquido corporal por intercambio iónico. La reducción de la concentración iónica de un líquido corporal en contacto con un producto absorbente de un solo uso es, en general, ventajosa por el hecho de que la capacidad absorbente del polímero reticulado está, en general, relacionado de forma inversa a la concentración iónica del líquido objeto de la absorción. Además, la síntesis de la forma sustancialmente no neutralizada de un polímero reticulado proporciona, en general, una mejor red polímera reticulada en comparación con la síntesis de la forma sustancialmente neutralizada del polímero reticulado, por el hecho de que la formación de defectos en la red del polímero se minimiza en general, lo que tiende a incrementar la capacidad absorbente del polímero reticulado. Por lo tanto, otra ventaja potencial de utilizar la forma sustancialmente no neutralizada de un polímero reticulado, que es neutralizado in situ, en un producto absorbente de un solo uso es la mejora de absorción de líquido y distribución que tiene lugar en el producto absorbente de un solo uso dado que se pueden evitar los problemas provocados por el hinchado rápido de la forma sustancialmente neutralizada del polímero reticulado.

Una complicación para la utilización de una forma sustancialmente no neutralizada de un polímero reticulado, con la neutralización in situ del polímero reticulado, es la necesidad de mantener un perfil de pH equilibrado en la superficie del producto absorbente de un solo uso. Al ser neutralizado el polímero reticulado in situ después del contacto con un líquido corporal, pueden tener lugar desequilibrios temporales del pH debido a diferencias en la velocidad de disolución o de ionización del material utilizado para neutralizar el polímero reticulado y la difusión de las especies iónicas a los lugares no neutralizados del polímero reticulado, lo que permite que tenga lugar la neutralización. Este desequilibrio temporal del pH podría tener como resultado un pH alcalino poco deseable o un pH ácido en el producto absorbente de un sólo uso en las proximidades de la piel del usuario, lo cual representa un determinado potencial de irritación de la piel. Como tal, existe la necesidad de controlar el pH en la parte del producto absorbente de un sólo uso que establece contacto con la piel del usuario, o que se encuentra en las proximidades o adyacente a la misma. Al controlar mejor el pH en dicha zona del producto absorbente de un solo uso que establece contacto o que se encuentra en las proximidades o adyacente a la piel del usuario, se debe reducir la incidencia de la irritación de la piel.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención el dar a conocer un cuerpo absorbente que absorbe una gran cantidad de líquido, tal como aproximadamente la misma capacidad final en comparación con cuerpos absorbentes que comprenden materiales superabsorbentes de tipo comercial, de manera que el cuerpo absorbente mantiene un perfil de pH sustancialmente deseable y equilibrado sobre la superficie superior de la estructura absorbente o a lo largo de la misma.

También es un objetivo de la presente invención dar a conocer un cuerpo absorbente que comprende una forma sustancialmente no neutralizada de un polímero reticulado en combinación con un material poco costoso que neutraliza el polímero no reticulado in situ, dado que dicho enfoque puede reducir el coste total de la estructura o cuerpo absorbente.

También es un objetivo de la presente invención dar a conocer un cuerpo absorbente que puede ser preparado de manera simple y con un mínimo de materiales y de aditivos, a efectos de reducir los costes globales de preparación del cuerpo absorbente y también para reducir el efecto potencialmente perjudicial que dichos aditivos pueden tener sobre las características absorbentes globales del cuerpo absorbente.

También es un objetivo de la presente invención dar a conocer un cuerpo absorbente que muestra características únicas, de manera que dicho cuerpo absorbente puede ser utilizado en nuevas aplicaciones.

Características de la invención

En un aspecto de la presente invención, ésta se refiere a un cuerpo absorbente que tiene la capacidad de absorber una cantidad grande de líquido manteniendo simultáneamente un perfil de pH sustancialmente deseable y equilibrado sobre la superficie superior de la estructura absorbente.

Una realización de la presente invención se refiere a una estructura absorbente a utilizar en contacto con la piel humana del usuario, comprendiendo la estructura absorbente una superficie superior orientada hacia la piel del usuario y una superficie inferior orientada en alejamiento de la piel del mismo, comprendiendo además el cuerpo absorbente:

a): un polímero insoluble en agua, e hinchable en agua, que tiene grupos funcionales ácidos, de manera que el polímero insoluble en agua, pero hinchable en la misma, tiene como mínimo aproximadamente 50 por ciento molar de los grupos funcionales ácidos en forma de ácido libre; y

b): un material básico; y

c): un agente tampón que tiene un pka comprendido entre 2 y 10;

de manera que el cuerpo absorbente muestra un valor de la capacidad de absorción capilar que es como mínimo aproximadamente de 5 gramos por gramo de cuerpo absorbente y muestra un pH en la superficie superior que permanece dentro de la gama de valores aproximada de 3 a 8.

Otra realización de la presente invención se refiere a un cuerpo absorbente a utilizar en contacto con la piel humana del usuario, comprendiendo el cuerpo absorbente una superficie superior dirigida hacia la piel del usuario y una superficie inferior orientada en alejamiento de la piel del mismo, comprendiendo además el cuerpo absorbente:

a): un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, que tiene grupos funcionales básicos, en el que el polímero hinchable en agua, insoluble en agua tiene como mínimo aproximadamente 50 por ciento molar de los grupos funcionales básicos en forma de ácido libre; y

b): un material ácido;

en el que el cuerpo absorbente muestra un valor de la capacidad de absorción capilar que es, como mínimo, aproximadamente 5 gramos por gramo de estructura absorbente y muestra un pH en su superficie superior que permanece dentro de la gama de 3 a 8 aproximadamente.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un producto absorbente de un solo uso, que comprende un cuerpo absorbente según la presente invención que muestra las características absorbentes y de pH deseadas.

En una realización de la presente invención, un producto absorbente de un solo uso comprende una lámina superior permeable a los líquidos, una lámina u hoja posterior fijada a la lámina superior, y un cuerpo absorbente dispuesto entre dicha hoja o lámina permeable a los líquidos y la hoja o lámina posterior, de manera que el cuerpo absorbente muestra las características absorbentes y de control de pH deseadas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una ilustración del equipo utilizado en la determinación de los valores de hinchamiento libre y absorbencia bajo carga de un compuesto absorbente.

La figura 2 es una ilustración del equipo utilizado en la determinación de la capacidad de absorción por capilaridad ("Wicking Capacity") de un cuerpo absorbente así como los valores de pH sobre la superficie superior de un cuerpo absorbente.

La figura 3 es una ilustración del equipo utilizado en la determinación de la proporción de ionización de un material.

Descripción detallada de realizaciones preferentes

Se ha descubierto que se puede preparar una estructura o cuerpo absorbente que muestra una capacidad relativamente elevada de absorción total de líquido, manteniendo simultáneamente el perfil sustancialmente deseado y equilibrado de pH sobre la superficie del cuerpo absorbente. De acuerdo con la presente invención, el cuerpo absorbente comprende una superficie superior orientada hacia la piel del usuario y una superficie inferior orientada en alejamiento de la piel del usuario. Tal como se utiliza en esta descripción, la "superficie superior" significa la superficie de un cuerpo absorbente que está destinada a ser utilizada hacia el cuerpo del usuario o adyacente al mismo, mientras que la "superficie inferior" se encuentra, en general, en la cara opuesta del cuerpo absorbente con respecto a la superficie superior y está destinada a su utilización de forma alejada con respecto al cuerpo del usuario pero dirigida, por ejemplo, hacia las prendas interiores, si existen, cuando se utiliza una estructura absorbente.

La estructura o cuerpo absorbente de la presente invención comprende, de manera general, un mínimo de tres componentes distintos. El primer componente es un polímero insoluble en agua, e hinchable en agua. Tal como se utiliza en la estructura absorbente de la presente invención, el polímero hinchable en agua, insoluble en agua necesita proporcionar en mayor medida, al cuerpo absorbente su capacidad de absorción de líquido. Por lo tanto, el cuerpo insoluble en agua, hinchable en agua, necesita ser eficaz proporcionando la capacidad de absorción de líquidos deseada al cuerpo absorbente.

Tal como se utiliza en esta descripción, los términos "comprenden", "comprende", "comprendiendo" o términos similares, están destinados a tener el significado sinónimo de "incluyendo", "teniendo", "conteniendo" o "caracterizado por" y están destinados a tener un carácter abierto y no destinado a excluir otros componentes no citados, elementos o etapas de método adicionales.

Tal como se utiliza en esta descripción, el término "insoluble en agua, hinchable en agua" está destinado a indicar un material que, cuando es expuesto a un exceso de agua, se hincha hasta su volumen de equilibro, pero no se disuelve en la solución. Por lo tanto, el material insoluble en agua, hinchable en agua retiene de manera general su identidad original o estructura física, pero en un estado muy expansionado, durante la absorción del agua y, por lo tanto, debe tener suficiente integridad física para resistir el flujo y la fusión con partículas adyacentes.

Tal como se utiliza en esta descripción, un material se consideraría "soluble en agua" cuando se disuelve sustancialmente en un exceso de agua para formar una solución, perdiendo, por lo tanto, su forma inicial, de manera típica en forma de partículas, y pasando a estar molecularmente dispersado en la solución de agua. Como norma general, un material soluble en agua se encontrará libre de un grado sustancial de reticulación, puesto que la reticulación tiende a ser el material insoluble en agua.

Una característica de un polímero insoluble en agua, hinchable en agua que es relevante para su efectividad en proporcionar la capacidad deseada de absorción de líquido al cuerpo absorbente es su peso molecular. En general, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, con elevado peso molecular mostrará una mayor capacidad de absorción de líquido en comparación con un polímero insoluble en agua, hinchable en agua con un peso molecular más bajo.

El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, utilizable en el cuerpo absorbente puede tener, en general, una amplia gama de pesos moleculares. Un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, con un peso molecular relativamente alto, es frecuentemente ventajoso para su utilización en la presente invención. No obstante, se tiene a disposición generalmente una amplia gama de pesos moleculares a utilizar en la presente invención. Los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, adecuados para su utilización en la presente invención tendrán de manera ventajosa un peso molecular promedio en peso superior a 100.000 aproximadamente, de manera más ventajosa superior a 200.000 aproximadamente, de manera adecuada superior y aproximadamente a 500.000, de manera más adecuada todavía superior a 1.000.000 llegando hasta aproximadamente 10.000.000. Los métodos para determinar el peso molecular de un polímero son conocidos por los técnicos de la materia.

En algunos casos, es más conveniente expresar el peso molecular de un polímero en términos de su viscosidad en una solución acuosa al 1,0% en peso a 25ºC. Los polímeros adecuados para su utilización en la presente invención tendrán de manera apropiada una viscosidad en una solución acuosa a 1,0% en peso a 25ºC comprendida entre 100 centipoise (100 mPa.s) y aproximadamente 80.000 centipoise (80.000 mPa.s), de manera más adecuada desde aproximadamente 500 centipoise (500 mPa.s) hasta aproximadamente 80.000 centipoise (80.000 mPa.s), y de manera más apropiada desde unos 1.000 centipoise (1.000 mPa.s) hasta aproximadamente 80.000 centipoise (80.000 mPa.s).

El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, útil en el compuesto absorbente será, en general, reticulado. La cantidad de reticulación debe encontrarse, en general, por encima de una cantidad mínima suficiente para hacer el polímero insoluble en agua pero también por debajo de una cierta cantidad máxima, a efectos de permitir que el polímero sea suficientemente hinchable en agua de manera que, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, absorbe una cantidad deseada de líquido.

La reticulación del polímero se puede conseguir, en general, por cualquiera de dos tipos de agentes reticulantes distintos. El primer tipo de agente reticulante es un agente reticulante polimerizable. Los agentes reticulantes polimerizables adecuados son en general reactivos con respecto al monómero o monómeros utilizados para preparar el polímero y, por lo tanto, comprenden en general como mínimo dos grupos funcionales que son capaces de reaccionar con los monómeros. Se incluyen entre los ejemplos de agentes reticulantes polimerizables adecuados los monómeros etilénicamente insaturados, tales como N-N'-metilen bis-acrilamida, para polimerización de radicales libres y poliaminas o polioles para polimerización por condensación.

El segundo tipo de agente raticulante es un agente reticulante latente. Los agentes reticulantes latentes pueden ser en general, polimerizables o no polimerizables. Los agentes reticulantes no polimerizables generalmente no toman parte en el proceso general de polimerización sino que, en vez de ello, son reactivos con respecto al polímero en un punto más adelantado de tiempo cuando se proporcionan condiciones de reticulación apropiadas. Los agentes de reticulación polimerizables toman parte en el proceso de polimerización global, pero en general no provocan reticulación intermolecular. La reticulación intermolecular tiene lugar generalmente en un punto más adelantado de tiempo, cuando se dispone de condiciones de reticulación apropiadas. Las condiciones apropiadas de tratamiento posterior incluyen la utilización de tratamiento térmico, tal como una temperatura por encima de unos 60ºC, exposición a rayos ultravioleta, exposición a microondas, tratamiento con vapor o humedad elevada, tratamiento a presión elevada o tratamiento con un disolvente orgánico.

Los agentes de reticulación latente no polimerizables adecuados para utilización en la presente invención son en general solubles en agua. Un agente reticulante no polimerizable, latente, adecuado, es un compuesto orgánico que tiene por lo menos dos grupos funcionales o funcionalidades capaces de reaccionar por cualquier grupo carbóxilo, carboxílico, amino o hidroxilo en el polímero. Se incluyen entre los ejemplos de agentes reticulantes no polimerizables latentes adecuados, sin que ello sirva de limitación, las diaminas, poliaminas, dioles, polioles, ácidos policarboxílicos y polióxidos. Otro agente reticulante no polimerizable latente, adecuado, comprende un ión metálico con más de dos cargas positivas, tal como Al^{3+}, Fe^{3+}, Ce^{3+},Ce^{4+}, Ti^{4+}, Zr^{4+} y Cr^{3+}.

Cuando el polímero es un polímero catiónico, el agente reticulante no polimerizable latente adecuado es un material polianiónico tal como poliacrilato sódico, carboximetil celulosa o polifosfato.

Los agentes reticulantes polimerizables latentes, adecuados para su utilización en la presente invención, son en general solubles en agua y reactivos con respecto al monómero o monómeros utilizados para preparar el polímero insoluble en agua, hinchable en agua. Los agentes reticulantes polimerizables latentes contienen en general un mínimo de grupo funcional o funcionalidad capaz de reaccionar con el monómero o monómeros y como mínimo un grupo funcional o funcionalidad capaz de reaccionar con cualquier grupo carbóxilo, carboxílico, amino o hidroxilo del polímero. Se incluyen entre los agentes de reticulación polimerizables latentes adecuados, sin que ello sirva de limitación, etilén glicol viniléter, amino propano viniléter, dietilamino etil metacrilato, alilamina, metilalilamina,
etilalilamina.

En una realización de la presente invención, el polímero insoluble en agua, hinchale en agua, utilizable en la estructura absorvente, será de naturaleza ácida. Tal como se utiliza en esta descripción, un material "ácido" está destinado a referirse a un material que puede actuar como aceptador de electrones y que, en solución acuosa, muestra un pH comprendido entre 0 y 7. De manera adecuada, el pH se mide aproximadamente a 25ºC. Los métodos para la medición del pH de la solución acuosa son bien conocidos en la técnica.

En general, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, utilizables en la estructura o cuerpo absorvente de la presente invención pueden ser o bien de naturaleza fuertemente o débilmente ácida. En general, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, que es fuertemente ácido mostrará un pKa menor de 2 aproximadamente. En general, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, que es débilmente ácido mostrará un pKa superior a 2 aproximadamente. Como tales, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, útiles en la estructura o cuerpo absorbente de la presente invención pueden mostrar una amplia gama de valores pKa, pero ventajosamente tendrán un pKa comprendido aproximadamente, entre 0 y 12, más ventajosamente entre 2 y 10 aproximadamente y de manera adecuada entre 3 y 7 aproximadamente. Tal como se apreciará por los técnicos en la materia, un ácido monobásico tendrá en general un valor de pKa único, mientras que los ácidos multibásicos tendrán en general valores múltiples de pKa. Si no se indica lo contrario, la referencia al valor pKa de un ácido multibásico está destinada a hacer referencia al valor pKa_{1} del ácido multibásico.

En algunos casos, puede ser más conveniente medir el pKa del monómero o monómeros utilizados para preparar un polímero. Si bien el pKa del monómero o monómeros y el polímero preparado a partir de dichos monómeros pueden no ser idénticos, dichos valores de pKa deben ser sustancialmente similares. Como tales, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, útiles en la estructura absorbente se pueden preparar a partir de un monómero único o una combinación de monómeros que muestra una amplia gama de valores de pKa, pero dichos monómeros tendrán ventajosamente un pKa con valores comprendidos aproximadamente entre 0 y 12, más ventajosamente entre 2 y 10 aproximadamente, y de forma apropiada entre 3 y 7 aproximadamente.

El pKa de un ácido representa la magnitud de disociación o, en otras palabras, la concentración del ácido y está destinado a esta descripción a ser medido en condiciones, tales como temperatura específica, en las que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua es utilizado. De manera apropiada, el pKa es medido aproximadamente a 25ºC. En general, cuanto más débil es el ácido, mayor será el valor de pKa. Los valores de pKa para muchos ácidos a diferentes temperaturas son bien conocidos y pueden ser encontrados en cualquiera de múltiples referencias disponibles, tal como en el CRC Handbook of Chemistry & Physics, 75 edición, editado por David R. Lide, CRC Press (1994).

Los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, incluirán grupos funcionales que son capaces de actuar como ácidos. Estos grupos funcionales incluyen, sin que ello sirva de limitación, grupos carbóxilo, grupos sulfónicos, grupos sulfato, grupos sulfito y grupos fostato. De manera adecuada, los grupos funcionales son grupos carbóxilo. En general, los grupos funcionales son asociados a un polímero base reticulado. Se incluyen entre los polímeros base adecuados las poliacrilamidas, polivinil alcoholes, copolímeros de etileno y anhídrido maleico, poliviniéteres, ácido poliacrilamido metilpropan sulfónico, ácidos poliacrílicos, polivinilpirrolidonas, polivinilmorfolinas y copolímeros de los polímeros anteriormente indicados. Los polímeros de polisacáridos de base natural pueden ser utilizados también e incluyen carboxilmetilcelulosas, carboxilmetil almidones, hidroxipropil celulosas, alginas, alginatos, carragenanos, almidones con injertos acrílicos, celulosas con injertos acrílicos y copolímeros de los polímeros anteriormente indicados. También se pueden utilizar polipéptidos sintéticos tales como ácido poliaspártico y ácido poliglutámico.

El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, necesita, en general, encontrarse en su forma de ácido libre. En general, es deseable que el polímero disoluble en agua, hinchable en agua, ácido, tenga ventajosamente como mínimo 50% molar, de manera más ventajosa un mínimo aproximado de 70% molar, de manera adecuada un mínimo de 80% molar, de manera más apropiada un mínimo de 90% molar y de forma más apropiada sustancialmente 100% molar aproximadamente de sus grupos funcionales ácidos en forma de ácido libre. Entonces, y de manera alternativa, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, no debe ser sustancialmente neutralizado cuando se utiliza en el cuerpo o estructura absorbente de la presente invención. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, hichable en agua, ácido, tenga un grado de neutralización de estos grupos funcionales ácidos que, de manera ventajosa, es menor de 50% molar aproximadamente, más ventajosamente menos de aproximadamente 30% molar, de manera adecuada menos de 20% molar aproximadamente, de manera más adecuada menos de aproximadamente 10% molar, y de manera más adecuada sustancialmente 0% molar aproximadamente.

Los superabsorbentes disponibles comercialmente se encuentran en general en forma sustancialmente neutralizada o en forma de sal. La razón de ello es que, en general, a efectos de tener una capacidad relativamente elevada para la absorción de líquidos, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua debe ser un polielectrólito. No obstante, tal como se ha explicado, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, utilizables en la presente invención se encuentran sustancialmente en su forma de ácido libre. Por lo tanto, dichos polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, en su forma de ácido libre no tienen, en general, por sí mismos, una capacidad relativamente elevada para la absorción de líquidos.

No obstante, se ha descubierto en la presente invención que, cuando un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, del tipo indicado, sustancialmente en su forma de ácido libre, se combina o se mezcla con un segundo material básico, la combinación o mezcla resultante mostrará una capacidad relativamente alta de absorción de líquido. Se cree que ello es debido a que al ser colocada la mezcla en solución acuosa, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, sustancialmente en forma de ácido libre, reacciona con el segundo material básico, y el equilibrio químico tiene tendencia a convertir el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, de su forma de ácido libre a su respectiva forma de sal. Como tal, la mezcla que comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, sustancialmente neutralizado, no mostrará una capacidad relativamente elevada para absorción de líquidos. Además, la conversión del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, de su forma de ácido libre a su respectiva forma de sal en solución que contiene el electrólito, tal como la solución acuosa de cloruro sódico o de orina, puede tener un efecto sustancial de eliminación de sal en la solución que contiene el electrólito, mejorando por lo tanto el comportamiento en la absorción de líquidos de la mezcla que comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua al reducir cualquier efecto de contaminación por una sal.

En otra realización de la presente invención, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua utilizable en el cuerpo absorbente tendrá naturaleza básica. Tal como se utiliza en esta descripción, el término material "básico" está destinado a hacer referencia a un material que puede actuar como cedente de electrones y que, en solución acuosa, muestra un pH entre 7 y 14 aproximadamente. De manera adecuada, es medido el pH a unos 25ºC. Los métodos para la medición del pH de una solución acuosa son bien conocidos en esta técnica.

En general, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, utilizables en la estructura absorbente de la presente invención, pueden ser o bien fuertemente o débilmente básicos en su naturaleza. En general, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua que es fuertemente básico mostrará un pKa superior a 12 aproximadamente. En general, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, que es débilmente básico, mostrará un pKa menor de 12 aproximadamente. Como tales, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, básicos, utilizables en el cuerpo absorbente de la presente invención pueden mostrar una amplia gama de valores de pKa, pero ventajosamente tendrán un pKa comprendido aproximadamente entre 2 y 14, más ventajosamente entre 4 y 12 aproximadamente, y de manera adecuada entre 7 y 11 aproximadamente. Tal como se apreciará por cualquier técnico en la materia, una base monobásica tendrá generalmente un valor único de pKa, mientras que las bases multibásicas tendrán generalmente múltiples valores de pKa. Excepto si se indica de otro modo, en esta descripción, la referencia al valor pKa de una base multibásica está destinada a hacer referencia al valor pKa_{1} de la base multibásica.

En algunos casos, puede ser más conveniente medir el pKa del monómero o monómeros utilizados para preparar un polímero. Si bien el pKa del monómero o monómeros y el polímero preparado a partir de dichos monómeros pueden no ser idénticos, dichos valores de pKa deben ser sustancialmente similares. Como tales, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, básicos, utilizables en el cuerpo absorbente de la presente invención pueden ser preparados a partir de un monómero único o de una combinación de monómeros que muestra una amplia gama de valores pKa, pero dichos monómeros tendrán ventajosamente un pKa comprendido aproximadamente entre 2 y 14, más ventajosamente entre 4 y 12 aproximadamente, y de manera apropiada entre 7 y 11 aproximadamente.

El pKa de una base representa la extensión de disociación o bien, en otras palabras, la concentración de la base y está destinado en esta descripción a ser medido en las condiciones, tales como temperatura específica, bajo las que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, va a ser utilizado. De manera adecuada, el pKa es medido aproximadamente a 25ºC. En general, cuanto más débil es la base, menor será el valor de pKa. Los valores de pKa para muchas bases a diferentes temperaturas son bien conocidas y se pueden encontrar en muchas referencias disponibles, tal como en CRC Handbook of Chemistry & Physics, edición 75, editada por David R. Lide, CRC Press (1994).

Los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, básicos, adecuados incluirán grupos funcionales que son capaces de actuar como bases. Dichos grupos funcionales incluyen, sin que ello sirva de limitación, grupos primarios, secundarios o terciarios amino, grupos imino, imido, amido y grupos amonio cuaternario. De manera adecuada, los grupos funcionales son grupos amino primarios o grupos de amonio cuaternario. En general, los grupos funcionales son acoplados a un polímero base reticulado. Se incluyen entre los polímeros base adecuados las poliaminas, polietileniminas, poliacrilamidas, hidróxido polidialil dimetil amónico y amonios policuaternarios, así como sus copolímeros. También se pueden utilizar polímeros de polisacáridos de base natural incluyendo éstos quitina y quitosán. También se pueden realizar polipéptidos sintéticos tales como poliasparaginas, poliglutaminas, polilisinas y poliargininas.

El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, necesita, en general, encontrarse en su forma básica libre. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico tenga de manera ventajosa como mínimo 50% molar, de manera más ventajosa como mínimo 70% molar aproximadamente, adecuadamente como mínimo 80% molar, de manera más apropiada como mínimo 90% molar y de manera más adecuada sustancialmente 100% molar aproximadamente de sus grupos funcionales básicos en forma de base libre. Entonces, de forma alternativa, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, no debe ser sustancialmente neutralizado cuando se utiliza en la estructura o cuerpo absorbente de la presente invención. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, tenga un grado de neutralización de sus grupos funcionales básicos que ventajosamente es menor de 50 molar por cien, más ventajosamente menor de aproximadamente 30% molar, de manera adecuada menos de 20% molar aproximadamente, de manera más adecuada menos de 10% molar aproximadamente, y de manera más adecuada sustancialmente 0% molar aproximadamente.

Los superabsorbentes disponibles en el comercio se encuentran en forma sustancialmente neutralizada o de sal. La razón de ello es que, en general, para tener una capacidad relativamente elevada para absorción de líquido, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua debe ser un polielectrólito. No obstante, tal como se explica en esta descripción, los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, básicos, utilizables en la presente invención, se encuentran sustancialmente en su forma de base libre. Por lo tanto, dichos polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, en forma de base libre no tienen en general, por su parte, una capacidad relativamente elevada de absorción de líquido.

No obstante, se ha descubierto en la presente invención que cuando dicho polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, sustancialmente en su forma de base libre, es combinado o mezclado con un segundo material ácido, la combinación o mezcla resultante mostrará una capacidad relativamente elevada de absorción de líquido. Se cree que la razón de ello es porque, dado que la mezcla es colocada en una solución acuosa, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, sustancialmente en forma de base libre, reacciona con un segundo material ácido, y el equilibrio químico actúa en favor de la conversión del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, de su forma de base libre a su correspondiente forma de sal. Como tal, la mezcla que comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, sustancialmente neutralizado, no mostrará una capacidad relativamente elevada de absorción de líquido. Además, la conversión del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, de su forma de base libre a su forma de correspondiente sal en una solución que contiene un electrólito, tal como una solución acuosa de cloruro sódico o de orina, puede tener un efecto sustancial de eliminación de la sal en la solución que contiene el electrólito, mejorando por lo tanto el comportamiento de absorción de líquido de la mezcla que comprende el polímero hinchable en agua, insoluble en agua, al reducir cualquier efecto de contaminación por acción de la sal.

En contraste con lo anterior, se ha descubierto que un material único o polímero único, que comprende simultáneamente grupos funcionales ácidos y básicos dentro de su estructura molecular, no mostrará las características absorbentes deseadas que se han descrito. Se cree que la causa de ello es que dichos grupos funcionales ácidos y básicos dentro de una única estructura molecular reaccionarán de manera típica entre sí, lo cual puede resultar en una estructura de polímero reticulado. Como tal, en general, no resulta posible preparar la estructura absorbente de la presente invención preparando un copolímero a partir de los monómeros ácido y básico o preparando una dispersión a nivel molecular, tal como en una solución acuosa, de materiales solubles en agua ácidos y básicos dado que, durante dicha copolimeri-
zación o dispersión a nivel molecular, los materiales ácidos y básicos reaccionarán típicamente entre sí reticulándose.

El polímero disoluble en agua, hinchado en agua, ácido o básico, puede ser utilizado, en general, en la estructura absorbente en una serie de formas distintas. Entre los ejemplos de las formas que puede adoptar el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, se incluyen las partículas, copos, fibras, películas y estructuras no tejidas. Cuando la estructura o cuerpo absorbente es utilizado en productos absorbentes de un solo uso, se desea, en general, que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, adapte forma de partículas discretas, fibras o copos en una matriz fibrosa. Cuando adopta forma de partículas, es deseable de manera general que las partículas tengan una dimensión en sección transversal máxima que ventajosamente se encuentra dentro de una gama desde los 50 micras a unos 2.000 micras, de manera adecuada, dentro de una gama de aproximadamente 100 micras a unas 1.000 micras,
y de manera más adecuada dentro de una gama aproximada de 300 micras hasta aproximadamente 600 micras.

Cuando el primer componente a utilizar en la estructura absorbente de la presente invención es un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, el segundo componente a utilizar en la estructura absorbente de la presente invención es un material básico. Tal como se utiliza en la presente descripción, un material "básico" está destinado a hacer referencia a un material que puede actuar como cedente de electrones y que, en solución acuosa, muestra un pH comprendido entre 7 y 14 aproximadamente. De manera adecuada, el pH se mide aproximadamente a 25ºC. Se incluyen entre los ejemplos apropiados de segundos materiales básicos, sin que ello sirva de limitación, materiales básicos polímeros, tales como poliaminas, poliiminas, poliamidas, amonios policuaternarios, quitinas, quitosanes, poliasparaginas, poliglutaminas, polilisinas y poliargininas; materiales orgánicos básicos, tales como sales orgánicas, tales como citrato sódico y aminas alifáticas y aromáticas, iminas y amidas; y bases inorgánicas, tales como óxidos metálicos, tales como óxido cálcico y óxido de aluminio; hidróxidos, tales como hidróxido de bario; sales, tales como carbonato sódico, bicarbonato sódico y carbonato cálcico; y mezclas de los mismos. El segundo material básico puede ser, en general, o bien una base fuerte o bien una base débil. No obstante, la intensidad del carácter básico del segundo material básico se ha observado que afecta potencialmente a la tasa de absorción de líquido de la estructura o cuerpo absorbente de la invención. En general, una estructura absorbente que comprende un segundo material básico relativamente fuerte mostrará una tasa de absorción de líquido relativamente más rápida en comparación con una estructura o cuerpo absorbente, según la invención, que comprende un segundo material básico relativamente más débil.

En general, los segundos materiales básicos utilizables en el cuerpo o estructura absorbente pueden ser de naturaleza fuertemente básica o débilmente básica. En general, un segundo material básico que es fuertemente básico mostrará un valor de pKa superior aproximadamente a 12. En general, un segundo material básico que es débilmente básico mostrará un pKa menor a 12 aproximadamente. Por lo tanto, los segundos materiales básicos utilizables en la estructura o cuerpo absorbente de la invención pueden mostrar una amplia gama de valores pKa, pero ventajosamente tendrán un pKa comprendido aproximadamente entre 4 y 14, más ventajosamente entre 5 y 14 aproximadamente y, de manera adecuada, entre 8 y 14 aproximadamente.

En una realización ventajosa de la presente invención, el segundo material básico puede ser también un polímero insoluble en agua, hinchable en agua. En esta realización, tanto el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, como el segundo material polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, pueden ser utilizados para contribuir a la capacidad de absorción total de líquido de la estructura o cuerpo absorbente, consiguiendo de esta manera potencialmente una capacidad de absorción de líquido más elevada de la estructura absorbente en comparación con la utilización de un segundo material básico que no es un polímero insoluble en agua, hinchable en agua.

En algunos casos, puede ser más conveniente medir el pKa del monómero o monómeros utilizados para preparar un polímero. Si bien el pKa del monómero o monómeros y el polímero preparado a partir de dichos monómeros pueden no ser idénticos, dichos valores de pKa deben ser sustancialmente similares. Por lo tanto, se pueden preparar a partir de un monómero único o de una combinación de monómeros polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, utilizables en la estructura o cuerpo absorbente, mostrando dichos monómeros una amplia gama de valores de pKa, pero dichos monómeros tendrán ventajosamente un pKa comprendido aproximadamente entre 4 y 14, más ventajosamente entre 5 y 14 y, de manera adecuada, entre 8 y 14 aproximadamente.

El pKa de una base representa la magnitud de la disociación o, en otras palabras, la concentración de la base y está destinado en la presente descripción a ser medido en las condiciones, tales como la temperatura específica, bajo las cuales se utiliza dicha base. De manera adecuada, el pKa es medido aproximadamente a 25ºC. En general, cuanto más débil es la base, menor será el valor de pKa. Los valores de pKa para muchas bases a diferentes temperaturas son bien conocidos y se pueden hallar en cualquiera de muchas referencias disponibles, tales como el CRC Handbook of Chemistry & Physics, edición 75, editado por David R. Lide, CRC Press (1994).

Se incluirán entre los segundos materiales básicos los grupos funcionales que son capaces de actuar como bases. Estos grupos funcionales incluyen, sin que ello sirva de limitación, grupos primarios, secundarios o terciarios amino, grupos imino, imido y amido. De manera adecuada, los grupos funcionales son grupos amino. Cuando el segundo material básico es un polímero insoluble en agua, e hinchable en agua, los grupos funcionales están, en general, acoplados a un polímero base reticulado. Los polímeros base adecuados comprenden poliaminas, poliminas, poliamidas y amonios policuaternarios, así como copolímeros de los mismos. Los polímeros de polisacáridos de base natural pueden ser utilizados también e incluyen quitina y quitosán. También se pueden utilizar polipéptidos sintéticos, tales como poliasparaginas, poliglutaminas, polilisinas y poliargininas.

Un polímero insoluble en agua, inchable en agua, básico, necesita encontrarse, en general, en forma de base libre. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, inchable en agua, básico, tenga ventajosamente un mínimo del 50 por ciento molar, más ventajosamente, como mínimo, 70 por ciento molar, de manera adecuada, un mínimo de 80 por ciento molar y, de manera más adecuada, un mínimo de aproximadamente 90 por ciento molar y, de manera más adecuada sustancialmente, 100 por ciento molar de sus grupos funcionales básicos en forma libre. Entonces, de forma alternativa, el polímero insoluble en agua, inchable en agua, básico, no debe ser sustancialmente neutralizado cuando se utiliza en la estructura absorbente de la presente invención. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, inchable en agua, básico, tenga un grado de neutralización de sus grupos funcionales básicos que ventajosamente es menor de 50 por ciento molar aproximadamente, más ventajosamente menos de 30 por ciento molar y, de manera adecuada, aproximadamente menor de 20 por ciento molar, de forma más adecuada, menos de aproximadamente 10 por ciento molar y de manera más adecuada sustancialmente, 0 por ciento molar aproximadamente.

Cuando el primer componente a utilizar en la estructura o cuerpo absorbente de la presente invención es un polímero insoluble en agua, inchable en agua, básico, el segundo componente a utilizar en la estructura absorbente de la presente invención es un material ácido. Tal como se utiliza en esta descripción, el término material "ácido" está destinado a hacer referencia a un material que puede actuar como aceptador de electrones y que, en solución acuosa, muestra un pH comprendido aproximadamente entre 0 y 7. De manera adecuada, el pH es medido aproximadamente a 25ºC.

Se incluyen entre los ejemplos de segundos materiales ácidos adecuados, sin que ello sirva de limitación, materiales ácidos polímeros, tales como ácido poliacrílico, ácido polimaleico, carboximetilcelulosa, ácido algínico, ácido poliaspártico y ácido poliglutámico; materiales ácidos orgánicos, tales como ácidos alifáticos y aromáticos, tales como ácido cítrico, ácido glutámico y ácido aspártico; ácidos inorgánicos, tales como óxidos metálicos, tales como óxido de aluminio; sales, tales como cloruro de hierro, cloruro cálcico y cloruro de cinc; y mezclas de los mismos. El segundo material ácido puede ser generalmente un ácido fuerte o un ácido débil. No obstante, la acidez del segundo material ácido se ha observado que afecta potencialmente la tasa de absorción de líquido de la estructura o cuerpo absorbente. De modo general, una estructura o cuerpo absorbente que comprende un segundo material ácido relativamente fuerte mostrará una tasa de absorción de líquido relativamente más rápida en comparación con una estructura o cuerpo absorbente que comprende un segundo material ácido relativamente débil.

En general, los segundos materiales ácidos utilizables en la estructura o cuerpo absorbente de la invención pueden ser, o bien ácidos fuertes o débiles por su naturaleza. En general, un segundo material fuertemente ácido mostrará un valor pKa menor de aproximadamente 2. En general, un segundo material ácido que es débilmente ácido mostrará un pKa superior aproximadamente a 2. Por lo tanto, dichos segundos materiales ácidos utilizables en la estructura o cuerpo absorbente de la presente invención pueden mostrar una amplia gama de valores pKa, pero ventajosamente tendrán un pKa comprendido aproximadamente entre 0 y 12, más ventajosamente entre 2 y 10 aproximadamente y, de manera adecuada, entre 3 y 7 aproximadamente.

En una realización ventajosa de la presente invención, el segundo material ácido puede también ser, de manera adecuada, un polímero insoluble en agua, inchable en agua. En esta realización, tanto el polímero insoluble n agua, inchable en agua, básico, como el segundo material polímero insoluble en agua, inchable en agua, ácido, pueden ser utilizados para contribuir a la capacidad de absorción total de líquido de la estructura o cuerpo absorbente, consiguiendo de esta forma potencialmente una elevada capacidad global de absorción de líquido de la estructura o cuerpo absorbente en comparación con la utilización de un segundo material ácido que no es un polímero insoluble en agua, inchable en agua.

En algunos casos, puede ser más conveniente hacer la medición del pKa del monómero o monómeros utilizados para preparar un polímero. Si bien el pKa de un monómero o monómeros y el polímero preparado a partir de dichos monómeros pueden no ser idénticos, dichos valores de pKa deben ser sustancialmente similares. Por lo tanto, se pueden preparar polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, utilizables en la estructura absorbente o cuerpo absorbente de la presente invención a partir de un monómero único o de una combinación de monómeros que muestran una amplia gama de valores de pKa, pero dichos monómeros tendrán de manera ventajosa un pKa comprendido aproximadamente entre 0 y 12, más ventajosamente entre 2 y 10 aproximadamente y, de manera adecuada, entre 3 y 7 aproximadamente.

El pKa de un ácido representa la magnitud de disociación o, en otras palabras, la concentración del ácido y se pretende que sea medido a las condiciones, tales como temperatura específica, bajo las cuales será utilizado el ácido. De manera adecuada, el pKa se mide aproximadamente a 25ºC. En general, cuanto más débil el ácido, mayor es el valor de pKa. Los valores de pKa para muchas bases a diferentes temperaturas son bien conocidos y se pueden encontrar en cualquiera de las muchas referencias disponibles, tales como la publicación CRC Handbook of Chemistry & Physics, edición 75, editada por David R. Lide, CRC Press (1994).

Se incluirán entre los segundos materiales ácidos adecuados los grupos funcionales que son capaces de actuar como ácidos. Dichos grupos funcionales comprenden, sin que ello sirva de limitación, grupos carboxilo, grupos sulfónicos, grupos sulfato, grupos sulfito y grupos fosfato. De manera adecuada, los grupos funcionales son grupos carboxilo. Cuando el segundo material ácido es un polímero insoluble en agua, inchable en agua, los grupos funcionales están acoplados en general a un polímero base reticulado. Se incluyen entre los polímeros base adecuados las poliacrilamidas, polivinilalcoholes, copolímeros de etileno y anhídrido maleico, poliviniléteres, ácido poliacrilamido metilpropansulfónico, ácidos poliacrílicos, polivinilpirrolidonas, polivinilmorfolinas y copolímeros de los polímeros mencionados. Los polímeros de polisacáridos de base natural pueden ser también utilizados e incluyen carboximetilcelulosas, carboximetilalmidones, hidroxipropilcelulosas, alginas, alginatos, carragenanos, almidones con injerto acrílico, celulosas con injerto acrílico y copolímeros de los polímeros mencionados. También se pueden utilizar polipéptidos sintéticos, tales como ácido poliaspártico y ácido poliglutámico.

Un polímero insoluble en agua, inchable en agua, ácido, necesita en general encontrarse en su forma de ácido libre. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, inchable en agua, ácido, tenga, como mínimo, aproximadamente 50 por ciento molar, más ventajosamente, como mínimo, 70 por ciento molar, de forma apropiada un mínimo de 80 por ciento molar aproximadamente, más adecuadamente, un mínimo de 90 por ciento molar aproximadamente y, de manera más adecuada sustancialmente, 100 por ciento molar aproximadamente de sus grupos funcionales ácidos en forma de ácido libre. Entonces, de manera alternativa, el polímero insoluble en agua, inchable en agua, ácido, no debe ser sustancialmente neutralizado cuando se utiliza en la estructura o cuerpo absorbente de la presente invención. En general, es deseable que el polímero insoluble en agua, inchable en agua, tenga un grado de neutralización de sus grupos funcionales ácidos que ventajosamente sea menor de 50 por ciento molar, más ventajosamente menor de 30 por ciento molar, adecuadamente menor de 20 por ciento molar, más adecuadamente menor de 10 por ciento molar aproximadamente y, de manera más adecuada, sustancialmente 0 por ciento molar.

El segundo material básico o ácido puede ser utilizado en general en la estructura o cuerpo absorbente en una serie de formas distintas. Se pueden incluir entre los ejemplos las formas de dicho segundo material básico o ácido en las que pueden incluirse partículas, copos, fibras, películas y cuerpos no tejidos. Cuando el cuerpo o estructura absorbente es utilizada entre muchos absorbentes de un solo uso, es deseable en general que dicho segundo material ácido o básico adopte forma de partículas discretas, fibras, o copos en una matriz fibrosa. Cuando se encuentra en forma de partículas, es deseable en general que las partículas tengan una dimensión en sección transversal máxima ventajosamente dentro de una gama aproximada de 50 micras a 2000 micras, de manera adecuada dentro de una gama aproximada de 100 micras a unas 1.000 micras, y de forma más adecuada dentro de una gama aproximada de 300 micras a unas 600 micras. La combinación del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido y el segundo material básico, o bien del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico y el segundo material ácido, pueden adoptar también forma de fibras bicomponentes, de manera que un componente es el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico y el otro componente es el segundo material básico o ácido. Esta fibra bicomponente puede ser una fibra bicomponente lado a lado o bien una fibra bicomponente de envolvente y núcleo. Estas fibras bicomponentes pueden ser preparadas por métodos conocidos, tales como métodos de coextrusión.

En general, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, sustancialmente en forma de ácido libre, es mezclado con un segundo material básico en la estructura o cuerpo absorbente en una proporción molar de las funcionalidades correspondientes ácida y básica que es suficiente para proporcionar a la estructura absorbente las características absorbentes y pH deseadas. La proporción molar del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, con respecto al segundo material básico es ventajosamente y de manera aproximada de 10:1 a 1:10, de manera adecuada de 4:1 a 1:4 aproximadamente, de manera más adecuada de 2:1 a 1:2 aproximadamente, y de manera más adecuada de 1:1 aproximadamente.

En general, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, sustancialmente en forma de base libre, es mezclado con un segundo material ácido en el cuerpo o estructura absorbente en una proporción molar de las respectivas funcionalidades básica y ácida que es suficiente para proporcionar a la estructura absorbente las características absorbentes y de pH deseadas. La proporción molar del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, con respecto al segundo material ácido es ventajosamente de 10:1 a 1:10 aproximadamente, de manera adecuada de 4:1 a 1:4 aproximadamente, de manera más apropiada de 2:1 a 1:2 aproximadamente, y de manera más adecuada 1:1 aproximadamente.

En una realización de la presente invención, el polímero insoluble e hinchable en agua, básico o ácido, y el segundo material básico o ácido se pueden mezclar entre sí para preparar un compuesto absorbente. Un compuesto absorbente que comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico o ácido y el segundo material básico o ácido tiene de manera adecuada la capacidad de absorber un líquido, para lo cual se hará referencia a continuación como Hinchamiento Libre (FS). El método por el cual se determina el Hinchamiento Libre se indica a continuación en relación con los ejemplos. Los valores de Hinchamiento Libre determinados, tal como se indica más adelante y en esta descripción, hacen referencia a la cantidad en gramos de la solución acuosa, que contiene 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico, pudiendo absorber un gramo de material en unas 10 horas bajo un carga despreciable de aproximadamente 0,01 libras por pulgada cuadrada (psi). Como norma general, es deseable que un compuesto absorbente tenga un valor de Hinchamiento Libre para un carga aproximada de 0,01 psi, de como mínimo 15, ventajosamente un mínimo de 20, de manera adecuada un mínimo de 25, y hasta aproximadamente 200 gramos por gramo.

Un compuesto absorbente que comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, y el segundo material básico o ácido tiene también de manera adecuada la capacidad de absorber un líquido mientras que el compuesto absorbente se encuentra bajo una presión o carga externa a la que se hará referencia en esta descripción como Absorbencia Bajo Carga(AUL). Los materiales polímeros sintéticos, tales como poliacrilatos sódicos, que tienen en general una elevada capacidad de absorber un líquido bajo una carga, se ha observado que minimizan la aparición de bloqueo por gel cuando se incorporan en productos absorbentes. El método por el cual se determina la Absorbencia Bajo Carga se indica a continuación en relación con los ejemplos. Los valores de la Absorbencia Bajo Carga determinados, tal como se indica más adelante y a los cuales se hace referencia en esta descripción, se refieren a la cantidad en gramos de una solución acuosa que contiene 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico, pudiendo un gramo de material absorber en unas 10 horas bajo una carga aproximada de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi). Como norma general, es deseable que un compuesto absorbente tenga un valor de la Absorbencia Bajo Carga para dar una carga aproximada de 0,3 psi, con un valor mínimo de 15, ventajosamente un mínimo de 20 aproximadamente, de manera adecuada un mínimo de 25 aproximadamente, llegando hasta unos 100 gramos por gramo.

En una realización de la presente invención, un compuesto absorbente que comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, y el segundo material ácido o básico tiene de manera adecuada la capacidad de absorber lentamente un líquido. La utilización de polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos que son fuertemente ácidos, mostrando un pKa con un valor menor de 2, o la utilización de polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, básicos, que son fuertemente básicos mostrando un pKa superior a 12 aproximadamente, se ha observado que tiene como resultado en general compuestos absorbentes que generalmente no muestran la velocidad lenta de absorción de líquidos deseada. La utilización de polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos, que son ácidos demasiado débiles, mostrando un pKa superior a 12 aproximadamente, o la utilización de polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, básicos, que son débilmente básicos mostrando un pKa menor de 2 aproximadamente, se ha observado que en general tienen como resultado compuestos absorbentes que en general no muestran la capacidad absorbente de líquido deseada. La preparación de un compuesto absorbente que comprende, en una realización, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido y un segundo material básico o bien, en otra realización, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico y un segundo material ácido y que tienen de manera adecuada la capacidad de absorber de forma relativamente lenta un líquido, se describe en la solicitud de Patente USA pendiente con la actual número de serie 08/759.108, de 2 de diciembre de 1996, cuya descripción se incorpora a la actual a título de referencia en su totalidad.

Tal como se utiliza en esta descripción, la cuantificación de la velocidad a la que un compuesto absorbente absorbe un líquido se indicará como Tiempo para alcanzar el 60 por ciento del valor de la capacidad de hinchamiento libre. El método por el cual se determina el Tiempo para alcanzar el 60 por ciento del valor de capacidad de hinchamiento libre se indica a continuación en relación con los ejemplos. Los valores del Tiempo para alcanzar el 60 por ciento de la capacidad de Hinchamiento Libre determinado tal como se indica más adelante y relacionados en esta descripción, se refieren al tiempo en minutos que es necesario para que un compuesto absorbente absorba aproximadamente el 60 por ciento de la capacidad total de absorción del compuesto absorbente, representado por el valor de Hinchamiento Libre del compuesto absorbente. En una realización es deseable que el compuesto absorbente de la presente invención tenga un valor del Tiempo para alcanzar el 60 por ciento de la capacidad de hinchamiento libre de 5 minutos como mínimo, ventajosamente entre los 5 minutos y los 300 minutos aproximadamente, más ventajosamente entre los 10 minutos y 200 minutos, de manera adecuada entre los 20 minutos y 100 minutos y de forma más adecuada entre 30 minutos y unos 60 minutos.

En otra realización, un compuesto absorbente según la presente invención tiene también adecuada la capacidad de absorber con una velocidad relativamente lenta un líquido mientras el compuesto absorbente se encuentra sometido a una presión o carga externa. Tal como se utiliza en esta descripción, la cuantificación de la velocidad a la que un compuesto absorbente absorbe un líquido mientras dicho compuesto absorbente se encuentra sometido a una presión o carga externa se indicará como valor del Tiempo para alcanzar el 60 por ciento de la capacidad de absorbencia bajo carga. El método por el cual se determina el valor del Tiempo para alcanzar el 60 por ciento de la capacidad de absorbencia bajo carga se indica más adelante en relación con los ejemplos. Los valores del Tiempo para alcanzar el 60 ciento de la capacidad de absorbencia bajo carga determinados, tal como se indica más adelante e indicados en esta descripción, se refieren al tiempo en minutos necesario para que un compuesto absorbente absorba aproximadamente el 60 por ciento de la capacidad de absorción total del compuesto absorbente bajo una presión de carga externa, representado por el valor de Absorbencia Bajo Carga del compuesto absorbente. En esta realización es deseable que el compuesto tenga un valor del Tiempo para alcanzar el 60 por ciento de la capacidad de absorbencia bajo carga de un mínimo de unos 5 minutos, ventajosamente entre los 5 minutos y 300 minutos, más ventajosamente entre unos 10 minutos y 200 minutos, de manera adecuada entre unos 20 minutos y unos 100 minutos y de forma más adecuada entre unos 30 minutos y unos 60 minutos.

Si bien una estructura de un cuerpo absorbente que comprende, en una realización, el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido y el segundo material básico o, en otra realización, un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico y un segundo material ácido, puede mostrar una capacidad de absorción de líquido deseada, se ha descubierto como parte de las presentes investigaciones que si la diferencia en las constantes de disociación entre el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico o ácido y el segundo material básico o ácido es demasiado grande o bien la diferencia de solubilidad o de capacidad de dispersión en una solución acuosa entre el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico y el segundo material básico o ácido es demasiado grande, entonces tendrá lugar un desequilibrio temporalmente suficientemente grande en el número de iones disociados del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico y el segundo material ácido o básico y provocará un desequilibrio temporal del pH, con el resultado de la estructura absorbente mostrando un pH que puede ser, de manera poco deseable, demasiado alto o demasiado bajo. Si el valor del pH dentro de la estructura o cuerpo absorbente, particularmente en la superficie superior de la estructura absorbente dirigida hacia la piel del usuario, puede alcanzar valores demasiado altos o demasiados bajos de pH, entonces una estructura absorbente de este tipo puede tener como resultado un incremento de las posibilidades de que el usuario experimente irritación de la piel. Por lo tanto, es deseable que la superficie superior de la estructura o cuerpo absorbente orientada hacia la piel del usuario mantenga un perfil de pH sustancialmente deseable y equilibrado mientras el cuerpo o estructura absorbente es utilizado.

En general, es deseable que la superficie superior de la estructura o cuerpo absorbente orientada hacia la piel del usuario, en general en la longitud y anchura completas de la superficie superior del cuerpo absorbente, muestre un pH que permanezca ventajosamente y de manera aproximada entre 3 y 8, más ventajosamente entre 4 y 7 aproximadamente y de manera adecuada entre 5 y 6 aproximadamente.

Tal como se ha explicado anteriormente, se ha descubierto que un desequilibrio en el número de iones disociados del polímero insoluble en agua, hinchable en agua ácido o básico y el segundo material básico o ácido puede tener lugar debido como mínimo a dos características distintas de los respectivos materiales. En primer lugar una diferencia demasiado grande en las constantes de disociación del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico y el segundo material básico o ácido que puede resultar en valores no deseables de pH dentro del cuerpo o estructura absorbente. Esta situación puede ser resultado, por ejemplo, de la utilización de un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, fuertemente ácido o básico y un segundo material débilmente básico o ácido o bien, de forma alternativa, por la utilización de un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, débilmente ácido o básico y un segundo material fuertemente básico o ácido. En general, un material fuertemente ácido o básico tiene una capacidad de alcanzar una ionización más completa en solución acuosa mientras que un material débilmente ácido o básico puede alcanzar solamente, de forma general, una ionización parcial en solución acuosa.

En segundo lugar, una diferencia demasiado grande en las características de solubilidad o de dispersabilidad en una solución acuosa entre un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico y el segundo material básico o ácido pueden resultar también en la aparición de valores no deseables de pH dentro de un cuerpo o estructura absorbente. En esta situación, el material más soluble o dispersable puede alcanzar su equilibrio de ionización de manera más rápida mientras que el material menos soluble o menos dispersable requerirá en general un tiempo más largo para alcanzar su equilibrio de ionización.

Por lo tanto, las diferencias en las constantes de disociación, así como la solubilidad o dispersabilidad de los componentes ácido y básico, pueden tener como resultado un desequilibrio en el pH. A efectos de medir o de cuantificar este desequilibrio se ha desarrollado un método para medir la velocidad de ionización de los componentes ácidos y básicos. La velocidad de ionización de un componente tal como se ha descrito representa una combinación de varios factores tales como la constante de disociación y el valor de la solubilidad o dispersabilidad del componente, contenido iónico de un líquido en el que se ha dispuesto el componente y otras condiciones de utilización. Midiendo la velocidad de ionización de un componente se ha visto que es posible diseñar métodos que posibilitan la minimización del desequilibrio en el pH en una estructura o cuerpo absorbente, llevándolo a valores situados dentro de la gama generalmente aceptable para la sensación de bienestar en la piel. Diferentes enfoques físicos que no requieren especies químicas adicionales, tales como agentes tampón, pueden ser utilizados para conseguir un pH equilibrado en la superficie de un cuerpo o estructura absorbente. Los siguientes son ejemplos de algunos de los enfoques físicos que podrían ser utilizados para superar el problema de mantener un pH dentro de una gama deseada de valores en la superficie de la estructura absorbente.

Un método para alcanzar un perfil de pH equilibrado consiste en equilibrar las tasas de ionización de los componentes ácido y básico utilizando los componentes ácido y básico con un gama apropiada de dimensiones de partículas. Las dimensiones de partículas de un componente están relacionadas en general de forma inversa al área superficial del componente. Por lo tanto, utilizando unas dimensiones de partículas menores para un componente con una velocidad de ionización relativamente más baja, expondrá de manera general una superficie mayor del componente a la acción del líquido. Al tener lugar la disolución e ionización de un componente solamente cuando el componente establece contacto con un líquido, proporcionando una área superficial mayor sobre la que se puede conseguir el contacto con el líquido, asegura en general una velocidad de ionización más rápida para el componente. En este enfoque, el tamaño de partículas para el componente con una velocidad de ionización relativamente más rápida sería relativamente mayor en comparación con el tamaño de las partículas de un componente con una velocidad de ionización relativamente más lenta. Al seleccionar cuidadosamente el tamaño de las partículas de los componentes ácido y básico a utilizar en una estructura absorbente, este enfoque posibilita que se adapten de manera efectiva las velocidades de ionización de los componentes ácido y básico, resultando ello, en general, en un perfil de pH equilibrado, particularmente sobre la superficie superior de un cuerpo o estructura absorbente. Otros enfoques para controlar de manera efectiva el área superficial de los componentes pueden ser también utilizados, por ejemplo, utilizando componentes que tiene diferentes formas extremas o diferentes morfologías.

Otro enfoque que se ha observado que es eficaz para equilibrar las velocidades de ionización de diferentes componentes es el de recubrir o encapsular otras sustancias sobre la superficie de los componentes ácidos y/o básicos. Al proceder al recubrimiento o encapsulado de un componente, la velocidad de ionización del componente se puede hacer en general más lenta debido a la barrera de difusión creada por el material de recubrimiento o de encapsulado. Por ejemplo, este enfoque puede ser utilizado para recubrir o encapsular un componente que tenga una velocidad de ionización relativamente más rápida a efectos de hacer este componente compatible con un componente que tenga una velocidad de ionización relativamente más lenta. En una realización de este enfoque técnico, el componente con la velocidad de ionización relativamente más lenta puede ser utilizado como recubrimiento o material de encapsulado sobre el componente que tiene la velocidad de ionización relativamente más rápida.

Otro enfoque que se ha descubierto es la separación física de los componentes ácido y básico a efectos de asegurar que el pH en la superficie de un cuerpo o estructura absorbente permanece dentro de la gama deseada. Se pueden incluir entre los ejemplos de este enfoque, sin que ello sirva de limitación, la utilización de un material barrera para separar los componentes o formar zonas de componentes en una estructura de capas. En general, este enfoque asegura la colocación estratégica de los componentes de forma que los iones del componente que tiene la velocidad de ionización relativamente más rápida, requieren un tiempo más largo para llegar a la superficie superior de un cuerpo o estructura absorbente y los iones del componente con una velocidad de ionización relativamente más lenta requieren un tiempo más reducido. Esto asegura que el pH en la superficie superior de un cuerpo o estructura absorbente se mantiene dentro de una gama de valores deseada.

Otro enfoque adicional que se ha descubierto es la utilización de un componente ácido formado por una mezcla de materiales ácidos con diferentes velocidades de ionización. Por ejemplo, una mezcla de partículas de ácido poliacrílico con diferentes grados de neutralización puede ser utilizada de manera tal que la velocidad de ionización resultante para esta mezcla, efectivamente, se adapta a la velocidad de ionización del segundo material básico utilizado. Este enfoque podría ser también conseguido utilizando materiales con una estructura de envolvente-núcleo que tiene diferentes grados de neutralización en la envolvente y en el núcleo. Un enfoque similar podría también ser aplicado para el componente básico.

En la presente invención, se utiliza un tercer componente en la estructura o cuerpo absorbente de la presente invención, de manera que el tercer componente es un agente tampón. Tal como se utiliza en esta descripción, el término "agente tampón" está destinado a representar un material o materiales químicos, o el ácido o base correspondientes de dichos materiales, que muestra un pKa aproximadamente entre 2 y 10. Un agente tampón, cuando se encuentra en solución acuosa, tiene como resultado en general que dicha solución muestre cambios de pH solamente reducidos por la adición de un ácido o una base a dicha solución. Este agente tampón minimiza, por lo tanto, los cambios en la concentración de iones de hidrógeno en la solución acuosa, lo que tendería por otra parte a ocurrir como resultado de un desequilibro de la ionización de cualquier ácido o base presentes en la solución acuosa.

En la presente invención, la selección de un agente tampón eficaz depende en general de la concentración y solubilidad de cada uno de los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos o básicos, y del segundo material básico o ácido utilizado en la estructura absorbente. Por ejemplo, cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, es débilmente ácido y el segundo material básico es fuertemente básico pero es soluble o insoluble, entonces el agente tampón será necesario en general que sea un agente tampón ácido. Cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, es débilmente ácido y el segundo material básico es débilmente básico y es soluble, entonces el agente tampón necesitará en general ser un agente tampón ácido. Cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, es fuertemente ácido y el segundo material básico es débilmente básico y es insoluble, entonces el agente tampón necesitará en general ser un agente tampón básico. Cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, es débilmente básico y el segundo material ácido es fuertemente ácido pero es soluble o insoluble, entonces el agente tampón deberá ser en general un agente tampón básico. Cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, es débilmente básico y el segundo material ácido es débilmente ácido y es soluble, entonces el agente tampón deberá ser en general un agente tampón básico. Cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, es fuertemente básico y el segundo material ácido es débilmente ácido y es insoluble, entonces el agente tampón deberá ser en general un agente tampón ácido.

Cuando se utiliza un solo ácido o base como agente tampón, la gama del efecto tampón de dicho agente tampón en general es aproximadamente de una unidad de pH a uno u otro lado del pKa del agente tampón. Por ejemplo, el ácido cítrico tiene un pKa_{1}, de 3,2 aproximadamente y en general tiene como resultado una solución tampón que tiene una gama de pH comprendida entre 2 y 4,5 aproximadamente. El amoníaco tiene un pKa de 9,2 aproximadamente y en general tiene como resultado una solución tampón que tiene una gama de pH comprendida aproximadamente entre 8,2 y 10,2. Cuando hay dos o más grupos ácidos o básicos por molécula, o se utiliza una mezcla de varios agentes tampón, la gama de pH de la solución tampón es en general más amplia. Por ejemplo, una mezcla de ácido cítrico y fosfato sódico dibásico tiene como resultado una solución de agente tampón que tiene una gama de pH comprendida aproximadamente entre 2,2 y 8,0. En otro ejemplo, una mezcla de fosfato potásico monobásico y fosfato sódico dibásico tiene como resultado una solución de agente tampón que tiene una gama de pH comprendida entre 6,1 y 7,5 aproximadamente. En otro ejemplo, una mezcla de hidróxido sódico y fosfato sódico dibásico tiene como resultado una solución de agente tampón que tiene una gama de pH comprendida aproximadamente entre 11,0 y 12,0.

Cuando se desea utilizar en la presente invención un agente de tampón ácido, los agentes tampón adecuados son en general ácidos o sales de dichos ácidos con un pKa comprendido entre 2 y 7 aproximadamente. Estos ácidos incluyen, sin que ello sirva de limitación, ácido aspártico (que tiene un pKa_{1} de 3,86 aproximadamente), ácido ascórbico (que tiene un pKa_{1} de 4,10 aproximadamente), ácido cloroacético (que tiene un pKa de 2,85 aproximadamente), ácido \beta-clorobutírico (que tiene un pKa de 4,05 aproximadamente), ácido cis-cinámico (que tiene un pKa de 3,89 aproximadamente), ácido cítrico (que tiene un pKa_{1} de 3,14 aproximadamente), ácido fumárico (que tiene un Ka_{1} de 3,03 aproximadamente), ácido glutarámico (que tiene un pKa de 4,60 aproximadamente), ácido glutárico (que tiene un pKa_{1} de 4,31 aproximadamente), ácido itacónico (que tiene un pKa_{1} de 3,85 aproximadamente), ácido láctico (que tiene un pKa de 3,08 aproximadamente), ácido málico (que tiene un pKa_{1} de 3,40 aproximadamente), ácido malónico (que tiene un pKa_{1} de 2,83 aproximadamente), ácido \alpha-ftálico (que tiene un pKa_{1} de 2,89 aproximadamente), ácido succínico (que tiene un pKa_{1} de 4,16 aproximadamente), ácido \alpha-tartárico (que tiene un pKa_{1} de 2,89 aproximadamente) y ácido fosfórico (que tiene un pKa_{1} de 2,12 aproximadamente).

Cuando se desea utilizar un agente tampón básico en la presente invención, los agentes tampón adecuados son en general bases o las sales de dichas bases, poseyendo un pKa comprendido entre 5 y 10 aproximadamente. Dichas
bases incluyen, sin que ello sirva de limitación, \alpha-alanina (con un pKa de 9,87 aproximadamente), alantoina (con un pKa_{1} de 8,96 aproximadamente), cisteína (con un pKa de 7,85 aproximadamente), cistina (con un pKa de 7,85 aproximadamente), dimetilglicina (con un pKa de 9,78 aproximadamente), histidina (con un pKa de 9,17 aproximadamente), glicina (con un pKa de 9,78 aproximadamente), quitosan (con un pKa de 7 aproximadamente), ácido N-(2-acetamido)-2-iminodiacético (con un pKa de 6,8 aproximadamente), tris (hidroximetil) aminometano (con un pKa de 8,1 aproximadamente), teobromina (con un pKa de 7,89 aproximadamente), y tirosina (con un pKa de 8,40 aproximadamente).

El agente tampón puede ser utilizado en general en el cuerpo o estructura absorbente en una serie de formas. Los ejemplos de formas que puede adoptar el agente tampón incluyen partículas, copos, fibras, películas y estructuras no tejidas. Cuando la estructura o cuerpo absorbente es utilizado en productos absorbentes de un solo uso, es deseable en general que el agente tampón adopte forma de partículas discretas, fibras o copos en una matriz fibrosa. Cuando se encuentra en forma de partículas es deseable, en general, que las partículas tengan dimensiones en sección transversal máximas ventajosamente comprendidas dentro de una gama de valores entre 50 micras y 2.000 micras, de manera adecuada dentro de una gama aproximada de 100 micras a unas 1.000 micras, y de manera más adecuada dentro de una gama de 300 micras a 600 micras aproximadamente.

La cantidad de agente tampón utilizado en el cuerpo o estructura absorbente de la presente invención depende en general de una serie de factores que comprenden la concentración de acidez o basicidad del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, la concentración de basicidad o acidez del segundo material básico o ácido, las solubilidades relativas de cada uno de los polímeros insolubles en agua, hinchables en agua, ácidos o básicos y el segundo material básico o ácido, el pKa del agente tampón utilizado, y la gama de pH que se desea mantener dentro de la estructura absorbente. En general, la cantidad de agente tampón utilizado en la estructura absorbente es tal que la proporción molar entre el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico y el agente tampón se encuentra de manera ventajosa entre 50:1 y 2:1 aproximadamente, de manera más ventajosa entre 40:1 y 4:1 aproximadamente, de manera adecuada entre 30:1 y 6:1 aproximadamente y de manera más adecuada entre 20:1 y 10:1 aproximadamente. En general, la cantidad de agente tampón utilizada en la estructura absorbente es tal que la proporción molar entre el segundo material básico o ácido y el agente tampón es ventajosamente de 50:1 a 2:1, más ventajosamente entre 40:1 y 4:1 aproximadamente, de manera adecuada entre 30:1 y 6:1 aproximadamente, y de manera más adecuada entre 20:1 y 10:1 aproximadamente.

En una realización de la presente invención, el agente tampón utilizado puede ser el mismo material utilizado como polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o el segundo material básico cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido tiene un pKa comprendido entre 2 y 7 aproximadamente y se requiere un agente tampón ácido, o cuando el segundo material básico tiene un pKa comprendido entre 5 y 10 aproximadamente y se requiere un agente tampón básico. Por ejemplo, cuando se utiliza ácido poliacrílico como polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido y se utiliza bicarbonato sódico como segundo material básico, se requiere en general un agente tampón ácido, tal como ácido cítrico, a efectos de mantener el perfil de pH dentro de la gama de valores adecuada porque el bicarbonato sódico es más soluble que el ácido poliacrílico. No obstante, el ácido poliacrílico puede ser también utilizado como agente tampón ácido puesto que el ácido poliacrílico tiene un pKa de 4,25 aproximadamente. Otro ejemplo consiste en la utilización de ácido poliacrilamida metilpropan sulfónico como polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, y en la utilización de quitosán como segundo material básico. En este ejemplo, un agente tampón básico, tal como bicarbonato sódico, se requiere en general a efectos de mantener el perfil del pH dentro de una gama de valores adecuada porque el ácido poliacrilamida metilpropan sulfónico es un polímero fuertemente ácido y el quitosan es un polímero débilmente básico. No obstante, el quitosan puede ser también utilizado como agente tampón básico, dado que el quitosan tiene un pKa de 7 aproximada-
mente.

En otra realización de la presente invención, el agente tampón utilizado puede ser el mismo material utilizado que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, o el segundo material ácido cuando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, tiene un pKa comprendido entre 7 y 12 aproximadamente y se requiere un agente tampón básico, o cuando el segundo material ácido tiene un pKa comprendido aproximadamente entre 4 y 9, y se requiere un agente tampón ácido. Por ejemplo, cuando se utiliza el quitosan como polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico y se utiliza ácido cítrico como segundo material ácido, se requiere en general un agente tampón básico, tal como bicarbonato sódico, a efectos de mantener el perfil del pH dentro de una gama de valores adecuadas porque el ácido cítrico es más soluble que el quitosan. No obstante, el quitosán puede ser también utilizado como agente tampón básico dado que el quitosan tiene un pKa de 7 aproximadamente. Otro ejemplo consiste en utilizar hidróxido de polidialil dimetil amónico reticulado como polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico y se utiliza un ácido poliacrílico reticulado como segundo material ácido. En este ejemplo se requiere en general un agente tampón ácido, tal como ácido cítrico, a efectos de mantener el perfil del pH dentro de una gama de valores deseada porque el hidróxido polidialidl dimetil amónico es un polímero fuertemente básico y el ácido poliacrílico es un polímero débilmente ácido. No obstante, se puede utilizar ácido poliacrílico asimismo como agente tampón ácido puesto que el ácido poliacrílico tiene un pKa de 4,25 aproximadamente.

En una realización de la presente invención, es deseable que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón, sean preparados como compuesto absorbente que puede ser incorporado en una estructura o cuerpo absorbente. Dicho compuesto absorbente puede ser preparado mediante un proceso simple. En general, el método de preparar dicho compuesto absorbente comprende la etapa de mezclar entre sí el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y opcionalmente el agente tampón.

Cuando el segundo material básico es insoluble en agua, tal como hidróxido reticulado de polidialil dimetil amonio, se requiere en general la mezcla homogénea del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido con el segundo material básico, para favorecer un intercambio iónico uniforme y conseguir un perfil de pH deseable. No obstante, cuando el segundo material básico es soluble en agua, tal como bicarbonato sódico, no se requiere en general la mezcla homogénea del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, con el segundo material básico, debido a la movilidad del segundo material básico cuando la estructura absorbente recibe la proyección de un líquido. El segundo material básico puede disolverse dentro del líquido y fluir dentro del mismo, alcanzando el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido.

Cuando el segundo material ácido es insoluble en agua, tal como un ácido poliacrílico reticulado, se requiere en general una mezcla homogénea del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, con el segundo material ácido para favorecer un intercambio iónico uniforme y conseguir el perfil de pH deseable. No obstante, cuando el segundo material ácido es soluble en agua, tal como ácido cítrico, la mezcla homogénea del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, con el segundo material ácido, no es en general necesario debido a la movilidad del segundo material ácido cuando la estructura absorbente recibe la proyección de un líquido. El segundo material ácido se puede disolver dentro del líquido fluyendo en el mismo para alcanzar el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico.

Se deben preparar en general mezclas de los componentes en condiciones suficientes para que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón se puedan mezclar de manera efectiva entre sí. Estas mezclas serán ventajosamente agitadas, removidas o sometidas a mezcla de otro modo para mezclar de manera efectiva el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material, básico o ácido, y, opcionalmente, el agente tampón, de manera tal que se forma una mezcla esencialmente uniforme. Los equipos para conseguir esta agitación, removido o mezcla son bien conocidos en la técnica y comprenden mezcladores simples y equipos de formación adecuados.

En otra realización de la presente invención, se puede utilizar el agente tampón como capa esencialmente separada o contenido en la misma o como componente de la estructura o cuerpo absorbente tal como, por ejemplo, una capa para recibir proyecciones o una hoja de material celulósico suave situada cerca de la superficie superior de la estructura o cuerpo absorbente. Esta realización puede ser eficaz en la reducción de la cantidad de agente tampón necesario para la estructura absorbente a efectos de conseguir la característica deseada de mantener un perfil de pH sustancialmente deseado y equilibrado sobre o a lo largo de la superficie superior de la estructura absorbente. Además, separando sustancialmente el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, y el agente tampón, puede colaborar a favorecer la capacidad total de absorción de líquido de la estructura o cuerpo absorbente, debido a ser capaz de mantener el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, a un pH relativamente alto que puede incrementar la capacidad de absorción de líquido del polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico.

Si bien los componentes principales de la estructura o cuerpo absorbente se han descrito en lo anterior, dicha estructura o cuerpo absorbente no queda limitado a los mismos, pudiendo incluir otros componentes que no afecten adversamente la estructura o cuerpo absorbente o la utilización de dicha estructura o cuerpo absorbente con las características absorbentes y de pH deseadas. Se pueden incluir entre los ejemplos de materiales que se pueden utilizar como componentes adicionales, sin que sirva de limitación, pigmentos, antioxidantes, estabilizantes, tensoactivos, ceras, fluidificantes, disolventes sólidos, materiales en partículas y materiales añadidos para aumentar la capacidad de proceso de la estructura o cuerpo absorbente.

La estructura o cuerpo absorbente de la presente invención es adecuada para su utilización en productos absorbentes de un solo uso, tal como productos para cuidados personales, tales como pañales, pantalones de aprendizaje, toallas para bebés, productos para cuidados femeninos, productos para incontinencia de adultos; productos médicos, tales como vendas para heridas o telas o artículos quirúrgicos y productos de textura suave (tissue). En una realización de la presente invención, se preve un producto absorbente de un solo uso, cuyo producto absorbente de un solo uso comprende una hoja superior permeable a los líquidos, una hoja posterior fijada a la hoja superior y una estructura o cuerpo absorbente dispuesto entre dichas hoja superior y hoja posterior, de manera que la estructura o cuerpo absorbente comprende el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, el segundo material básico y el agente tampón, y de manera que el cuerpo o estructura absorbente muestra las características deseadas absorbentes y de pH.

Los productos absorbentes de un solo uso de acuerdo con todos los aspectos de la presente invención están sometidos en general, durante su utilización, a múltiples proyecciones de líquidos corporales. De acuerdo con ello, todos los productos absorbentes de un solo uso son, de forma deseable, capaces de absorber múltiples proyecciones de líquidos corporales en cantidades a las que quedaron expuestos los productos y estructuras o cuerpos absorbentes durante la utilización. Dichas proyecciones se producirán, en general, separadas entre sí por un determinado período de tiempo.

Los técnicos en la materia conocerán los materiales adecuados para su utilización como hoja superior y hoja posterior. Son ejemplos de materiales adecuados para su utilización como hoja superior los materiales permeables a los líquidos, tales como polipropileno de fibras extrusionadas o polietileno con un peso base de 15 a 25 gramos por metro cuadrado aproximadamente. Son ejemplos de materiales adecuados para su utilización como hoja posterior los materiales impermeables a los líquidos, tales como películas de poliolefina, así como materiales permeables al vapor de agua, tales como películas de poliolefina microporosas.

El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón se encuentran típicamente presentes en una estructura o cuerpo absorbente, conjuntamente con una matriz fibrosa. La matriz fibrosa puede adoptar la forma, por ejemplo, de una esterilla de pulpa de madera triturada y esponjosa, una capa de material celuloso suave, una hoja de pulpa hidroentrelazada o una lámina de pulpa suavizada mecánicamente. De manera adecuada, la matriz fibrosa está formada de forma que limita o atrapa el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón dentro de su estructura o sobre la misma. El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón, se pueden incorporar en la matriz fibrosa o sobre la misma durante o después de la formación de la forma general adaptada para la matriz fibrosa. Una matriz fibrosa utilizable en la presente invención puede quedar constituida por un proceso de colocación neumática o de colocación en húmedo o esencialmente para cualquier otro proceso conocido por los técnicos en la materia para formar una matriz fibrosa. La matriz fibrosa puede ser formada por fibras naturales o fibras sintéticas o una mezcla de fibras naturales y sintéticas.

El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón, se encuentran típicamente presentes en una estructura absorbente o en un producto absorbente de un solo uso según la presente invención en una cantidad que es eficaz para tener como resultado una estructura o cuerpo absorbente o producto absorbente de un solo uso capaz de absorber la cantidad deseada de líquido y mostrar las características deseadas de pH. El polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido o básico, el segundo material básico o ácido y, opcionalmente, el agente tampón se encuentran ventajosamente presentes en una estructura absorbente en una cantidad comprendida aproximadamente entre 1 y 100 por ciento en peso, de manera más ventajosa en una cantidad de aproximadamente 5 a 95 por ciento en peso, de manera apropiada en una cantidad comprendida entre 10 y 90 por ciento en peso aproximadamente y, de forma más adecuada, de 30 a 70 por ciento en peso aproximadamente basado en el peso total del cuerpo o estructura absorbente.

En general, es deseable que la estructura absorbente de la presente invención tenga capacidad de absorber la cantidad deseada de líquido, tal como orina, sangre, flujos menstruales, orina sintética o una solución acuosa que comprende 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico. En una realización de la presente invención, es deseable que la estructura absorbente tenga la capacidad de absorber una cantidad de líquido cuantificada como valor de la Capacidad de Absorción por Capilaridad ("Wicking capacity"). Tal como se utiliza en esta descripción, el valor de la Capacidad de Absorción por Capilaridad, indicado en gramos por gramo, se refiere a la cantidad de una solución acuosa que contiene 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico, que puede absorber un gramo de la estructura o cuerpo absorbente en unas 6 horas medido por el método que se describe en la sección de Métodos de Pruebas de esta descripción.

En general, es deseable que la estructura o cuerpo absorbente muestre una Capacidad de Absorción por Capilaridad que ventajosamente sea, como mínimo, de 5 gramos por gramo, de manera más ventajosa un mínimo de 10 gramos por gramos, de forma adecuada, un mínimo de unos 15 gramos por gramo, de manera más apropiada un mínimo de unos 20 gramos por gramo, llegando hasta unos 40 gramos por gramo.

Métodos de prueba Capacidad de hinchamiento Libre y Tiempo para Alcanzar el 60 por Ciento de la Capacidad de Hinchamiento Libre

La Capacidad de Hinchamiento Libre (FS) es una prueba que mide la cantidad en gramos de una solución acuosa que contiene 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico, que puede absorber un gramo de material en 10 horas sometido a una carga o fuerza de retención despreciable, tal como aproximadamente 0,01 libras por pulgada cuadrada.

Haciendo referencia a la figura 1, se describirán el aparato y método para determinar el Hinchamiento Libre y Absorbencia Bajo Carga. Se ha mostrado una vista en perspectiva del aparato en posición durante una prueba. Se ha mostrado un dispositivo elevador de laboratorio (1) con un botón ajustable (2) para subir y bajar la plataforma (3). El soporte de laboratorio (4) soporta un resorte (5) conectado a una sonda medidora de grosor modificada (6), que pasa por el cuerpo envolvente (7) del medidor, que está soportado de manera rígida por el soporte de laboratorio. Una cubeta de muestras de plástico (8) que contiene el material superabsorbente a comprobar, tiene un fondo permeable a los líquidos y descansa dentro de un platillo Petri (9) que contiene la solución salina que se desea absorber. Para la determinación de los valores de Absorbencia Bajo Carga solamente, un peso (10) descansa sobre la parte superior de un disco separador (no visible) que descansa en la parte superior de la muestra de material superabsorbente (no visible).

La cubeta de muestras consiste en un cilindro de material plástico que tiene un diámetro interno de una pulgada y un diámetro externo de 1,25 pulgadas. El fondo de la cubeta de muestras está formado por pegado de una rejilla metálica de malla 100 que tiene aberturas de 150 micras en el extremo del cilindro por calentamiento de la rejilla por encima del punto de fusión del plástico y presionando el cilindro de plástico contra la rejilla caliente para obligar a fundirse el plástico y unir la rejilla al cilindro de plástico.

El medidor de grosores modificado utilizado para medir la expansión de la muestra con absorción de la solución salina es un indicador Mitutoyo Digimatic, IDC Series 543, Modelo 543-180, que tiene una gama de medición de 0-0,5 pulgadas y una precisión de 0,00005 pulgadas (Mitutoyo Corporation, 31-19, Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo 108, Japón). Suministrado por Mitutoyo Corporation, el medidor de grosores contiene un resorte fijado a la sonda dentro del cuerpo envolvente del medidor. El resorte es retirado para conseguir una sonda de caída libre que tiene una fuerza descendente de unos 27 gramos. Además, la caperuza situada sobre la parte superior de la sonda, dispuesta sobre la parte superior del cuerpo del medidor, se desmonta también para posibilitar la fijación de la sonda al resorte de suspensión (5) (que se puede conseguir de la firma McMaster-Carr Supply Co., Chicago, Illinois, Elemento Nº 9640K41), que sirve para contrarrestar o reducir la fuerza descendente de la sonda a un valor aproximado de
1 gramo \pm 0,5 gramos. Un gancho de cable puede ser encolado a la parte superior de la sonda para fijación al resorte de suspensión. La punta inferior de la sonda está dotada también de una aguja de extensión (Mitutoyo Corporation, Pieza Nº 131279) para posibilitar la inserción de la sonda en la cubeta de muestras.

Para llevar a cabo la prueba, se colocan en la cubeta de muestras 0,160 gramos de muestra de un material absorbente que, de manera típica, ha sido derivado a un tamaño de partículas comprendido entre 300 y 600 micras. La muestra es cubierta a continuación con un disco separador de plástico con un peso de 4,4 gramos y que tiene un diámetro aproximado de 0,995 pulgadas, que sirve para proteger la muestra contra alteraciones durante la prueba y también para aplicar de manera uniforme una carga sobre la muestra en su conjunto. La cubeta para muestras con material de muestra y disco separador es pesada a continuación para obtener su peso seco. La cubeta de muestras es colocada en el platillo Petri sobre la plataforma y el elevador de laboratorio es levantado hasta que la cara superior del disco separador de plástico establece contacto con la punta de la sonda. El medidor se pone a cero. Se añade la cantidad suficiente de solución salina al platillo Petri (50-100 mililitros) para empezar la prueba. La distancia en la que se eleva el disco separador de plástico por la muestra en expansión al absorber la solución salina se mide por la sonda. Esta distancia, multiplicada por el área en sección transversal dentro de la cubeta de muestras, es una medida del volumen de expansión de la muestra debido a la absorción. Introduciendo como factor la densidad de la solución salina y el peso de la muestra, se calcula fácilmente la cantidad de solución salina absorbida. El peso de solución salina absorbida después de aproximadamente 10 horas es el valor de Hinchamiento Libre expresado en forma de gramos de solución salina absorbidos por gramo de absorbente. En caso deseado, las lecturas del medidor de grosores modificado se pueden introducir de manera continua en un ordenador (Mitutoyo Digimatic Miniprocessor DP-2 DX) para realizar los cálculos y proporcionar las lecturas de Hinchamiento Libre. Como comprobación cruzada, se puede determinar también el Hinchamiento Libre determinando la diferencia en peso entre la cubeta de muestras antes y después de la prueba, siendo la diferencia de pesada la cantidad de solución absorbida por la muestra.

Del control continuado de los valores de Hinchamiento Libre proporcionados por el ordenador se determina fácilmente el tiempo para alcanzar el 60 por ciento de capacidad de Hinchamiento Libre.

Capacidad de Absorbencia Bajo Carga y Tiempo para Alcanzar 60 por Ciento de la Capacidad de Absorbencia bajo Carga

La Absorbencia Bajo Carga (AUL) es una prueba que mide la cantidad en gramos de una solución acuosa que contiene 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico, que puede absorber un gramo de material en 10 horas bajo una carga o fuerza de retención aplicada de unas 0,3 libras por pulgada cuadrada. El proceso para la medición del valor de la Absorbencia Bajo Carga de un compuesto absorbente es esencialmente idéntico al procedimiento para la medición de los valores de Hinchamiento Libre, excepto que se coloca un peso de 100 gramos sobre la parte superior del disco separador de plástico, aplicando, de esta manera, una carga de unas 0,3 libras por pulgada cuadrada sobre el compuesto absorbente mientras se absorbe la solución salina. Del control continuo de los valores de Absorbencia Bajo Carga proporcionados por el ordenador, se determina con facilidad el Tiempo para Alcanzar el 60 por ciento de la Capacidad de Absorbencia Bajo Carga.

Capacidad de Absorción por Capilaridad y Mediciones de la Gama de pH

Haciendo referencia a la adjunta figura 2, se describirán adicionalmente el aparato y método para la determinación de la capacidad de absorción por capilaridad y perfiles de pH.

La figura 2 es una vista en perspectiva con las piezas desmontadas del aparato utilizado para llevar a cabo la medición de la capacidad de absorción por capilaridad y del perfil del pH.

La figura 2 muestra el contenedor de pruebas (60) que comprende una cámara de retención (61), una cámara de pruebas (62) y una tapa (63). La cámara de pruebas (62) es una cámara rectangular con una anchura de 5,08 cm (2 pulgadas), longitud de 35,56 cm (14 pulgadas), y profundidad de 4,445 cm (1,75 pulgadas) (dimensiones internas). La cámara de pruebas (62) está formada de manera adecuada a partir de un material transparente, tal como una resina acrílica de tipo comercial que se puede conseguir con la designación LUCITE^{TM} (un grosor de 0,635 cm [0,25 pulgadas]). La parte superior (64) de la cámara de pruebas (62) está abierta. El fondo (65) de la cámara de pruebas (62) está formado mediante una rejilla de acero inoxidable de malla 100. La rejilla metálica está adherida al material que forma los lados y extremos de la cámara de pruebas (62). El extremo longitudinal (66) de la cámara de pruebas (62) está constituido por una pieza de resina acrílica dimensionada de manera tal que la cámara (62) define una abertura (67) que tiene 5,08 cm (2 pulgadas) de anchura por 0,9525 cm (0,375 pulgadas) de profundidad, cubierta con una rejilla metálica (68) de acero inoxidable de malla 100. La rejilla (68) está adherida de modo adecuado a la resina acrílica que forma la cámara de pruebas (62) alrededor de la periferia de la abertura (67). El fondo (65) y la rejilla extrema (68) están adheridos en su unión o están constituidos en forma de una sola pieza integral.

La cámara de retención (61) comprende extremos longitudinales (70), (71), caras laterales (72), (73), y fondo (74). La cámara de retención (61) está formada de manera adecuada a partir de una resina transparente, tal como una resina acrílica (con un grosor de 0,635 cm [0,25 pulgadas]). Los extremos longitudinales (70), (71), las caras laterales (72), (73), y el fondo (74) de la cámara de retención (61) definen una abertura superior (75). Cuando la cámara de pruebas (62) está formada a partir de una resina acrílica con un grosor de 0,635 cm (0,25 pulgadas), la cámara de retención (61) está dimensionada para formar una cámara con una anchura de 6,35 cm (2,5 pulgadas), longitud de 36,83 cm (14,5 pulgadas) y profundidad de 5,08 cm (2 pulgadas) (dimensiones internas). En cualquier caso, la cámara de retención (61) está dimensionada interiormente de manera que la cámara de pruebas (62) puede pasar de forma ajustada acoplándose de manera íntima dentro de la parte interna de la cámara de retención (61).

La tapa (63) está formada de manera similar a partir de una resina acrílica transparente y está dimensionada de manera que cubre la abertura superior (75) de la cámara de retención (61) cuando la cámara de pruebas (62) se encuentra presente en su interior. La tapa (63) define una cámara interior con una anchura de 6,35 cm (2,5 pulgadas), longitud de 36,83 cm (14,5 pulgadas) y profundidad de 1,4288 cm (0,5625 pulgadas). En la parte superior de la tapa (63) existen seis orificios (69) dimensionados para retener los electrodos de medición de pH. El diámetro interno del orificio (69) es de aproximadamente 1,20 cm (0,472 pulgadas), lo cual permite el paso del electrodo, y el acoplamiento íntimo del mismo en dicho orificio (69) de la tapa (63). Los orificios (69) están situados longitudinalmente a 0,6, 5, 10, 15, 20 y 25 cm del extremo longitudinal (92).

Una muestra de la estructura o cuerpo absorbente que tiene un peso base aproximado de 500 gramos por pulgada cuadrada y una densidad aproximada de 0,2 g/cm^{3}, es cortado de forma rectangular con unas dimensiones de anchura de 4,92 cm (1,94 pulgadas) y longitud de 34,93 cm (13,75 pulgadas) mediante una sierra de productos textiles de la firma Eastman Machine Company de Buffalo, Nueva York, con la designación Chickadee II Rotary Shear, Type D-2, una sierra textil que funciona a 110 voltios. La sierra de productos textiles suaviza los bordes sin cambiar la densidad del borde de la muestra de estructura o cuerpo absorbente. La pieza cortada de la muestra de estructura o cuerpo absorbente es colocada a continuación sobre la rejilla de malla formando el fondo (65) de la cámara de prueba (62).

Se utilizan para estas pruebas los electrodos de combinación rellenos de gel ORION modelo 91-35, que se pueden conseguir de la firma ORION Research, inc. La punta del electrodo de pH (90) está cubierta por una caperuza que protege dicho electrodo (90) y que lo protege contra el secado. La caperuza es parte de los electrodos obtenidos del fabricante. La caperuza tiene que ser desmontada antes de las pruebas y guardada para almacenamiento. La punta del electrodo (90) está aplicada sobre la superficie de la muestra de estructura o cuerpo absorbente, de manera que los electrodos son perpendiculares a la superficie de la muestra de la estructura o cuerpo absorbente. No se necesita otra presión adicional distinta del propio peso del electrodo (90) para asegurar un buen contacto y una superficie no alterada. Los electrodos (90) están conectados separada y respectivamente al medidor de pH (91) (medidor ORION de Benchtop de pH/ISE, modelo 710A, de la firma ORION Research Inc.). El sistema medidor/electrodo es calibrado con tres tampones (pH = 4,01, 7,00, y 10,00, que se pueden conseguir de la firma VWR Scientific Co. con número de catálogo 34170-127, 34170-130, y 34170-133 respectivamente) antes de la prueba.

El contenedor de prueba (60) es colocado a continuación sobre la base inclinada (80) que está configurada de manera tal que el fondo (74) de la cámara de retención (61) forma un ángulo con una inclinación de 30 grados con respecto a la horizontal, de manera que el extremo horizontal (70) es más alto que el extremo horizontal (71). La base inclinada (80) descansa a su vez sobre el dispositivo de elevación de laboratorio (93). Se dispone un recipiente para líquido que comprende una botella de aspiración (82) que incluye un tapón de goma (83) y un tubo aspirador (84). El tapón de goma (83) tiene que ser insertado fuertemente en la botella (82) del aspirador para impedir fugas de aire. La botella (82) del aspirador está conectada por el tubo de suministro (76) a la cámara de retención (61). El tubo de suministro (76) está soportado por la pinza (85) que está fijada a un soporte de laboratorio (86) a efectos de minimizar el efecto de movimiento del tubo de suministro (76) sobre la balanza electrónica (81) durante la prueba. La botella del aspirador descansa sobre la balanza electrónica (81). La balanza electrónica (81) descansa a su vez sobre el dispositivo elevador de laboratorio (87). La botella del aspirador está llena de una solución acuosa y contiene 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico. La solución salina en la botella (82) del aspirador está coloreada con colorante azul FD & C No. 1 para facilitar/favorecer las lecturas de la medición.

Para empezar el proceso de pruebas, la cámara de pruebas (62) y la tapa (63) se desmontan de la cámara de retención (61) que queda en su lugar sobre la base inclinada (80). La botella del aspirador es levantada sobre el dispositivo elevador de laboratorio (87) a una altura arbitraria. La base inclinada (80) está levantada sobre el dispositivo elevador de laboratorio (93) hasta que la solución salina contenida en la botella del aspirador (82) llena el extremo inferior (aproximadamente a 0,64 cm (unas 0,25 pulgadas) de la cámara de retención (61) a una altura de 0,635 cm (0,25 pulgadas) en su punto de mayor profundidad). En este momento, la cámara de prueba (62) es colocada en la cámara de retención (61) pero es mantenida fuera de contacto con la solución salina presente en la cámara de retención (61) por el tornillo (78). De manera específica, el tornillo (78) se hace pasar por la abertura enroscada (77) hasta que establece contacto con el lateral de la cámara de pruebas (62). La fuerza ejercida por el tornillo (78) presiona la cámara de prueba (62) contra la cámara de retención (61) e impide que la cámara de prueba (62) pueda entrar por completo en la cámara de retención (61). La tapa (63) es colocada a continuación sobre la cámara de retención (61). Seis sondas de pH (90) son insertadas a través de los orificios (69) de la capa (63) hasta que establecen contacto con la superficie del compuesto. Los medidores de pH (91) están dispuestos en la modalidad de medición. La balanza (81) es puesta a cero y el extremo inferior o fondo de la rejilla (68) es bajado hacia adentro de la solución salina al liberar la fuerza ejercida por el tornillo (78). La unión de la rejilla (68) y el fondo (65), y la muestra de estructura o cuerpo absorbente situada de modo general sobre aquélla, establecen contacto con la solución salina. La solución salina es alimentada con una presión hidrostática constante desde la botella de aspiración (82) hacia adentro del extremo inferior de la cámara de retención (61). El avance de la solución salina en centímetros, el incremento de peso (registrado por la balanza (81)), y las lecturas en los medidores de pH (91) (solamente muestran valores de pH los electrodos que establecen contacto con la muestra de estructura o cuerpo absorbente saturado, puesto que de otro modo no se obtienen valores), siendo función del tiempo, y siendo registrados durante un periodo de seis horas con mediciones periódicas, de modo general, con intervalos de dos minutos durante las cinco primeras lecturas y a continuación a intervalos de 10 minutos para el resto de las lecturas. El valor de la Capacidad de Absorción por Capilaridad se define y se normaliza como incremento en el peso de líquido registrado por la balanza (81) al final de la prueba y dividido por el peso seco de la estructura absorbente. La gama de pH es presentada como valores mínimos y máximos de pH obtenidos durante el período de pruebas por cualesquiera medidores de pH (91).

Proporción de Ionización

El método de prueba de la Proporción de Ionización mide la proporción de Ionización Inicial de un material ionizable en una solución acuosa al 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico.

Se prepara una solución acuosa de cloruro sódico al 0,9 por ciento disolviendo 67,5 gramos de cloruro sódico, de la firma Aldrich Chemical Company de Milwaukee, Wisconsin, con número de catálogo 22,351-4, según el número de Chemical Abstract Service Registry [7647-14-5], y con una pureza química superior a 99 por ciento, en 7,5 litros de agua ultrapura contenida en un recipiente de plástico de 18,7 litros. El agua ultrapura se obtiene por filtración de agua destilada a través de un sistema de filtrado, disponible de la firma Millipore Corporation de Bedford, Massachusetts, con la designación Milli-Q Reagent Water System. Una placa de agitación Nuova II, que se puede conseguir de la firma Thermolyne Corporation of Dubuque, Iowa, y una barra de agitación magnética de 7 cm de longitud se utilizan para mezclar y disolver de modo completo el cloruro sódico en el agua ultrapura. Los 7,5 litros de solución acuosa con un porcentaje de 0,9 por ciento en peso de cloruro sódico se agitan durante unas 72 horas. Se coloca una tapa sobre el recipiente plástico de 18,7 litros durante el tiempo de agitación de 72 horas, a efectos de limitar la acción del polvo u otra contaminación de partículas en la solución, dejando solamente una abertura muy pequeña para el paso del aire. Esto permitirá que la solución salina se equilibre con el dióxido de carbono en el aire, estabilizando, por lo tanto, el nivel de pH de la solución salina.

Se utiliza para esta prueba un electrodo de pH combinado ORION Ross Glass Combination modelo 8202BN, que se puede conseguir de la firma ORION Research Inc. en Boston, Massachusetts. Haciendo referencia a la figura 3, la punta del electrodo de pH (20) es cubierta por una caperuza que protege el electrodo (20) y evita su secado. La caperuza forma parte del electrodo obtenido del fabricante. El electrodo (20) es conectado al medidor de pH (23) (ORION Benchtop pH/ISE Meter, modelo 710A, que también se puede conseguir de la firma ORION Research Inc.). El medidor de pH (23) es conectado en interfaz a un ordenador (25) (tal como el Compaq Portable 386 de la firma Compaq Computer) para conseguir los valores del pH con respecto al tiempo. El sistema medidor/electrodo es calibrado con tres tampones (pH = 4,01, 7,00, y 10,00, de la firma VWR Scientific Co. con números de catálogo 34170-127, 34170-130, y 34170-133 respectivamente) antes de la prueba. El electrodo de pH (20) está suspendido verticalmente en la solución sometida a medición por el soporte (24) del electrodo de pH. Tanto la unión (21) de referencia del electrodo de pH como el bulbo detector de pH (22) deben estar totalmente sumergidos en la solución que es objeto de medición a efectos de funcionar de manera apropiada.

El ordenador (25) es conectado y se inicia el software de captación de datos. La identificación de muestras es introducida en el programa y éste es ajustado para registrar cada 5 segundos durante un periodo de tiempo apropiado.

Para iniciar el proceso de pruebas, se miden 200 gramos de la solución acuosa de cloruro sódico al 0,9 por ciento en peso en un recipiente de cristal (28) de 250 ml utilizando una balanza electrónica de la firma Sartorius Corporation de Bohemina, Nueva York. Una masa de unos 2 gramos del material de pruebas es pesada utilizando la misma balanza electrónica. El recipiente de cristal (28) que contiene unos 200 gramos de solución salina es colocado sobre la placa de agitación (26) Nuova II, y la varilla de agitación magnética (27), con una longitud aproximada de 3,18 cm (1,25 pulgadas), es colocada en el recipiente. La placa de agitación Nuova II (26) es conectada y dispuesta a una graduación de la velocidad de agitación de valor (8). El electrodo de pH (20) es sumergido en una solución y suspendido en el centro del recipiente. La punta del bulbo detector de pH (22) es sumergida dentro de la solución en una profundidad aproximada de 3 cm (1,18 pulgadas). El medidor de pH es dispuesto en la modalidad de medición. Cuando el valor de pH de la solución salina no ha cambiado dentro de 5 minutos, la medición de la proporción de ionización está preparada para empezar.

La medición de la proporción de ionización empieza con el software de captación de datos preparado para captar datos, y la solución salina agitada de manera continuada con una graduación de la proporción o velocidad de agitación de valor (8). A continuación, se vierten dos gramos de material de pruebas en el recipiente (28) de la solución salina. El software de captación de datos registra los valores de pH de la solución cada 5 segundos. La prueba es llevada a cabo durante un mínimo de 10 minutos. Un tiempo de pruebas más largo es necesario para materiales con concentración iónica más reducida y/o menor solubilidad en solución salina. La prueba puede ser parada cuando el valor final de pH se ha estabilizado durante un mínimo de 2 minutos. El electrodo de pH (20) es retirado cuidadosamente de la solución y es lavado con agua destilada. El recipiente de cristal (28) es lavado con agua destilada y secado una vez limpio. El proceso de prueba se repite durante, como mínimo, tres repeticiones para cada material de pruebas. La Proporción de Ionización para cada material de pruebas será el promedio de un mínimo de tres repeticiones.

La proporción de Ionización de un material se define como cambio del valor de pH medido a los 5 segundos con respecto a la gama total de pH después de ionización completa como función del tiempo.

La Proporción de Ionización es calculada utilizando la siguiente ecuación:

100

en la que

pH_{o} \; =: valor del pH de la solución salina antes de añadir el material de pruebas (0 segundos)

pH_{s} \; =: valor de pH a los 5 segundos

pH_{m} \; =: para materiales ácidos, pH_{m} representa el valor mínimo de pH registrado durante la evaluación. Para materiales básicos, pH_{m} representa el valor máximo de pH registrado durante la evaluación.

Ejemplos

Para su utilización en los siguientes ejemplos, se obtuvieron o prepararon los siguientes materiales componentes.

a. Superabsorbente de Poliacrilato Comercial (Componente 1)

Como material de control, se obtuvo un superabsorbente de poliacrilato sódico comercial, designado como polímero superabsorbente FAVOR® 880 de la firma Stockhausen, Inc. de Greensboro, Carolina del Norte. Este superabsorbente tiene un grado de neutralización de 70 por ciento molar aproximadamente. El superabsorbente fue cribado y la gama de tamaños de partículas de 300 a 600 micras se utilizó para evaluación adicional. El polímero superabsorbente FAVOR® 880 tenía u valor de hinchamiento libre de 400 gramos por gramo aproximadamente y un valor de la Absorbencia Bajo Carga de unos 30 gramos por gramo.

b. Gel de Ácido Poliacrílico (Componente 2)

En un reactor con camisa con una capacidad de 10 galones, dotado de agitador y conteniendo 24 kg de agua destilada, 6 kg de ácido acrílico, 10 gramos de persulfato potásico (K_{2}S_{2}O_{8}), y 24 gramos de N,N'-metilenbisacrilamida, todos ellos conseguidos de la firma Aldrich Chemical Company, se añadieron y se mezclaron a una temperatura ambiente formando una solución completamente disuelta. El reactor fue calentado a continuación a 60ºC durante un mínimo de 4 horas. El agitador estuvo conectado de manera continua. El gel de ácido poliacrílico formado fue cortado en cubos de menos de 1 pulgada y secado en una estufa ventilada a 60ºC durante un mínimo de 2 días. El polímero de ácido poliacrílico completamente seco fue molido formando partículas mediante un triturador comercial (Modelo: C.W. Brabender Granu-Grinder) y cribado utilizando un separador Sweco (Modelo de 24 pulgadas), con cuatro gamas diferentes de tamaño de partículas (150 a 300 micras, 300 a 600 micras, 600 a 850 micras, y 850 a 1190 micras) utilizado para evaluación adicional, designados como Componentes 2a, 2b, 2c, y 2d, respectivamente. Los polímeros de ácido poliacrílico tenían un valor de Hinchamiento Libre de unos 9 gramos por gramo y un valor de Absorbencia Bajo Carga de unos 6 gramos por gramo.

c. Segundo Material Básico o Agente Tampón (Componente 3)

Se obtuvo hidrógeno carbonato sódico granular (NaHCO_{3}), de la firma Aldrich Chemical Company, y fue sometido a cribado, utilizándose para evaluación adicional la gama de tamaños de partículas de 300 a 600 micras.

d. Segundo Material Básico (Componente 4)

Carbonato sódico granular (Na_{2}CO_{3}), de la firma Aldrich Chemical Company, fue obtenido y cribadoutilizando la gama de tamaños de partículas de 300 a 600 micras para evaluación posterior.

e. Segundo Material Ácido o Agente Tampón (Componente 5)

Se obtuvo y se sometió a cribado ácido cítrico anhidro granular (HOOCCH_{2}C(OH)(COOH)CH_{2}COOH), de la firma Archer Daniels Midland Company, utilizando las gamas de tamaños de partículas de 300 a 600 micras, 600 a 850 micras, y 850 a 1190 micras, utilizadas para evaluación adicional, indicadas como Componentes 5a, 5b, y 5c, respectivamente.

f. Material Esponjoso de Pulpa de Madera (Componente 6)

Se obtuvo de la firma Alliance Paper Company, Cosa Pines, Alabama, pulpa esponjosa de madera kraft comercial, consistente en 16 por ciento aproximadamente de madera dura southern y aproximadamente de 84 por ciento en peso de madera blanda southern, con la designación de pulpa esponjosa de madera CR 1654, y se utilizó como material de retención de matriz fibrosa para preparar estructuras porosas o absorbentes para evaluación adicional. El material esponjoso de pulpa de madera tenía un valor de hinchamiento libre de 6 gramos por gramo aproximadamente y un valor de Absorbencia Bajo Carga de unos 4 gramos por gramo.

g. Material Esponjoso de Pulpa de Madera (Componente 7)

Un material esponjoso de pulpa de madera comercial, consistiendo aproximadamente en 10 por ciento en peso de madera dura y 90 por ciento en peso de madera blanda tipo southern, se consigue de la firma Weyerhaeuser Company, Mississippi, con la designación pulpa esponjosa de madera NB 416, y se utilizó como material de retención de matriz fibrosa para preparar estructuras o cuerpos absorbentes para su evaluación adicional. El material esponjoso de pulpa de madera tenía un valor de hinchamiento libre aproximado de 6 gramos por gramo y un valor de la absorbencia bajo carga de unos 4 gramos por gramo.

h. Hidróxido Polidialil Dimetil Amónico (Componente 8)

Se disolvieron unos 2,1 gramos de metilenbisacrilamida como agente reticulante entre 370 mililitros de solución acuosa al 60 por ciento en peso de monómero de cloruro de dielildimetilamonio en un recipiente cónico de 1000 mililitros. La solución fue sometida a purga con nitrógeno durante 15 minutos y el recipiente cónico fue tapado y colocado en un baño de agua a 60ºC. Se inició la polimerización con la adición de 0,4 gramos de persulfato potásico y 1,5 gramos de bisulfito sódico a la mezcla de reacción. Se continúa la polimerización durante 12 horas a 60ºC seguido del corte del gel formado en pequeños trozos (cubos de una pulgada aproximadamente). Las piezas de gel fueron lavadas con 2 por ciento en peso de una solución de hidróxido sódico hasta que los iones cloruro del polímero fueron intercambiados por iones hidróxido. La terminación del intercambio fue confirmada al comprobar el efluente después de tratamiento con nitrato de plata ácido para detectar iones cloruro. La ausencia de iones cloruro fue interpretada como indicación de que se había terminado la conversión a la forma deseada de hidróxido. El gel fue lavado completamente con agua destilada hasta que el pH del agua destilada después del lavado era igual que el agua utilizada para dicho lavado. El gel fue secado a 50ºC durante la noche y movido utilizando un mezclador Warring (Modelo 34BL97). El polímero molido fue cribado y las cuatro gamas de tamaños de partículas distintas (300 a 600 micras, 600 a 850 micras, y 850 a 1190 micras) se utilizaron para evaluación adicional, designándose como Componentes 8a, 8b, y 8c, respectivamente. El polímero de polidialil dimetil amonio tenía un valor de hinchamiento libre de unos 26 gramos por gramo y un valor de la Absorbencia Bajo Carga de unos 18 gramos por gramo.

I. Quitosán (Componente 9)

Cuarenta gramos de copos de quitosán, de la firma Vanson Company bajo la designación quitosán VSN-608, se mezclaron con 2000 gramos de una solución de ácido acético a 1 por ciento en peso en un mezclador fabricado por KitchenAid (Modelo K45SS). Se añadieron unos 0,3 gramos de poli (etilén glicol) diglicidil éter con un peso molecular aproximado de 400 a la solución de acetato de quitosán como agente reticulante. La solución fue secada a continuación a 60ºC durante un mínimo de 30 horas y sometida a molturación formando partículas, y luego fue sometida a cribado utilizándose para evaluación adicional la gama de dimensiones en partículas de 300 a 600 micras. Las partículas de acetato de quitosán fueron suspendidas en una solución de hidróxido sódico al 1 por cien con una proporción de un gramo de acetato de quitosán para 100 gramos de la solución de hidróxido sódico. Con agitación continua, utilizando un agitador magnético, el acetato de quitosán fue convertido en quitosán dentro del tiempo mínimo de 5 horas. Las partículas de quitosán tratado fueron lavadas a continuación con agua destilada cuatro veces, con una proporción de quitosán a agua de 1 a 1000 para eliminar por completo el acetato sódico residual y el hidróxido sódico. El quitosán lavado fue secado a 80ºC. El polímero de quitosán tenía un valor de hinchamiento libre de unos 3 gramos por gramo y un valor de absorbencia bajo carga de unos 2 gramos por gramo.

Ejemplo 1

Se prepararon estructuras o cuerpos absorbentes utilizando un proceso de colocación neumática. Los cuerpos absorbentes tenían un peso base de unos 500 gramos por metro cuadrado, una densidad aproximada de 0,2 \pm 0,01 gramos por centímetro cúbico, y de modo general comprendían aproximadamente 37 por ciento en peso del material en partículas (Componentes 1-5, 8-9) y aproximadamente 63 por ciento en peso de pulpa de madera esponjosa (Componentes 6, 7). La composición de cada muestra de estructura absorbente se resume en las Tablas 1 y 2.

Las estructuras absorbentes fueron densificadas por una prensa de laboratorio, de la firma Freíd S. Carver, Inc., de Wabash, Indiana, con la designación de prensa de laboratorio Modelo 2333, a temperatura ambiente y una presión aproximada de 10.000 a 15.000 psi durante unos 10 segundos. Las estructuras o cuerpos absorbentes fueron cortados en muestras de 2 pulgadas por 13,75 pulgadas utilizando una sierra para productos textiles, de la firma Eastman Machine Company, de Buffalo, Nueva York, con la designación sierra textil de 110 voltios Chickadee II Rotary Shear, Tipo D-2.

La densidad de cada muestra de estructura o cuerpo absorbente fue medida por su grosor antes de las evaluaciones de pH y de absorbencia. Si la densidad es demasiado baja, la muestra de estructura absorbente fue redensificada hasta la gama de valores aceptables. La muestra de estructura absorbente fue colocada a continuación en un aparato de pruebas para medición del perfil de pH y valores de la capacidad de absorción por capilaridad. En este ejemplo, el perfil de pH y los valores de la Capacidad de Absorción por Capilaridad fueron medidos utilizando un período de tiempo de 2,5 horas, en vez del período de tiempo de 6 horas especificado en la sección de métodos de prueba. Los resultados de las evaluaciones se muestran en la Tabla 3. Varias de las muestras de la estructura o cuerpo absorbente se evaluaron también en cuanto a características de absorbencia y de pH a lo largo de un período de tiempo de unas 24 horas. Para muestras de estructuras absorbentes que no comprendían un agente tampón o una cantidad efectiva de agente tampón, se observan en general variaciones más amplias en los valores de pH a lo largo de un período de tiempo de 24 horas en comparación con los períodos de tiempo de 2,5 horas. Para muestras de estructuras o cuerpos absorbentes según la presente invención, que comprendían una cantidad efectiva de agente tampón, no se observó diferencia sustancial en los valores de la absorbencia o de pH entre los dos períodos de tiempo.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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4

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Ejemplo 2

Se prepararon estructuras o cuerpos absorbentes utilizando un proceso de colocación neumática. Las estructuras absorbentes tenían un peso base aproximado de 500 gramos por metro cuadrado, una densidad aproximada de 0,2 \pm 0,01 gramos por centímetro cúbico, y en general comprendían aproximadamente 37% en peso de material en partículas (Componentes 2, 3, 5 y 8) y aproximadamente en 63% en peso de pulpa de madera esponjosa (Componente 6). La composición de cada una de las muestras de estructuras o cuerpos absorbente se resume en la tabla 4.

Las estructuras absorbentes se densificaron mediante una presa de laboratorio, de la firma Fred S. Carver, Inc., de Wabash, Indiana, con la designación de prensa de laboratorio modelo 2333, a temperatura ambiente, a una presión aproximada de 10.000 a 15.000 psi durante unos diez segundos. Las estructuras o cuerpos absorbentes fueron cortados en muestras de 2 pulgadas por 13,75 pulgadas utilizando un sierra para materiales textiles, de la firma Eastman Machine Company, de Buffalo, Nueva York, con la designación de sierra para productos textiles de 110 voltios Chickadee II Rotary Shear, Tipo D-2.

La densidad de cada una de las muestras de estructura absorbente se midió por su grosor antes de las evaluaciones de absorbencia y pH. Si la densidad es demasiado baja la muestra de la estructura o cuerpo absorbente fue redensificada a la gama de valores aceptable. La muestra de estructura absorbente fue colocada a continuación en el aparato de pruebas para medición del perfil del pH y de los valores de capacidad de absorción por capilaridad. Los resultados de las evaluaciones se muestran en la Tabla 5. En la Tabla 5, I_{a} representa la proporción de ionización para el polímero ácido o segundo material ácido utilizado en la muestra de estructura absorbente. I_{b} representa la proporción de ionización para el polímero básico o segundo material básico utilizado en la muestra de estructura absorbente.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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5

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6

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Ejemplo 3

Se prepararon estructuras o cuerpos absorbentes utilizando un proceso de colocación neumática. Las estructuras absorbentes tenían dos capas y un peso base total de unos 500 gramos por metro cuadrado, una densidad de 0,2 \pm 0,01 gramos por centímetro cúbico, y comprendían en general 37% en peso aproximadamente de material en partículas (componentes 2, 3, 5 y 8) y aproximadamente 63% en peso de pulpa de madera esponjosa (Componente 6). La estructura absorbente de dos capas se preparó al formar, en primer lugar, una capa inferior de material en partículas y pulpa esponjosa de madera, y formando a continuación una capa superior de material en partículas y de pulpa esponjosa de madera por encima de la capa inferior. La composición de cada una de las muestras de estructura absorbente se resume en la tabla 6.

Las estructuras absorbentes de varias capas fueron densificadas por una presa de laboratorio de la firma Fred. S. Carver, Inc. de Wabash, Indiana, con la designación de prensa de laboratorio modelo 2333, a temperatura ambiente, a una presión de 10.000 a 15.000 psi durante 10 segundos aproximadamente. Las estructuras absorbentes fueron cortadas en muestras de 2 pulgadas por 13,75 pulgadas utilizando una sierra para artículos textiles, de la firma Eastman Machine Company, en Buffalo, Nueva York, con la designación sierra para artículos textiles de 110 voltios Chickadee II Rotary Shear, tipo D-2.

La densidad de cada una de las muestras de estructura absorbente fue medida por su grosor antes de las evaluaciones de absorbencia y pH. En caso de que la densidad sea demasiado baja, la muestra de estructura o cuerpo absorbente fue redensificada a la gama de valores aceptables. La muestra de estructura absorbente fue colocada a continuación en el aparato de pruebas para la medición del perfil del pH y de los valores de capacidad de absorción por capilaridad. La superficie de la capa superior se encuentra en contacto con las sondas de pH. Los resultados de las evaluaciones se muestran en la tabla 7.

Si bien la presente invención a sido descrita en términos de las realizaciones específicas explicadas anteriormente, numerosos cambios y modificaciones serán evidentes para los técnicos en la materia. De acuerdo con ello, los ejemplos específicos anteriormente indicados no están destinados a limitar de modo alguno el alcance de la invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

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Claims

1. Estructura o cuerpo absorbente, dotado de una superficie superior, cuya estructura o cuerpo absorbente comprende:

a): un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, que tiene grupos funcionales ácidos, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua tiene como mínimo 50% molar de los grupos funcionales ácidos en forma de ácido libre;

b): un material básico; y

c): un agente tampón que tiene un pKa comprendido entre 2 y 10;

en el que la estructura o cuerpo absorbente muestra un valor de la Capacidad de Absorción por capilaridad que es como mínimo de 5 gramos por gramo de estructura absorbente y muestra un pH en la superficie superior que queda comprendido dentro de una gama de valores de 3 a 8.

2. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 1, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, tiene un pKa comprendido entre 0 y 12.

3. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 1 ó 2, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, tiene como mínimo 70% molar de los grupos funcionales ácidos en forma de ácido libre.

4. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el agente tampón es seleccionado entre ácido aspártico, ácido ascórbico, ácido cloracético, ácido \beta-clorobutírico, ácido cis-cinámico, ácido cítrico, ácido fumárico, ácido glutarámico, ácido glutárico, ácido itacónico, ácido láctico, ácido málico, ácido malónico, ácido o-ftálico, ácido succínico, ácido \alpha-tartárico y ácido fosfórico, \alpha-alanina, alantoóna, cisteína, cistina, dimetilglicina, histidina, glicina, quitosán, ácido n-(2 acetamido)-2-iminodiacético, tris (hidroximetil) aminometano, teobromina y tiroxina.

5. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 4, en el que el agente tampón es ácido cítrico.

6. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, tiene un peso molecular promedio en peso superior a 100.000.

7. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, es preparado a partir de un polímero base seleccionado entre poliacrilamidas, alcoholes polivinílicos, copolímero de etileno y anhídrido maleico, poliviniléteres, ácidos poliacrílicos, polivinilpirrolidonas, polivinilmorfolinas, carboximetil celulosas, carboximetil almidones, hidroxipropil celulosas, alginas, alginatos, carragenanos, almidones con injerto acrílico, celulosas con injerto acrílico, ácido poliaspártico, ácido poliglutámico y copolímeros de los mismos.

8. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 7, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, es preparado a partir de ácido poliacrílico.

9. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el material básico es seleccionado entre poliaminas, poliminas, poliamidas, amonios policuaternarios, quitinas, quitosanes, poliasparaginas, poliglutaminas, polilisinas, poliargininas, aminas alifáticas, aminas aromáticas, iminas, amidas, óxidos metálicos, hidróxidos, sales y mezclas de los mismos.

10. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 9, en el que el material básico es seleccionado del grupo que consiste en bicarbonato sódico y carbonato sódico.

11. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 10, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, ácido, y el material básico se encuentran presentes en la estructura absorbente en una proporción molar de 10:1 a 1:10.

12. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, en el que la estructura o cuerpo absorbente muestra un valor de la capacidad de absorción por capilaridad mínimo de 10 gramos por gramo de estructura absorbente.

13. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 12, en el que la estructura absorbente muestra un pH en la superficie superior que permanece dentro de la gama de 4 a 7.

14. Producto absorbente de un solo, uso que comprende una hoja superior permeable a los líquidos, una hoja posterior fijada a la hoja superior y una estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, dispuesto entre la hoja superior y la hoja posterior.

15. Estructura o cuerpo absorbente, que tiene una superficie superior, cuya estructura o cuerpo absorbente comprende:

a): un polímero insoluble en agua, hinchable en agua, que tiene grupos funcionales básicos, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, tiene como mínimo el 50% molar de los grupos funcionales básicos en forma de base libre; y

b): un material ácido; y

c): un agente tampón que tiene un pKa comprendido entre 2 y 10;

en el que el cuerpo o estructura absorbente muestra un valor de la capacidad de absorción por capilaridad que es, como mínimo, de 5 gramos por gramo de estructura o cuerpo absorbente, y muestra un ph en la superficie superior que permanece dentro de la gama de valores de 3 a 8.

16. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 15, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, tiene un pKa comprendido entre 2 y 14.

17. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 15 ó 16, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, tiene como mínimo 70% molar de los grupos funcionales básicos en forma de base libre.

18. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que el agente tampón se selecciona entre ácido aspártico, ácido ascórbico, ácido cloroacético, ácido \beta-clorobutírico, ácido cis-cinámico, ácido cítrico, ácido fumárico, ácido glutarámico, ácido glutárico, ácido itacónico, ácido láctico, ácido málico, ácido malónico, ácido oftálico, ácido succínico, ácido \alpha-tatárico, ácido fosfórico, \alpha-alanina, alantoína, cisteína, cistina, dimetilglicina, histidina, glicina, quitosan, ácido N-(2-acetamido)-2-iminodiacético, tris (hidroximetil) aminometano, teobromina y tiroxina.

19. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 18, en el que el agente tampón es ácido cítrico.

20. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, tiene un peso molecular pero medio de un peso superior a 100.000.

21. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que el polímero hinchable en agua, insoluble en agua, es básico, preparado a partir de un polímero base seleccionado a partir de poliaminas, polietileniminas, poliacrilamidas, hidróxido polidialil dimetil amónico, amonios policuaternarios, quitina, quitosán, poliasparaginas, poliglutaminas, polilisinas, poliargininas y copolímeros de los mismos.

22. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 21, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, es hidróxido polidialil dimetil amónico.

23. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, en el que el material ácido es seleccionado entre ácido poliacrílico, ácido polimaleico, carboximetil celulosa, ácido algínico, ácido poliaspártico, ácido poliglutámico, ácido cítrico, ácido glutámico, ácido aspártico, ácidos inorgánicos, sales y mezclas de los mismos.

24. Estructura o cuerpo absorbente, según la reivindicación 23, en el que el material ácido es ácido poliacrílico.

25. Estructura o cuerpo absorbente, según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 24, en el que el polímero insoluble en agua, hinchable en agua, básico, y el material ácido se encuentran presentes en la estructura o cuerpo absorbente en una proporción molar de 10:1 a 1:10.

26. Estructura o cuerpo absorbente, según las reivindicaciones 15 a 25, en el que la estructura o cuerpo absorbente muestra un valor de la capacidad de absorción por capilaridad que es por lo mínimo de 10 gramos por gramo de estructura absorbente.

27. Estructura o cuerpo absorbente, según las reivindicaciones 15 a 25, en el que la estructura o cuerpo absorbente muestra un pH sobre la superficie superior que permanece dentro de la gama de valores de 4 a 7.

28. Producto absorbente de un solo uso, que comprende una hoja superior permeable a los líquidos, una hoja posterior fijada a la hoja superior, y una estructura absorbente, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 15 a 27, dispuesta entre dichas hoja superior y hoja posterior.