ES2259234T3

ES2259234T3 - Banda extensible porosa resistente al desgarro.

Info

Publication number: ES2259234T3
Application number: ES99924486T
Authority: ES
Inventors: John Joseph Curro; Anneka M. Kaminski; Michele Ann Mansfield; George Christopher Dobrin; Jianbin Zhang
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2006-09-16
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: IL139182A0; TR200003526T2; DE69929969D1; EP1082080A2; KR100395393B1; KR100430944B1; DE69929969T2; CA2333214A1; TW527283B; ZA200005839B; EP1082080B1; WO1999062449A3; HUP0103561A3; WO1999062449A2; AU4097299A; KR20010052423A; ID29142A; BR9910809A; JP4493848B2; CN1303257A

Abstract

Una banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida y porosa que tiene una primera superficie continua y una segunda superficie discontinua, estando dicha primera superficie y dicha segunda superficie situadas en planos básicamente paralelos que están alejados entre sí, caracterizándose dicha banda elastomérica por numerosos elementos elastoméricos de interconexión con sección transversal de forma cóncava en sentido ascendente para desacoplar básicamente las tensiones inducidas por deformación aplicadas en dicha primera superficie desde dicha segunda superficie, definiendo dichos elementos de interconexión al menos una primera abertura en dicha primera superficie, teniendo dicha primera abertura un eje principal y un eje secundario perpendicular a dicho eje principal, estando dicho eje principal generalmente orientado de manera ortogonal a dichas tensiones inducidas por deformación aplicadas, comprendiendo además dicha banda porciones de pared lateral interconectada de dichoselementos de interconexión que se extienden en la dirección de dicha segunda superficie y que terminan para conformar al menos una segunda abertura que tiene sitios de inicio de desgarro en dicha segunda superficie de dicha banda elastomérica, de manera que las tensiones inducidas por deformación sobre dicha banda elastomérica están básicamente desacopladas de los sitios de inicio del desgarro en dichas aberturas secundarias, al menos hasta que dicha superficie secundaria ya no esté alejada de dicho plano de dicha primera superficie cuando dichas tensiones se aplican a dicha banda, en donde dicho eje principal tiene una primera longitud y dicho eje secundario tiene una segunda longitud, caracterizándose dicha banda por que la relación dimensional entre dicha primera longitud de dicho eje principal y dicha segunda longitud de dicho eje secundario es mayor que 1, 5:1 cuando dicha banda no está tensionada.

Description

Banda extensible porosa resistente al desgarro.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a bandas poliméricas extensibles porosas. En particular, la presente invención se refiere a bandas poliméricas tridimensionales macroscópicamente expandidas con aberturas.

Antecedentes de la invención

En el sector de los artículos absorbentes desechables, se sabe desde hace tiempo que es deseable construir dispositivos absorbentes, como pañales desechables, compresas higiénicas, bragas para incontinentes, vendas, apósitos para heridas y similares, con elementos elásticos para mejorar la gama de tamaños, la facilidad de movimientos y el ajuste continuado. También se sabe que es preferible, especialmente en estos productos previstos para ser utilizados en condiciones de calor y humedad, proporcionar una adecuada porosidad a todas las zonas del artículo donde una indebida oclusión de la piel puede causar una sensibilización de la piel o una erupción cutánea por calor. Debido a la naturaleza de muchos artículos absorbentes desechables, existe un elevado potencial de irritación de la piel debido al atrapamiento de humedad y otros exudados corporales entre la porción elástica del artículo y la piel del portador. Las porciones elásticas de los artículos desechables son especialmente proclives a causar irritaciones de la piel ya que tienden a ajustarse más al cuerpo y, por tanto, resulta más probable que ocluyan zonas de la piel, a menudo durante períodos prolongados de tiempo. En la técnica se conocen diferentes métodos para transmitir elasticidad a películas poliméricas y también se conocen en la técnica diferentes métodos para transmitir porosidad a películas poliméricas, pero sigue existiendo la necesidad de disponer de una película o banda poliméricas que proporcionen una elasticidad y una porosidad adecuadas, de forma que pueda adaptarse a un uso durable y prolongado en prendas de vestir, especialmente en prendas de vestir desechables.

Se conocen en la técnica pañales desechables y otros artículos absorbentes dotados de doblez vuelto elástico para las piernas o cinturilla elástica para un ajuste más cómodo y para proporcionar un mejor control de los escapes. A menudo, la elasticidad se consigue mediante un tratamiento térmico de los materiales poliméricos que producen un deseable encogimiento o recogimiento de una porción del pañal. Uno de estos métodos de tratamiento se describe en la patente US-4.681.580, concedida a Reising y col. el 21 de julio de 1987.

Un método mejorado para estirar secuencialmente una banda laminada estirada con "deformación cero" con el fin de transmitir elasticidad a la misma se describe en la patente US-5.143.679, concedida a Weber y col. el 1 de septiembre de 1992. La patente '679 de Weber muestra el uso de un material laminado estirado formado por al menos dos capas, una de las cuales es estirable y elastomérica, mientras que la segunda capa es elongable, pero no necesariamente elastomérica. Las capas están aseguradas entre sí de manera intermitente o básicamente continua a lo largo de al menos una parte de sus superficies coincidentes, cuando se encuentran en una condición básicamente sin tensionar ("deformación cero"). La patente '679 de Weber además describe un método y aparato mejorados para estirar secuencialmente las porciones laminadas estiradas con "deformación cero" de la banda durante el proceso de estiramiento incremental para transmitir elasticidad en la dirección del estiramiento sin que la banda laminada se rompa durante el proceso. Otras mejoras adicionales se incluyen en las patentes US-5.156.793, concedida a Buell y col. el 20 de octubre de 1992, y US-5.167.897, concedida a Weber y col. el 1 de diciembre de 1992.

Las bandas poliméricas elásticas también se pueden fabricar con materiales elastoméricos conocidos en la técnica, pudiendo ser laminados de materiales poliméricos tales como los descritos en las patentes US-5.501.679, concedida a Krueger y col. el 26 de marzo de 1996. Los laminados de este tipo se preparan generalmente coextruyendo materiales elastoméricos y capas de piel no elásticas, después estirando el laminado más allá del límite de elasticidad de las capas de piel y finalmente dejando que el laminado se recupere. Las bandas o películas elastoméricas como las descritas anteriormente pueden utilizarse en las porciones ajustadas al cuerpo de prendas de vestir, tales como cinturillas y dobleces vueltos para las piernas, pero generalmente no son lo suficientemente porosas como para evitar una irritación no deseada de la piel cuando se utilizan durante un periodo prolongado de tiempo.

Se conocen en la técnica diferentes medios para conferir mayor porosidad a las películas poliméricas planas elásticas, tales como la perforación con matriz, el ranurado y la perforación con aguja caliente. Sin embargo, cuando se aplica cualquiera de las técnicas anteriores a películas elastoméricas termoplásticas, el aumento de la porosidad va acompañado de una reducción del grado de rendimiento elástico fiable. Por ejemplo, en el caso de aberturas circulares en una película plana, se sabe que al aplicar una tensión S_{1}, se crea una tensión local resultante, S_{2}, ortogonal a la tensión aplicada alrededor de las aberturas. Esta tensión local, S_{2}, es mayor que S_{1}, pudiendo ser hasta 3 veces la tensión aplicada. En el caso de aberturas no circulares, la concentración de tensión puede ser incluso mayor. Como resultado, las aberturas se convierten en una fuente de sitios iniciales de desgarro en sus bordes ya que los bordes del material forman los bordes de las aberturas en el plano de la tensión aplicada. En el caso de las películas elásticas termoplásticas comunes, estas aberturas facilitan el inicio del desgarro, que puede irse propagando con el tiempo hasta llegar a producir un fallo catastrófico de la película. Cuando se utiliza en porciones elásticas de artículos absorbentes desechables, este fallo produce una pérdida de características de elasticidad importantes, incluida las pérdidas de confort, ajuste y uso del artículo absorbente.

Las estructuras del estado de la técnica que proporcionan una adecuada porosidad de forma que resultan preferidas para su uso como superficie en contacto con el portador en artículos absorbentes desechables presentan dos variantes básicas, a saber, estructuras inherentemente permeables a los fluidos, tales como no tejidos fibrosos, y materiales impermeables a los fluidos, tales como bandas poliméricas a las que se les ha dotado de un grado de permeabilidad a los fluidos a través de aberturas para permitir que los fluidos y la humedad fluyan a través de las mismas. Ninguna de estas variedades es típicamente elástica y, como consecuencia, ambas son generalmente utilizadas en regiones de un artículo absorbente que requieren una permeabilidad a los fluidos pero no extensibilidad, tales como la capa en contacto con el cuerpo de una compresa.

La patente de atribución común US-3.929.135, concedida a Thompson el 30 de diciembre de 1975, sugiere una banda polimérica porosa adecuada para estar en contacto con el cuerpo en artículos desechables. Thompson describe una lámina superior tridimensional macroscópicamente expandida que comprende un material polimérico impermeable a los líquidos. Sin embargo, el material polimérico está conformado de forma que comprende capilares cónicos, teniendo los capilares una abertura de base en el plano de la lámina superior y una abertura de punta en contacto íntimo con la almohadilla absorbente utilizada en la venda absorbente desechable. Sin embargo, el material polimérico descrito por Thompson no es generalmente un elastómero y Thompson depende de las propiedades no elásticas de la película monocapa termomoldeada para fabricar la estructura tridimensional deseada.

Otro material que ha sido utilizado como superficie en contacto con el cuerpo en un contexto de artículos absorbentes desechables se describe en la patente de atribución común US-4.342.314, concedida a Radel y col. el 3 de agosto de 1982. La patente de Radel y col. describe una banda plástica tridimensional macroscópicamente expandida mejorada que comprende una sucesión regulada de redes capilares que tienen su origen en una superficie de la banda y se extienden por ella hasta terminar en forma de aberturas en la superficie opuesta de la misma. En una realización preferida, las redes capilares van disminuyendo de tamaño en la dirección del transporte de líquidos.

Las bandas plásticas tridimensionales macroscópicamente expandidas del tipo descrito de forma general en las patentes de atribución común de Thompson y Radel y col. antes mencionadas han conseguido con éxito disponer de una adecuada permeabilidad a los líquidos gracias a la porosidad proporcionada por las aberturas. Sin embargo, debido a las limitaciones del material, estas bandas no poseen generalmente la elasticidad requerida para que la banda resultante tenga características elastoméricas significativas. Este inconveniente básicamente limita el uso de estas bandas en las porciones elásticas de un artículo absorbente. Además, cuando dichas bandas se extienden en una o más direcciones, el área abierta que proporcionan las aberturas generalmente se reduce. Esto puede reducir significativamente la permeabilidad al aire y a la humedad de la banda, lo que puede aumentar las irritaciones de la piel, especialmente cuando la banda está colocada en una región de mucho estiramiento de un artículo, tal como un pañal.

Por tanto, sería deseable proporcionar una banda elastomérica con aberturas transpirables diseñada para disociar los efectos de una deformación aplicada sobre la banda desde los bordes de las aberturas y retardar o evitar así la presentación de un inicio de desgarro. Más especialmente, en una realización especialmente preferida, sería deseable proporcionar una banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida con aberturas y transpirable que sea capaz de recuperar básicamente su forma tridimensional después de ser sometida a una deformación aplicada de hasta aproximadamente el 400% o superior. También sería deseable proporcionar una banda tridimensional macroscópicamente expandida con aberturas y transpirable que incluya aberturas que tienen un eje principal y un eje secundario perpendicular al eje principal, en donde el eje principal está orientado generalmente ortogonal a la dirección esperada de elongación de la banda durante el uso.

Sumario de la invención

En una realización preferida, la presente invención se refiere a una banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida adecuada para su uso en porciones elásticas de artículos absorbentes desechables como vendas, pañales y bragas pañales ajustables. En una realización preferida, la banda tiene una primera superficie continua y una segunda superficie discontinua alejada de la primera superficie. Una banda elastomérica de la presente invención comprende preferiblemente una película conformada que tiene al menos dos capas poliméricas, con al menos una capa que es un elastómero y al menos una capa que es una capa de piel básicamente menos elastomérica. La banda elastomérica presenta numerosas aberturas primarias en la primera superficie de la banda, estando definidas las aberturas primarias en el plano de la primera superficie por una red continua de elementos de interconexión, en donde cada elemento de interconexión presenta una sección transversal con forma cóncava en sentido ascendente a lo largo de su longitud. Las aberturas primarias tienen un eje principal con una primera longitud y un eje secundario con una segunda longitud. La relación dimensional de dicha primera longitud a dicha segunda longitud es mayor que 1,5:1 cuando dicha banda está sin tensionar. En una realización preferida cada elemento de interconexión presenta un corte generalmente en forma de U a lo largo de una porción de su longitud, comprendiendo el corte una porción de base generalmente en el plano de la primera superficie de la banda y porciones de pared lateral unidas a cada borde de la porción de base e interconectadas con otras porciones de pared lateral. Las porciones de pared lateral interconectadas se extienden generalmente en la dirección de la segunda superficie de la banda y están interconectadas entre sí entre la primera superficie y la segunda superficie de la banda. Las porciones de pared lateral interconectadas finalizan básicamente a la misma altura para formar una abertura secundaria en el plano de la segunda superficie de la banda.

También se describe un método para fabricar la banda elastomérica de la presente invención que comprende proporcionar una película multicapa elastomérica, apoyar la película en una estructura conformadora y aplicar un diferencial de presión de fluido en todo el espesor de la película multicapa. El diferencial de presión de fluido es suficientemente elevado como para hacer que la película multicapa se adapte a la estructura de soporte y se rompa en al menos porciones de la película conformada.

Cuando la capa elastomérica de la presente invención se utiliza como elemento poroso extensible en un artículo absorbente, permite que los elementos de interconexión se estiren en el plano de la primera superficie. La naturaleza tridimensional de la banda sitúa las aberturas secundarias en un plano de la segunda superficie alejado del plano de la primera superficie, eliminando inicialmente las tensiones de la banda de los sitios de inicio de desgarro de los bordes de las aberturas secundarias. La deformación inicial de la banda hace que la base de los elementos de interconexión experimenten deformación en la primera superficie. Según aumenta la deformación de la banda, las porciones de pared lateral de los elementos de interconexión situados entre la primera superficie y la segunda superficie experimentan deformación y comienzan a aproximarse al plano de la primera superficie. Al final, tras una deformación adecuada de la banda, el plano de la segunda superficie se aproxima al plano de la primera superficie y los bordes de las aberturas secundarias experimentarán también deformación de la banda.

Por tanto, la naturaleza tridimensional de la banda permite disociar la deformación sobre los elementos de interconexión en el plano de la primera superficie con respecto a la deformación en las aberturas secundarias de la superficie secundaria y, por tanto, desacoplarla de la posible tensión inducida por deformación en los sitios de inicio del desgarro. Esta disociación, o desacoplamiento, de la tensión inducida por deformación de la banda con respecto a la tensión inducida por deformación de las aberturas secundarias aumenta significativamente la fiabilidad de la banda permitiendo deformaciones repetidas y sostenidas de la banda de hasta aproximadamente el 400% o más sin que la banda falle por un inicio de desgarro en las aberturas.

Breve descripción de los dibujos

Aunque la memoria descriptiva concluye con reivindicaciones que ilustran especialmente y reivindican de forma clara el objeto de la presente invención, se cree que la presente invención será mejor comprendida tras leer la siguiente descripción junto con los dibujos que la acompañan, en los cuales un mismo número de referencia identifica a un elemento idéntico y en donde:

la Fig. 1 es una ilustración en perspectiva aumentada y parcialmente segmentada de una banda polimérica del estado de la técnica de un tipo descrito de forma general en la patente de atribución común US-4.342.314;

la Fig. 2 es una ilustración en perspectiva aumentada y parcialmente segmentada de una banda elastomérica preferida según la presente invención que tiene dos capas de película polimérica, siendo al menos una de ellas elastomérica;

la Fig. 3 es otra vista parcial aumentada de una banda del tipo mostrado de manera general en la Fig. 2, pero que presenta con mayor detalle la estructura de banda de una banda elastomérica alternativa de la presente invención.

la Fig. 4 es un corte transversal aumentado de una película multicapa preferida de una banda elastomérica de la presente invención que tiene una capa elastomérica interpuesta entre dos capas de piel;

la Fig. 5 es una vista en planta de formas de aberturas proyectadas en el plano de la primera superficie de una banda elastomérica alternativa de la presente invención;

la Fig. 6 es un corte transversal aumentado de un elemento de interconexión tomado a lo largo de la línea de la sección 6-6 de la Fig. 5;

la Fig. 7 es otro corte transversal aumentado de un elemento de interconexión tomado a lo largo de la línea de la sección 7-7 de la Fig. 5;

las Figs. 8A-8C son representaciones esquemáticas de un corte de una abertura de una banda elastomérica de la presente invención en diferentes estados de tensión;

la Fig. 9 es una fotomicrografía óptica aumentada que muestra la primera superficie de una banda elastomérica de la presente invención que tiene un patrón ordenado de aberturas de aproximadamente 1 mm^{2};

la Fig. 10 es una ilustración en perspectiva aumentada de una fotomicrografía realizada con microscopio electrónico de barrido de la segunda superficie de la banda elastomérica mostrada en la Fig. 9 en un estado sin estirar;

la Fig. 11 es una ilustración en perspectiva aumentada de una fotomicrografía realizada con microscopio electrónico de barrido de la segunda superficie de la banda elastomérica mostrada en la Fig. 9 tensionada a una deformación de aproximadamente el 100%;

la Fig. 12 es una ilustración en perspectiva aumentada de una fotomicrografía realizada con microscopio electrónico de barrido de una abertura de una banda elastomérica de la presente invención que muestra las rugosidades formadas después de la extensión y la recuperación;

la Fig. 13 es una ilustración en perspectiva parcialmente segmentada de una prenda de vestir desechable que comprende la banda elastomérica de la presente invención;

la Fig. 14 es una ilustración simplificada parcialmente segmentada de una realización preferida de paneles laterales para una prenda de vestir desechable;

la Fig. 15 es una ilustración simplificada parcialmente despiezada en perspectiva de una estructura laminada generalmente útil para conformar la estructura de banda ilustrada en la Fig. 2;

la Fig. 16 es una vista en perspectiva de un elemento tubular formado por laminación de una estructura laminada plana del tipo ilustrado de forma general en la Fig. 15 hasta obtener el radio de curvatura deseado y por unión de sus extremos libres entre sí;

la Fig. 17 es una ilustración esquemática simplificada de un método y un aparato preferidos para grabar en bajorrelieve y perforar una película elastomérica generalmente de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 18 es una ilustración parcialmente segmentada en perspectiva aumentada de una banda elastomérica alternativa de la presente invención;

la Fig. 19 es una ilustración de un corte aumentada de la banda de la Fig. 18 a lo largo de la línea de la sección 19-19.

la Fig. 20 es una vista en planta ampliada, parcialmente segmentada, de una banda elastomérica preferida de la presente invención en un estado sin tensionar;

la Fig. 21 es una vista en planta aumentada, parcialmente segmentada, de la película de la Fig. 20 en un estado extendido;

la Fig. 22 es una vista en planta ampliada, parcialmente segmentada, de una banda elastomérica preferida de la presente invención en un estado sin tensionar;

la Fig. 23 es una vista en planta aumentada, parcialmente segmentada, de la película de la Fig. 20 en un estado extendido;

la Fig. 24 es una ilustración simplificada parcialmente segmentada de una cinturilla para un artículo desechable; y

la Fig. 25 es una ilustración simplificada parcialmente segmentada de un panel lateral de un artículo desechable.

Descripción detallada de la presente invención

La Fig. 1 es una ilustración en perspectiva aumentada y parcialmente segmentada de una banda polimérica tridimensional permeable a los fluidos, de tipo fibroso, macroscópicamente expandida 40 del estado de la técnica que se ha considerado muy adecuada para su uso como lámina superior en artículos absorbentes desechables, tales como pañales y compresas higiénicas. La banda según el estado de la técnica está generalmente de acuerdo con la descripción de la patente de atribución común US-4.342.314, concedida a Radel y col. el 3 de agosto de 1982. La banda permeable a los fluidos 40 presenta numerosas aberturas, p. ej. las aberturas 41, que están formadas por numerosos elementos fibrosos interconectados, p. ej. los elementos fibrosos 42, 43, 44, 45 y 46, interconectados entre sí en la primera superficie 50 de la banda. Cada elemento fibroso comprende una porción de base, es decir, la porción de base 51, situada en el plano 52 de la primera superficie 50. Cada porción de base tiene una porción de pared lateral, es decir, la porción de pared lateral 53, unida a cada borde de la misma. Las porciones de pared lateral se extienden generalmente en la dirección de la segunda superficie 55 de la banda. Las porciones de intersección de pared lateral de los elementos fibrosos están interconectadas entre sí entre la primera superficie y la segunda superficie de la banda, y finalizan básicamente a la misma altura en el plano 56 de la segunda superficie 55.

En una realización preferida, la porción de base 51 incluye un patrón microscópico de aberraciones superficiales 58 generalmente de acuerdo con la descripción de la patente US-4.463.045, concedida a Ahr y col. el 31 de julio de 1984. El patrón microscópico de aberraciones superficiales 58 ofrece una superficie visible básicamente no brillante cuando la banda es alcanzada por rayos luminosos incidentes.

En una realización alternativa, la banda anterior puede incluir numerosas redes capilares mucho más pequeñas (no mostradas) en la primera superficie 50 de la banda, como se describe en US-4.637.819, concedida a Ouellette y col. el 20 de enero de 1987. Se cree que la porosidad adicional proporcionada por las redes capilares más pequeñas que manejan fluido puede hacer que la banda de la presente invención actúe de forma más eficiente cuando se utiliza como una porción porosa extensible de un artículo absorbente desechable.

En la presente memoria, la expresión "miembros de interconexión" se refiere a algunos o a todos los elementos de la banda elastomérica, en donde porciones de los cuales sirven para definir las aberturas primarias por una red continua. Los elementos de interconexión representativos incluyen, aunque no de forma limitativa, los elementos fibrosos de la patente antes mencionada '314 de Radel y col. y de la patente de atribución común US-5.514.105, concedida a Goodman Jr. y col. el 7 de mayo de 1996. Como puede apreciarse en la siguiente descripción y en los dibujos, los elementos de interconexión son inherentemente continuos, con elementos contiguos de interconexión que se mezclan entre sí en porciones de transición adyacentes.

Los elementos de interconexión individuales se pueden describir mejor, en general, haciendo referencia a la Fig. 1, como las porciones de banda elastomérica dispuestas entre dos aberturas primarias adyacentes cualesquiera, con origen en la primera superficie 50 y que se extienden hasta la segunda superficie 55. En la primera superficie de la banda, los elementos de interconexión forman en su conjunto una red continua, o patrón, en donde dicha red continua de elementos de interconexión define las aberturas primarias, y en la segunda superficie de la banda, las paredes laterales de interconexión de los elementos de interconexión forman en su conjunto un patrón discontinuo de aberturas secundarias.

En la presente memoria, la expresión "continuo", cuando se utiliza para describir la primera superficie de la banda elastomérica, se refiere al carácter ininterrumpido de la primera superficie, generalmente en el plano de la primera superficie. Por tanto, cualquier sitio en la primera superficie puede ser alcanzado desde todos los sitios en la primera superficie sin básicamente abandonar la primera superficie en el plano de la primera superficie. De forma análoga, en la presente memoria la expresión "discontinuo," cuando se utiliza para describir la segunda superficie de la banda elastomérica, se refiere al tipo interrumpido de la segunda superficie, generalmente en el plano de la segunda superficie. Por tanto, cualquier sitio en la segunda superficie no puede ser alcanzado desde los demás sitios en la segunda superficie sin básicamente abandonar la segunda superficie en el plano de la segunda superficie.

En general, en la presente memoria el término "macroscópico" se utiliza para hacer referencia a características o elementos estructurales que son fácilmente visibles para el ojo humano normal cuando la distancia perpendicular entre el ojo del observador y el plano de la banda es de aproximadamente 30,48 cm (12 pulgadas). Por el contrario, la expresión "microscópico" se utiliza para hacer referencia a características o elementos estructurales que no son fácilmente visibles para el ojo humano normal cuando la distancia perpendicular entre el ojo del observador y el plano de la banda es de aproximadamente 30,48 cm (12 pulgadas).

En la presente memoria, la expresión "macroscópicamente expandida", cuando se utiliza para describir bandas, cintas y películas elastoméricas tridimensionales, se refiere a bandas, cintas y películas elastoméricas que se han adaptado a la superficie de una estructura tridimensional conformadora de forma que ambas superficies de las mismas presentan el patrón tridimensional de la estructura conformadora. Estas bandas, cintas y películas macroscópicamente expandidas son obligadas de forma típica a adaptarse a la superficie de las estructuras conformadoras mediante grabado en altorrelieve (es decir, cuando la estructura conformadora presenta un patrón que comprende principalmente salientes machos), grabado en bajorrelieve (es decir, cuando la estructura conformadora presenta un patrón que comprende principalmente redes capilares hembras) o extrusión de una fusión resínica sobre la superficie de una estructura conformadora de uno de estos tipos.

Por el contrario, el término "plana", cuando se utiliza en la presente memoria para describir bandas, cintas y películas plásticas, se refiere a la condición general de la banda, cinta o película cuando es observada a simple vista a una escala macroscópica. Por ejemplo, una película extruida sin aberturas o una película extruida con aberturas que no presenta una deformación macroscópica significativa fuera del plano de la película se describiría generalmente como plana. Por tanto, en el caso de una banda plana con aberturas, el borde del material en las aberturas está básicamente en el plano de la banda, haciendo que las tensiones aplicadas a la banda en el plano de la banda se acoplen directamente en los sitios de inicio del desgarro en las aberturas.

Cuando la película multicapa de la banda elastomérica de la presente invención está macroscópicamente expandida, se conforma en elementos de interconexión tridimensionales que pueden describirse como de tipo canal. Su corte transversal bidimensional también puede describirse como "en forma de U", como en la patente antes mencionada de Radel y col., o más generalmente como "con forma cóncava en sentido ascendente", como se describe en la patente antes mencionada de Goodman Jr. y col. y col. La expresión "con forma cóncava en sentido ascendente" en la presente memoria significa la orientación de la forma de tipo canal en relación con las superficies de la banda elastomérica, con la base generalmente en la primera superficie y las patas del canal que se extienden desde la base en la dirección de la segunda superficie, estando la abertura del canal básicamente en la segunda superficie. En general, como se describe más adelante con referencia a la Fig. 5, en el caso de un plano que se extiende a través de la banda en dirección ortogonal al plano de la primera superficie y corta dos aberturas primarias adyacentes cualesquiera, el corte resultante de un elemento de interconexión dispuesto entre ellos presentará una forma cóncava generalmente en sentido ascendente que puede ser básicamente en forma de U.

Un inconveniente asociado a las bandas poliméricas permeables a los fluidos, tridimensionales y expandidas macroscópicamente del estado de la técnica es que, a pesar de sus superiores transpirabilidad y características de manipulación de fluidos, generalmente no son lo suficientemente elásticas para ser utilizadas en porciones de gran estiramiento de artículos absorbentes desechables, tales como cinturillas, dobleces vueltos para las piernas y similares. Las bandas poliméricas elásticas planas sin aberturas que presentan una extensibilidad adecuada para su uso en artículos absorbentes desechables también tienen inconvenientes. En particular, las bandas poliméricas elásticas planas sin aberturas no tienen una porosidad adecuada para su uso en porciones en contacto con el cuerpo de un artículo absorbente.

Se conocen en la técnica diferentes medios para hacer que las bandas planas poliméricas elásticas sin aberturas sean más porosas, tales como perforación con matriz, ranurado y perforación con aguja caliente. Sin embargo, cuando se aplica cualquiera de las técnicas anteriores a películas elastoméricas termoplásticas, el aumento de la porosidad va de forma típica acompañado de una reducción del grado de rendimiento elástico fiable. Una vez perforado por métodos convencionales, los bordes de las aberturas se convierten en fuentes de sitios de inicio del desgarro cuando se aplican fuerzas a la banda, dado que se encuentran en el plano de la tensión aplicada. En el caso de películas elásticas termoplásticas comunes, la tensión en la banda iniciará desgarros en las aberturas que se propagarán con el tiempo para producir un fallo catastrófico de la película. Si la forma de las aberturas no es redonda, es decir, es cuadrada, triangular o con otra forma poligonal, aumenta el potencial de inicio del desgarro debido a una concentración de tensión en la intersección angular de los lados.

El solicitante ha descubierto que si una banda elastomérica plana se puede conformar en una banda permeable a los fluidos tridimensional y expandida macroscópicamente, en general según las indicaciones de la patente 314 de Radel y col. mencionada anteriormente, la banda elastomérica tridimensional resultante presenta una alta porosidad, gran elasticidad y fiabilidad, además de una alta resistencia. El solicitante ha conseguido esto en la presente invención utilizando una banda polimérica multicapa que comprende una capa elastomérica junto con al menos una capa de piel y conformando la banda multicapa en una configuración tridimensional expandida macroscópicamente.

En la presente memoria, se considera que el término "elastómero" incluye cualquier material capaz de ser conformado en una capa en forma de película que presenta propiedades elastoméricas. "Elastomérico" significa que el material recuperará básicamente su forma original tras ser estirado y, preferiblemente, sufrirá únicamente una pequeña deformación permanente tras la deformación y relajación. Preferiblemente, la propia capa elastomérica es capaz de sufrir una elongación del 50% al 1200% a temperatura ambiente cuando está en una condición sin aberturas y plana. El elastómero puede ser elastómeros puros o una mezcla con una fase o contenido elastomérico que seguirá presentando propiedades básicamente elastoméricas a temperatura ambiente, incluida a la temperatura del cuerpo humano.

En la presente memoria, "capa de piel" se refiere a una capa de cualquier polímero semicristalino o amorfo que es menos elástica que la capa elastomérica. La capa de piel de la presente invención es preferiblemente más fina y básicamente menos elástica que la capa elastomérica y en un caso límite puede ser generalmente no elástica. Puede utilizarse más de una capa de piel junto con la capa elastomérica de la presente invención y esta(s) modificará(n) generalmente las propiedades elásticas del elastómero. Si se utiliza más de una capa de piel, las capas de piel pueden tener iguales o diferentes características de material. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que las capas de piel sirven para mantener la estructura tridimensional de la banda elastomérica conformada de la presente invención.

La Fig. 2 es una ilustración en perspectiva ampliada y parcialmente segmentada de una realización de banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida de la presente invención, indicada generalmente como 80. La configuración geométrica de la banda elastomérica permeable a los fluidos 80 es generalmente similar a la del estado de la técnica 40, ilustrada en la Fig. 1, y coincide generalmente con las indicaciones de la patente 314 mencionada anteriormente de Radel y col. Otras configuraciones de película conformada adecuadas se describen en US-3.929.135, concedida a Thompson el 30 de diciembre de 1975; US-4.324.246, concedida a Mullane y col. el 13 de abril de 1982; y US-5.006.394, concedida a Baird el 9 de abril de 1991.

Una realización preferida de una banda elastomérica 80 de la presente invención presenta numerosas aberturas primarias, p. ej. las aberturas primarias 71, que están conformadas en el plano 102 de la primera superficie 90 mediante una red continua de elementos de interconexión, p. ej. los elementos 91, 92, 93, 94 y 95, interconectados entre sí. La forma de las aberturas primarias 71, según se proyectan sobre el plano de la primera superficie 90, es preferiblemente poligonal, es decir, cuadrada, hexagonal, circular, oval, etc., formando un patrón ordenado o aleatorio. En una realización preferida, cada elemento de interconexión comprende una porción de base, p. ej. la porción de base 81, situada en el plano 102, y cada porción de base tiene una porción de pared lateral, p. ej. las porciones de pared lateral 83, unidas a cada borde de las mismas. Las porciones de pared lateral 83 se extienden generalmente en la dirección de la segunda superficie 85 de la banda y cortan las paredes laterales de los elementos de interconexión adyacentes. Las porciones de intersección de pared lateral están interconectadas entre sí entre la primera superficie y la segunda superficie de la banda y finalizan todas básicamente a la misma altura para formar una segunda abertura, es decir, las aberturas secundarias 72 en el plano 106 de la segunda superficie 85.

La Fig. 3 es otra vista parcial aumentada de una banda del tipo generalmente similar a la banda 80 de la Fig. 2, pero que presenta una estructura alternativa de banda según la presente invención. La película polimérica conformada multicapa 120 de la banda 80 comprende preferiblemente al menos una capa elastomérica 101 y, al menos, una capa de piel 103. Aunque la Fig. 3 muestra una realización de dos capas con la capa de piel 103 más cercana a la primera superficie 90, se cree que el orden de las capas de la película conformada 120 no es limitativo. Aunque actualmente se prefiere, como se muestra en la Fig. 3, que las capas poliméricas finalicen básicamente a la misma altura en el plano de la segunda superficie, actualmente se cree que no es esencial que sea así, es decir, una o más capas pueden extenderse más hacia la segunda superficie que las demás.

Una película polimérica multicapa 120 de la banda 80 especialmente preferida aparece representada en el corte transversal de la Fig. 4, que muestra una capa elastomérica 101 interpuesta entre dos capas de piel 103. La capa elastomérica 101 comprende preferiblemente un elastómero termoplástico que comprende una matriz amorfa básicamente continua, con dominios vítreos o cristalinos intercalados en la misma, actuando los dominios como retículas físicas eficaces y, por tanto, permitiendo que el material presente una memoria elástica cuando se somete a una deformación aplicada y se libera posteriormente. Materiales elastoméricos preferidos incluyen copolímeros de bloque y mezclas de los mismos, como estireno-butadieno-estireno u otros copolímeros estirénicos de bloque comunes similares como los comercializados en general por Shell Company bajo el nombre comercial "KRATON", o por Kuraray America, Inc. bajo el nombre comercial "SEPTON". Asimismo, materiales poliolefínicos como polietileno y polipropileno en general de densidades por debajo de aproximadamente 0,9 g/cc podrían también presentar el carácter termoplástico y el comportamiento elástico resultante necesarios. Las capas de piel comprenden preferiblemente cualquier polímero termoplástico, especialmente polímeros poliolefínicos como polietileno o polipropileno, en general de densidad superior a aproximadamente 0,9 g/cc, que pueden ser sometidos a procesamiento termoplástico para convertirse en películas finas. La capa de piel debe presentar suficiente adhesión a la capa elastomérica de forma que no se deslaminen completamente antes o después de estirar la banda. Un método preferido para producir la película polimérica multicapa 120 es la coextrusión.

La Fig. 5 es una vista en planta de formas alternativas de aberturas primarias proyectadas en el plano de la primera superficie de una banda elastomérica alternativa de la presente invención. Aunque se prefiere un patrón repetitivo de formas uniformes, la forma de las aberturas primarias, es decir, las aberturas 71, puede ser generalmente poligonal o mixta, y las aberturas pueden estar dispuestas en un patrón ordenado o en un patrón aleatorio. Se entiende que la forma proyectada también puede ser elíptica, con forma de lágrima o de cualquier otra forma.

Aunque la vista en planta de la abertura primaria 71 puede tener cualquier forma o tamaño, se ha comprobado que la geometría particular de las aberturas 71 puede proporcionar ventajas inesperadas en relación con la permeabilidad al aire y a los vapores (es decir, la transpirabilidad) de la banda 80. Las ventajas inesperadas de la geometría particular de las aberturas 71 son especialmente evidentes cuando la banda 80 se extiende 50% o más en al menos una dirección, porque dichas extensiones pueden hacer que las aberturas encojan o se cierren básicamente si no están adecuadamente configuradas. Por ejemplo, las Figs. 20 y 22 son ejemplos ilustrativos de realizaciones de la banda elastomérica 180 de la presente invención en una configuración sin tensionar, incluyendo, cada una, una pluralidad de aberturas primarias 171. Las aberturas primarias 171 de la banda 180 de la Fig. 20 son generalmente circulares. Las aberturas 171 tienen un eje principal A y un eje secundario B, en donde la longitud del eje principal A se designa "L" y la longitud del eje secundario se designa "W". Dado que otras aberturas 171 son generalmente circulares, la longitud L del eje principal A es igual a la longitud W del eje secundario B cuando la banda 180 está en una condición sin tensionar. Sin embargo, cuando la banda 180 se extiende, como muestra la Fig. 21, la forma de las aberturas 171 cambia, así como la distancia D entre las aberturas 171. La longitud L' del eje principal A disminuye y la longitud W' del eje secundario B aumenta cuando la banda se extiende en una dirección generalmente ortogonal al eje principal A (en la presente memoria, la expresión "generalmente ortogonal" se refiere a una orientación entre dos ejes o direcciones de aproximadamente 90°. Sin embargo, la expresión también abarca ángulos incluidos de entre aproximadamente 45° y aproximadamente 135°). Según se extiende adicionalmente la banda 180, la superficie de las aberturas 171 de la vista en planta generalmente disminuye (en la presente memoria, la "superficie de la vista en planta" de una abertura es el área de una abertura individual cuando se observa de forma perpendicular a la primera superficie continua). Esta disminución, a su vez, efectúa una reducción del porcentaje de área abierta de la banda (en la presente memoria, la expresión "porcentaje de área abierta" de una región seleccionada es igual a la suma de las mediciones de las áreas de vista en planta de todas las aberturas de una región seleccionada dividida por el área total de la región seleccionada, expresado como porcentaje. En la técnica se conocen diversos métodos para medir el porcentaje de área abierta de bandas porosas, como la inspección geométrica con microscopio de luz directa, proyección de luz de la banda porosa, seguida de trazado de las líneas exteriores de la abertura sobre la pantalla de proyección y corte y pesado de las proyecciones de recorte de la abertura total y división entre el peso del área proyectada total. Un método preferido usado aquí utiliza microscopia de luz y análisis de imágenes por ordenador, con software Optimus 1A. El área de abertura se calibró fijando un valor umbral de la escala de grises al área de abertura y relacionando esta área de abertura total con el resto del área de la imagen). Además, dado que la distancia D' entre las aberturas 171 es mayor que el porcentaje de área abierta de la banda 181, se reduce significativamente. Las mediciones del área abierta de una banda similar a las mostradas en las Figs. 20 (sin tensionar) y 21 (tensionada) están tabuladas en la Tabla I siguiente.

Las Figuras 22 y 23 ilustran que la banda 280 de la presente invención incluye una pluralidad de aberturas primarias 271 que son generalmente elípticas. Cada abertura primaria 271 tiene un eje principal A y un eje secundario B perpendicular al eje principal A. Como muestra la Fig. 22, en estado sin tensionar, la longitud 2L del eje principal A es mayor que la longitud 2W del eje secundario B. La relación dimensional (longitud del eje principal A:longitud del eje primario B) es mayor que aproximadamente 1,5:1. Preferiblemente, la relación dimensional es mayor que aproximadamente 2:1, y puede ser aproximadamente 3:1, 4:1, 5:1 o cualquier otra relación superior a 1:1. Las aberturas elípticas 271 de la banda 280 mostrada en la Fig. 22 proporcionan la ventaja de retener una mayor área abierta que las aberturas que tienen una relación dimensional de aproximadamente 1:1 o menor, cuando la banda 280 se extiende en una dirección generalmente ortogonal al eje principal A de las aberturas 271. Cuando se deforma, el eje principal A se acorta a una longitud de 2L y el eje secundario se alarga a una longitud de 2W. Sin embargo, debido a la geometría específica de las aberturas 271 y a las características de estiramiento de la banda 280, la reducción del porcentaje de área abierta ocasionada por la extensión de la banda 280 es significativamente menor que la reducción del área abierta de la banda 180 de la Fig. 20. La Tabla I muestra el efecto que tiene la geometría sobre las mediciones del área abierta en bandas con deformación y sin deformación.

TABLA I

Deformación	Porcentaje de área abierta aproximado

Círculo
\hskip0.3cm Sin deformación	12
\hskip0.3cm 100%	4

Elipse
\hskip0.3cm Sin deformación	24
\hskip0.3cm 100%	16

Otro factor que puede afectar el porcentaje de área abierta y, por tanto, la transpirabilidad de la banda 80 de la presente invención, es el patrón de las aberturas primarias 71. Específicamente, el patrón puede influir sobre el área abierta resultante como función de un porcentaje de deformación. Así, un determinado patrón de aberturas como el patrón escalonado de aberturas 271 mostrado en la Fig. 22, puede proporcionar a la banda 280 un mayor porcentaje de área abierta cuando se estira que un patrón relleno de manera menos suelta o un patrón de aberturas orientado de otro modo como el patrón mostrado en la Fig. 20.

Los elementos de interconexión son inherentemente continuos, con elementos contiguos de interconexión que se mezclan entre sí en zonas o porciones de transición adyacentes entre sí, es decir, las porciones de transición 87 mostradas en la Fig. 5. En general, las porciones de transición están definidas por el círculo mayor que puede inscribirse tangente a tres aberturas adyacentes cualesquiera. Se entiende que en ciertos patrones de aberturas, el círculo inscrito de las porciones de transición puede ser tangente a más de tres aberturas adyacentes. Con fines ilustrativos, los elementos de interconexión se pueden concebir básicamente al principio o al final de los centros de las porciones de transición, como los elementos de interconexión 97 y 98. Asimismo, las paredes laterales de los elementos de interconexión se pueden describir como elementos de interconexión con las paredes laterales de elementos de interconexión contiguos en áreas que corresponden a sitios de tangencia donde el círculo inscrito de la porción de transición es tangente a una abertura contigua.

Excluyendo las zonas de transición, los cortes transversales a una línea central entre el comienzo y el final de los elementos de interconexión tienen preferiblemente una forma de U generalmente uniforme. Sin embargo, el corte transversal no necesita ser uniforme a lo largo de toda la longitud del elemento de interconexión y en ciertas configuraciones de abertura no será uniforme a lo largo de la mayor parte de su longitud. Por ejemplo, como puede observarse en las secciones ilustrativas de la Fig. 5, en el elemento de interconexión 96, la anchura 86 de la porción de base 81 puede variar básicamente a lo largo de la longitud del elemento de interconexión. En particular, en las zonas o porciones de transición 87, los elementos de interconexión se mezclan para formar elementos contiguos de interconexión y los cortes transversales en las zonas o porciones de transición pueden presentar formas en U básicamente no uniformes o formas de U no discernibles.

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que la banda de la presente invención es más fiable (es decir, resistente a fallos catastróficos) cuando se somete a una tensión inducida por deformación gracias al mecanismo que se muestra de forma esquemática en la sección transversal de las Figs. 8A-8C y de forma ilustrativa en las fotomicrografías 9-11. La Fig. 8A muestra una abertura primaria 71 en el plano 102 de la primera superficie 90 y una abertura secundaria 72 en el plano 106 de la segunda superficie 85, alejada del plano 106 de la primera superficie 90, de banda 80 en un estado sin tensión. Cuando la banda 80 es estirada en la dirección indicada por las flechas de forma general en la Fig. 8B, la primera superficie 90 se deforma y la abertura primaria 71 también se estira de forma análoga hasta una configuración deformada. Sin embargo, el perímetro de la abertura primaria 71 está formado por los elementos de interconexión en una primera superficie continua. Por tanto, la abertura 71 no tiene "bordes", lo que evita que los sitios de inicio del desgarro comprometan la fiabilidad elástica de la banda. Los bordes de la abertura secundaria 72, por ser posibles sitios de inicio del desgarro, no experimentan una tensión apreciable inducida por deformación hasta que la banda es deformada al sitio en el que el plano 102 deja de estar alejado del plano 106 de la primera superficie 90, como se muestra en la Fig. 8C. En el sitio donde los planos 102 y 106 ya no están alejados, la banda 80 comienza a comportarse prácticamente como una banda con aberturas plana.

Resulta instructivo considerar la relación entre la profundidad general de la banda, "D" en la Fig. 8A, y el espesor de la película, "T" en la Fig. 8A, de una banda elastomérica no estirada. Esta relación D/T puede denominarse relación de retirada ya que se refiere a la cantidad de película retirada del plano de la primera superficie por el proceso de conformación de la presente invención. El solicitante cree que, en general, un aumento de la relación de retirada sirve para aumentar la resistencia del desgarro situando la segunda superficie más alejada de la primera superficie.

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que cuando la banda 80 es deformada o estirada, la capa elastomérica 101 de la presente invención permite el estiramiento de la base 81 de los elementos de interconexión que forman una banda continua en la primera superficie continua 90. La capa de piel 103 ayuda a mantener la naturaleza tridimensional de la banda, a pesar de la tensión aplicada, permitiendo que la deformación de la primera superficie continua 90 y la deformación resultante de las aberturas primarias 71 se disocie al menos parcialmente de la segunda superficie discontinua, minimizando así la deformación de las aberturas secundarias 72. De este modo, la tensión inducida por deformación de la primera superficie continua de la banda se desacopla básicamente de la posible tensión inducida por deformación en los sitios de inicio del desgarro de la segunda superficie discontinua, al menos hasta que las aberturas secundarias empiezan a entrar en el plano de la primera superficie. Esta práctica disociación, o desacoplamiento, de la tensión inducida por deformación de la banda con respecto a la tensión inducida por deformación en las aberturas secundarias aumenta significativamente la fiabilidad de la banda al permitir deformaciones repetidas y mantenidas de la banda de hasta aproximadamente el 400% o más sin que se produzca un fallo de la banda por un inicio de desgarro en las aberturas.

Las fotomicrografías de las Figs. 9-11 se cree que ilustran visualmente el mecanismo descrito de forma esquemática en las Figs. 8A-8C. La Fig. 9 es una fotomicrografía que muestra la primera superficie y las aberturas primarias de una realización de la presente invención. En una configuración no extendida conformada tal cual, la primera superficie continua de la realización de banda mostrada en la Fig. 9 generalmente forma un patrón regular de 1 mm^{2} de aberturas primarias separadas aproximadamente 1 mm por todos los lados. las Figs. 10 y 11 son fotomicrografías de microscopio electrónico de barrido que muestran la segunda superficie discontinua de la realización de banda de la Fig. 9 pero a una escala ligeramente diferente. La Fig. 10 muestra la segunda superficie de una banda elastomérica generalmente en un plano alejado del plano de la primera superficie en un estado sin estirar. La Fig. 11 muestra la segunda superficie de una banda en un estado de deformación de aproximadamente 100%. Como se muestra en la Fig. 11, los bordes de las aberturas secundarias permanecen alejados del plano de la primera superficie. Aunque se produce alguna distorsión de las aberturas secundarias, los bordes permanecen en un estado básicamente sin tensión. De nuevo, es este práctico desacoplamiento de la tensión inducida por deformación de la banda con respecto a la tensión inducida por deformación en las aberturas secundarias lo que aumenta significativamente la fiabilidad de la banda.

El comportamiento elástico diferencial de las películas o fibras planas multicapa que tienen una capa de piel relativamente menos elástica estirada más allá de su límite de elasticidad es conocido en la técnica, como se describe en la patente de EE.UU. antes mencionada concedida a Krueger y col., así como en las patentes US-5.376.430, concedida a Swenson y col. el 27 de diciembre de 1994, y US-5.352.518, concedida a Muramoto y col. el 4 de octubre de 1994. Según se sabe en la técnica, tras la recuperación que sigue a la extensión más allá de los límites de elasticidad de la capa de piel, la capa de piel puede formar una microtextura microscópica de irregularidades de picos y valles al aumentar la superficie de la capa de piel resultante con respecto a la capa elastomérica.

De forma análoga, cuando una banda de la presente invención se deforma por primera vez, la capa de piel de la porción deformada puede ser sometida a tensión más allá de su límite de elasticidad. La capa elastomérica permite que la banda vuelva básicamente a la configuración tridimensional macroscópica que tenía antes de la tensión, pero las porciones de la capa de piel que fueron sometidas a tensión más allá de su límite de elasticidad pueden no volver a la configuración que tenían antes de la tensión debido al exceso de material creado en la deformación no elástica. Tras la recuperación después de la extensión, la capa de piel forma una microtextura microscópica de irregularidades de picos y valles, descrita de forma más general como rugosidades que se extienden transversalmente, como se muestra en la fotomicrografía de la Fig. 12. Las rugosidades forman en los elementos de interconexión patrones básicamente uniformes generalmente transversales a la dirección de estiramiento y generalmente dispuestos radialmente alrededor de las aberturas primarias. Dependiendo del grado de deformación en la banda, las rugosidades pueden limitarse a básicamente la primera superficie continua de la banda o más generalmente pueden extenderse por básicamente toda la superficie de los elementos de interconexión.

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que las rugosidades que se extienden transversalmente son beneficiosas para la banda elastomérica por al menos dos razones. La primera, que las rugosidades transmiten una textura o tacto general de mayor suavidad a la banda elastomérica. La segunda, que las rugosidades, al estar radialmente dispuestas con respecto a las aberturas primarias y extenderse hacia las aberturas secundarias, pueden mejorar las características de manipulación de fluidos cuando se utilizan como una banda en contacto con el cuerpo en un artículo absorbente desechable.

En la Fig. 13 se muestra una realización representativa de una banda elastomérica de la presente invención utilizada en un artículo absorbente desechable en forma de un pañal 400. En la presente memoria, el término "pañal" se refiere a una prenda de vestir generalmente utilizada por bebés y personas incontinentes y que se coloca alrededor del torso inferior del portador. Debe entenderse, sin embargo, que la banda elastomérica de la presente invención también es aplicable a otros artículos absorbentes tales como bragas para incontinentes, bragas pañal, compresas higiénicas, y similares. El pañal 400 mostrado en la Fig. 13 es un artículo absorbente simplificado que podría representar un pañal antes de ser colocado sobre el portador. Debe entenderse, sin embargo, que la presente invención no se limita al tipo o configuración particular de pañal mostrado en la Fig. 13. Una realización especialmente preferida representativa de un artículo absorbente desechable en forma de un pañal se describe en la patente US-5.151.092, concedida a Buell y col. el 29 de septiembre de 1992.

La Fig. 13 es una vista en perspectiva del pañal 400 en su estado sin contraer (es decir, con toda la contracción elástica inducida retirada) estando cortadas y separadas partes de la estructura para mostrar más claramente la estructura del pañal 400, y con la parte del pañal 400 que está en contacto con el portador frente al observador. El pañal 400 que muestra la Fig. 13 comprende preferiblemente una lámina superior permeable a los líquidos 404, una lámina de respaldo impermeable a los líquidos 402 unida con la lámina superior 404 y un núcleo central absorbente 406 colocado entre la lámina superior 404 y la lámina de respaldo 402. También se pueden incluir características estructurales adicionales como elementos elásticos para los dobleces vueltos para las piernas 405, elementos característicos para la cintura 409 y medios de cierre para afianzar el pañal adecuadamente sobre el portador.

Aunque la lámina superior 404, la lámina de respaldo 402 y el núcleo central absorbente 406 se pueden montar en una diversidad de configuraciones conocidas, una configuración de pañal preferida se describe de forma general en la patente US-3.860.003, concedida a Buell el 14 de enero de 1975. De forma alternativa, configuraciones preferidas de pañales desechables de la presente invención también se describen en las patentes US-4.808.178, concedida a Aziz y col. el 28 de febrero de 1989; US-4.695.278, concedida a Lawson el 22 de septiembre de 1987, y US-4.816.025, concedida a Foreman el 28 de marzo de 1989.

La Fig. 13 muestra una realización representativa del pañal 400 en la que la lámina superior 404 y la lámina de respaldo 402 son coincidentes y tienen mayor longitud y mayor anchura que el núcleo central absorbente 406. La lámina superior 404 está unida y superpuesta sobre la lámina de respaldo 402, conformado así la periferia del pañal 400. La periferia define el perímetro externo o los bordes del pañal 400. La periferia comprende los bordes finales 401 y los bordes longitudinales 403.

El tamaño de la lámina de respaldo 402 viene dado por el tamaño del núcleo central absorbente 406 y el diseño exacto del pañal seleccionado. En una realización preferida, la lámina de respaldo 402 tiene una forma modificada de reloj de arena que se extiende más allá del núcleo central absorbente 406 a una distancia mínima de al menos aproximadamente 1,3 centímetros a aproximadamente 2,5 centímetros (de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,0 pulgada) alrededor de toda la periferia del pañal.

La lámina superior 404 y la lámina de respaldo 402 están unidas entre sí de cualquier manera adecuada. En la presente memoria, el término "unido" abarca configuraciones en las que la lámina superior 404 está directamente unida a la lámina de respaldo 402 fijando la lámina superior 404 directamente a la lámina de respaldo 402, y configuraciones en las que la lámina superior 404 está indirectamente unida a la lámina de respaldo 402 fijando la lámina superior 404 a elementos intermedios que, a su vez, están fijados a la lámina de respaldo 402. En una realización preferida, la lámina superior 404 y la lámina de respaldo 402 están fijadas directamente una a otra en la periferia del pañal por medios de unión (no mostrados) tales como un adhesivo o cualquier otro medio de unión como es conocido en la técnica. Por ejemplo, puede utilizarse una capa continua uniforme de adhesivo, una capa con un patrón de adhesivo o una disposición de líneas o sitios separados de adhesivo, para fijar la lámina superior 404 a la lámina de respaldo 402.

Los bordes finales 401 forman una región de cintura que en una realización preferida comprende un par de paneles laterales elastoméricos 420 que se extienden a los lados desde los bordes finales 401 del pañal 400 en una configuración extendida. En una realización preferida, los paneles laterales elastoméricos 420 comprenden la banda elastomérica de la presente invención. En una realización especialmente preferida, cuando se utiliza como paneles laterales elastoméricos, la banda 80 de la presente invención se procesa posteriormente para formar un material compuesto estratificado que se liga en un lado, o preferiblemente en ambos lados del mismo, con materiales no tejidos fibrosos para formar un elemento suave, amoldable y elástico, utilizando métodos conocidos en la técnica, tales como ligado con adhesivo.

Los materiales no tejidos fibrosos adecuados para su uso en un material compuesto estratificado de la presente invención incluyen bandas no tejidas formadas con fibras sintéticas (tales como polipropileno, poliéster o polietileno), fibras naturales (tales como madera, algodón o rayón) o combinaciones de fibras naturales y sintéticas. Los materiales no tejidos adecuados pueden conformarse mediante diferentes procesos tales como cardado, ligado por hilado, hidroligado y otros procesos familiares para el experto en la técnica de no tejidos. Un material no tejido fibroso actualmente preferido es el polipropileno cardado, comercializado por Fiberweb of Simpsonville, S.C.

A la banda elastomérica se pueden ligar materiales no tejidos fibrosos mediante cualquiera de los diferentes métodos de ligado conocidos en la técnica. Los métodos de ligado adecuados incluyen ligado con adhesivo como, p. ej., con una capa continua uniforme de adhesivo, una capa con patrón de adhesivo o una disposición de líneas, espirales o manchas separadas de adhesivo, u otros métodos tales como unión por calor, unión por presión, unión por ultrasonidos, unión mecánica dinámica o cualquier otro medio de unión adecuado o cualquier combinación de estos medios de unión conocidos en la técnica. Métodos de ligado representativos también se describen en la solicitud PCT WO-93/09741, titulada "Absorbent Article Having a Nonwoven and Apertured Film Coversheet", publicada el 27 de mayo de 1993 y nombrando a Aziz y col. como inventores.

Después del ligado a un material no tejido fibroso, la banda compuesta puede tender a ser menos elastomérica por la relativa inelasticidad del no tejido ligado. Para hacer que el no tejido sea más elástico y restaurar la elasticidad del material estratificado, la banda compuesta puede ser procesada mediante métodos y aparatos utilizados para dar elasticidad a laminados con "deformación cero" aplicando un estiramiento incremental, como se describe en la patente antes mencionada de Buell y col. '092, así como en las patentes antes mencionadas '897 de Weber y col., '793 de Buell y col. y '679 de Weber y col. La banda compuesta elástica con "deformación cero" resultante tiene un tacto suave de tipo tejido que permite un uso más amplio y un ajuste confortable en una prenda de vestir absorbente.

Los paneles laterales 420 pueden unirse al pañal por cualquier manera adecuada conocida en la técnica. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 13, los paneles laterales 420 pueden fijarse directamente a la lámina de respaldo 402 mediante medios de unión como un adhesivo o cualquier otro medio de unión conocido en la técnica. Una configuración especialmente preferida para los paneles laterales 420 se muestra en la Fig. 14, configuración que se describe en más detalle en la patente de atribución común US-5.669.897, concedida a LaVon y col. el 23 de septiembre de 1997, y en S.N. 08/155,048, presentada el 19 de noviembre de 1993.

Como muestra la Fig. 14, los paneles laterales 420 pueden comprender dos bandas o cintas, 421 y 422. Las cintas 421 y 422 pueden ser dos cintas diferenciadas o, de forma alternativa, pueden estar conformadas doblando una única cinta por un borde de ataque 424 y descentrando las dos longitudes de cinta resultantes de forma no paralela. Si se utilizan dos cintas diferentes, las cintas pueden estar unidas entre sí, como con un adhesivo adecuado, en un borde de ataque 424, y pueden estar simultáneamente unidas a la lengüeta de cinta 423. Los paneles laterales 420 pueden estar unidos a la lámina de respaldo 402 por el área de enlace 425 de cualquier manera adecuada y, especialmente, según se describe en la solicitud de patente '346 de LaVon y col. mencionada anteriormente. Aunque no es necesario que los pares de paneles laterales sean idénticos, preferiblemente son imágenes especulares entre sí.

Los fijadores de cinta, p. ej. la lengüeta de cinta 423, se aplican de forma típica a al menos un par de paneles laterales elastoméricos 420 para proporcionar un medio de fijación para sujetar el pañal al portador. Los fijadores de lengüeta de cinta pueden ser cualquiera de los conocidos en la técnica, tales como las cintas de fijación descritas en la patente '092 de Buell mencionada anteriormente y en la patente US-3.848.594, concedida a Buell el 19 de noviembre de 1974.

Otros elementos elásticos de la presente invención se pueden disponer de forma adyacente a la periferia del pañal 40. Los elementos elásticos están preferiblemente a lo largo de cada borde longitudinal 403, de manera que los elementos elásticos tienden a estirar y mantener el pañal 400 contra las piernas del portador. Además, los elementos elásticos pueden disponerse adyacentes a cada uno o a ambos bordes finales 401 del pañal 400 para proporcionar una cinturilla 409 y/o dobleces vueltos para las piernas. Por ejemplo, una cinturilla adecuada se describe en la patente US-4.515.595, concedida a Kievit y col. el 7 de mayo de 1985. Además, un método y aparato adecuado para fabricar una pañal desechable que tiene elementos elásticos contráctiles elásticamente se describe en la patente US-4.081.301, concedida a Buell el 28 de marzo de 1978.

Los elementos elásticos se afianzan al pañal 400 en un estado contráctil elásticamente, de forma que en una configuración normalmente no tensionada, los elementos elásticos se contraen eficazmente o recogen el pañal 400. Los elementos elásticos se pueden afianzar en un estado contráctil elásticamente de al menos dos formas. Por ejemplo, los elementos elásticos pueden ser estirados y fijados mientras el pañal 400 está en un estado sin contraer. Además, el pañal 400 puede contraerse, por ejemplo, mediante plegado y los elementos elásticos pueden fijarse y unirse al pañal 400 mientras que los elementos elásticos están en su estado relajado o sin estirar. Los elementos elásticos se pueden extender a lo largo de una parte de la longitud del pañal 400. De forma alternativa, los elementos elásticos se pueden extender a lo largo de toda la longitud del pañal 400 o cualquier otra longitud adecuada para proporcionar una línea contráctil elásticamente. La longitud de los elementos elásticos viene dictada por el diseño del pañal.

Los elementos elásticos pueden presentar múltiples configuraciones. Por ejemplo, la anchura de los elementos elásticos puede variar de aproximadamente 0,25 milímetros (0,01 pulgadas) a aproximadamente 25 milímetros (1,0 pulgada) o más; los elementos elásticos pueden comprender una única hebra de material elástico o pueden comprender varias hebras paralelas o no paralelas de material elástico; o los elementos elásticos pueden ser rectangulares o curvilíneos. También, los elementos elásticos pueden fijarse en el pañal en una de las múltiples formas conocidas en la técnica. Por ejemplo, los elementos elásticos pueden estar unidos ultrasónicamente, sellados por calor y presión en el pañal 400 de acuerdo con diferentes patrones de unión o los elementos elásticos pueden estar simplemente pegados al pañal 400.

Como muestra la Fig. 13, el núcleo central absorbente 406 incluye preferiblemente un elemento de distribución de los fluidos 408. En una configuración preferida como la representada en la Fig. 13, el núcleo central absorbente 406 incluye además preferiblemente una capa o elemento de captación 410 en comunicación fluida con el elemento de distribución de los fluidos 408 y situada entre el elemento de distribución de los fluidos 408 y la lámina superior 404. La capa o elemento de captación 410 puede comprender varios materiales diferentes incluyendo bandas no tejidas o tejidas de fibras sintéticas incluyendo poliéster, polipropileno o polietileno, fibras naturales incluyendo algodón o celulosa, bandas de dichas fibras, o cualquier material equivalente o combinaciones de dichos materiales.

Durante su uso, el pañal 400 se aplica al portador colocando la región de cinturilla posterior debajo de la espalda del portador y estirando el resto del pañal 400 entre las piernas del portador para colocar la región frontal de cinturilla en la parte frontal del portador. Los paneles laterales elastoméricos se extienden entonces según sea necesario para conseguir comodidad y ajuste, y la lengüeta-cinta u otros fijadores se afianzan entonces preferiblemente a las áreas que dan hacia fuera del pañal 400. Si el pañal tiene paneles laterales 420, dobleces vueltos para las piernas 405 o una o más cinturillas 409 que comprenden una banda elastomérica de la presente invención, el pañal puede adaptarse a diferentes tamaños de niños, por ejemplo, de manera que proporciona buen ajuste con comodidad y transpirabilidad.

Según se ha descrito anteriormente, la transpirabilidad de la banda 80 y, por tanto, la porción del pañal 20 que incluye la banda 80 se puede aumentar proporcionando a la banda aperturas 71 con una determinada geometría y orientación. Con el fin de aportar la máxima transpirabilidad a los paneles laterales elásticos 420, la cinturilla 409 y cualquier otra característica elástica, la banda 80 debería incluir aberturas primarias 71 que tienen un eje principal A y un eje secundario B diferentes entre sí. Preferiblemente, la relación dimensional del eje principal A al eje secundario B debería ser mayor que 1:1, preferiblemente mayor que aproximadamente 1,5:1, y puede ser aproximadamente 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 o superior. El eje principal A de las aberturas primarias 71 debería estar orientado generalmente de manera ortogonal a la dirección en la que la banda se extiende durante el uso. Por ejemplo, en la Fig. 24, la cinturilla 409 incluye la banda 80. La banda 80 incluye una pluralidad de aberturas primarias 71 con un patrón apilado 412. Las aberturas 71 están orientadas de tal manera que el eje principal A es generalmente ortogonal a la dirección E de la extensión de la cinturilla 409. También puede ser deseable proporcionar la banda 80 con aberturas con un patrón particular. Los patrones preferidos para aumentar la transpirabilidad de la banda incluyen patrones apilados y escalonados, como muestran las Figs. 20-25.

En otro ejemplo, mostrado en la Fig. 25, la banda 80 está dispuesta en el panel lateral 420. El panel lateral 420 tiene dos direcciones de extensión diferentes, E_{1} y E_{2}. La dirección E_{1} es la dirección de extensión que corresponde a los movimientos de la cadera del portador, mientras que la dirección E_{2} corresponde a la extensión proporcionada por el muslo del portador (debe tenerse en cuenta que el panel lateral 420 puede incluir una o más direcciones de extensión). Así, el panel lateral 420 está provisto con una banda 80 que tiene patrones 413 de aberturas 71 con orientaciones diferentes. En la región de la cadera 415, las aberturas 71 están orientadas de tal manera que el eje principal A de las aberturas 71 es generalmente ortogonal a la dirección de extensión E_{1}. En la región del muslo 416, el eje principal A de las aberturas 71 está orientado de tal manera que es generalmente ortogonal a la dirección de extensión E_{2}. Esta misma ventaja de mayor transpirabilidad se puede obtener en cinturillas, dobleces vueltos para las piernas y otras características extensibles de artículos desechables.

Aunque se muestra un pañal desechable como una realización preferida de una prenda de vestir que comprende una banda elastomérica de la presente invención, esta descripción no debe considerarse limitativa para los pañales desechables. Otras prendas de vestir desechables como pañales ajustables, bragas pañales, compresas higiénicas, vendas y similares pueden también incorporar una banda elastomérica de la invención en diversas partes para conferir una comodidad, ajuste y transpirabilidad añadidas. También se contempla que incluso las prendas de vestir no desechables tales como prendas interiores y bañadores pueden beneficiarse de las características durables, porosas y extensibles de una banda elastomérica de la presente invención.

La película multicapa 120 de la presente invención puede procesarse mediante procedimientos convencionales para fabricar películas multicapa en equipos convencionales de fabricación de películas coextruidas. En general, los polímeros pueden ser procesados en estado fundido para obtener películas mediante métodos de extrusión de película colada o soplada, descritos ambos en "Plastics Extrusion Technology"-2ª ed., de Allan A. Griff (Van Nostrand Reinhold-1976). La película colada es extruida a través de una matriz de ranura lineal. Generalmente, la banda plana es enfriada en un gran rodillo metálico pulido móvil. Esta se enfría rápidamente y abandona el primer rodillo, pasa sobre uno o más rodillos auxiliares, después a través de un conjunto de rodillos de tracción o "arrastre" recubiertos con caucho hasta llegar a una devanadora.

En la extrusión de película soplada la mezcla fundida se extruye en sentido ascendente a través de una fina abertura anular de la matriz. Este proceso también se denomina extrusión de película tubular. El aire se introduce a través del centro de la matriz para inflar el tubo y hacer que este se expanda. Se forma una burbuja móvil que se mantiene con un tamaño constante controlando la presión del aire interno. El tubo de película se enfría mediante aire soplado que pasa a través de uno o más anillos fríos que rodean al tubo. El tubo después se deja colapsar estirándolo en un marco aplanado a través de un par de rodillos de arrastre hasta una devanadora.

Un proceso de coextrusión requiere más de un extrusor y también un bloque de alimentación de coextrusión, un sistema de matriz múltiple o una combinación de ambos para conseguir la estructura de película multicapa. Las patentes US-4.152.387 y US-4.197.069, concedidas el 1 de mayo de 1979 y el 8 de abril de 1980, respectivamente, ambas a Cloeren, describen el principio de bloque de alimentación de coextrusión. Una serie de extrusores se conectan al bloque de alimentación que utiliza divisores de flujo móviles para cambiar proporcionalmente la geometría de cada canal de flujo individual en función directa al volumen de polímero que pasa a través de dicho canal de flujo. Los canales de flujo son diseñados de forma que en su sitio de confluencia los materiales fluyen y se unen con un caudal y una presión idénticos, eliminando la tensión interfacial y las inestabilidades de flujo. Una vez que los materiales se unen en el bloque de alimentación, fluyen a un mismo sistema de matriz en forma de una estructura compuesta. Es importante en este proceso que las viscosidades de fusión y las temperaturas de fusión del material no difieran demasiado. De lo contrario, las inestabilidades de flujo en la matriz pueden producir un control deficiente de la distribución de espesores de capa en la película multicapa.

Una alternativa a la coextrusión en bloque de alimentación es un sistema múltiple o matriz de aspa como se describe en las patentes antes mencionadas US-4.152.387, US-4.197.069 y US-4.533.308, concedidas el 6 de agosto de 1985 a Cloeren. Mientras que en el sistema de bloque de alimentación se combinan las corrientes fundidas fuera y antes de entrar en el cuerpo de la matriz, en un sistema múltiple o en una matriz de aspa cada corriente fundida tiene su propio sistema en la matriz y los polímeros se dispersan de forma independiente en sus respectivos sistemas. Las corrientes fundidas se combinan cerca de la salida de la matriz ocupando cada corriente fundida toda la anchura de la matriz. Unas aspas móviles proporcionan ajustabilidad a la salida de cada canal de flujo en función directa con el volumen de material que fluye a través del mismo, permitiendo a las corrientes fundidas fluir juntas con un caudal lineal, una presión y una anchura deseada iguales.

Dado que las propiedades de flujo en estado fundido y las temperaturas de fusión de los polímeros varían ampliamente, el uso de una matriz de aspa presenta varias ventajas. La matriz se presta al aislamiento térmico, permitiendo procesar juntos polímeros de temperaturas de fusión considerablemente diferentes, por ejemplo de hasta 80°C (175°F).

Cada sistema en una matriz de aspa puede ser diseñado y adaptado a un polímero específico. Por tanto, el flujo de cada polímero sólo depende del diseño de su sistema y no de las fuerzas impuestas por otros polímeros. Esto permite coextruir en películas multicapa materiales con viscosidades de fusión considerablemente diferentes. Además, la matriz de aspa también permite adaptar la anchura de sistemas individuales de forma que una capa interna pueda estar completamente rodeada por la capa exterior sin dejar bordes expuestos. Las patentes antes mencionadas también describen el uso combinado de sistemas de bloque de alimentación y matrices de aspa para fabricar estructuras multicapa más complejas.

Las películas multicapa de la presente invención pueden comprender dos o más capas, en donde al menos una de las capas es elastomérica. Aunque una capa elastomérica, en general, se une básicamente a una o dos capas de piel, se contempla también el uso de múltiples capas elastoméricas, uniéndose cada capa elastomérica a una o dos capas de piel. Las películas tricapa, como la película multicapa 120 mostrada en la Fig. 4, preferiblemente comprenden un núcleo elastomérico central 101 que puede comprender de aproximadamente 10% a 90% del espesor total de la película. Las capas de piel exteriores 103 son generalmente, pero no necesariamente, idénticas y pueden comprender de aproximadamente 5% a 45% del espesor total de la película. Cuando se utilizan capas de unión, cada una puede comprender de aproximadamente 5% a 10% del espesor total de la película. En una película tricapa, la capa de núcleo 101 tiene un primer lado y un segundo lado opuesto, estando un lado unido de forma básicamente continua a un lado de cada capa de piel exterior 103 antes de aplicar tensión a la banda.

Una vez que la película multicapa elastomérica ha sido coextruida, esta se alimenta preferiblemente a una estructura conformadora para formar las aberturas y enfriar, obteniéndose una banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida con aberturas según la presente invención. En general la película puede conformarse ajustando esta película contra un tamizador conformador u otra estructura conformadora aplicando vacío y pasando una corriente de aire o agua sobre la superficie exterior de la película Este proceso se describe en la patente antes mencionada de Radel y col. así como en la patente US-4.154.240, concedida a Lucas y col. La conformación de una banda elastomérica tridimensional puede realizarse de forma alternativa aplicando una corriente de líquido con suficiente fuerza y flujo de masa como para conformar la banda como se describe en la patente de atribución común US-4.695.422, concedida a Curro y col. De forma alternativa, la película puede conformarse como se describe en la patente de atribución común US-4.552.709, concedida a Koger y col. Preferiblemente la banda elastomérica se expande de forma macroscópicamente uniforme y con aberturas mediante el método que consiste en soportar la estructura conformadora en una zona fluida con diferencial de presión mediante un elemento de soporte fijo como se describe en las patentes de atribución común US-4.878.825 y US-4.741.877, concedidas ambas a Mullane, Jr.

Aunque no se muestra en los dibujos, el proceso de la presente invención, utilizando un tamizador conformador convencional con una estructura de soporte de alambre tejido, también formaría una banda incluida en el ámbito de la presente invención. Los nódulos de un tamizador conformador de alambre tejido producirían una banda tridimensional macroscópicamente expandida con un patrón de ondulaciones en la primera superficie, correspondiendo las ondulaciones a los nódulos del tamizador. Sin embargo, las ondulaciones permanecerían generalmente en el plano de la primera superficie, alejadas del plano de la segunda superficie. El corte de los elementos de interconexión mantendría generalmente la forma cóncava en sentido ascendente con las paredes laterales de interconexión de los elementos de interconexión que terminan para formar aberturas secundarias básicamente en el plano de la segunda superficie.

Una estructura conformadora especialmente preferida comprende una estructura laminada fotograbada como la de la Fig. 15, que muestra una ilustración en perspectiva aumentada y parcialmente segmentada de una estructura laminada fotograbada del tipo utilizado para formar bandas plásticas del tipo ilustrado de forma general en la Fig. 2. La estructura laminada 30 se construye preferiblemente de acuerdo generalmente con las indicaciones de la patente antes mencionada de Radel y col., y está compuesta de láminas individuales 31, 32 y 33. Comparando la Fig. 3 con la banda elastomérica 80 de la Fig. 2, se observa la correspondencia entre la abertura primaria 71 en el plano 102 de la banda elastomérica 80 con la abertura 61 del plano más alto 62 de la estructura laminada fotograbada 30. Del mismo modo, la abertura 72 del plano 106 de la banda elastomérica 80 se corresponde con la abertura 63 del plano más bajo 64 de la estructura laminada fotograbada 30.

La superficie más alta de la estructura laminada fotograbada 30 situada en el plano más alto 62 puede presentar un patrón microscópico de protuberancias 48 sin abandonar el ámbito de la presente invención. Esto se realiza preferiblemente aplicando un recubrimiento resistente que corresponde al patrón microscópico de aberraciones superficiales deseado en el lado superior de una lámina fotograbada plana 31 y después iniciando un segundo proceso de fotograbado. El segundo proceso de fotograbado produce una lámina 31 que tiene un patrón microscópico de protuberancias 48 en la superficie más alta de los elementos de interconexión que definen las aberturas en forma de pentágono, p. ej. la abertura 41. El patrón microscópico de protuberancias no aleja básicamente la primera superficie del plano de la primera superficie. La primera superficie es percibida a escala macroscópica mientras que las protuberancias son percibidas a escala microscópica. La construcción de una estructura laminada utilizando este tipo de patrón de protuberancias 48 en su capa más alta se describe de forma general en la patente antes mencionada de Ahr y col.

Procesos para construir estructuras laminadas del tipo descrito de forma general en la Fig. 2 se describen en la patente antes mencionada de Radel y col. Las estructuras laminadas fotograbadas se laminan preferiblemente mediante técnicas convencionales para obtener un elemento conformador tubular 520, como se ilustra de forma general en la Fig. 16, y sus extremos opuestos se unen generalmente de acuerdo con la descripción de Radel y col. para obtener un elemento tubular conformador sin costuras 520.

La superficie más externa 524 del elemento conformador tubular 520 se utiliza para formar la banda multicapa elastomérica puesta en contacto con ella mientras que la superficie más interna 522 del elemento tubular generalmente no está en contacto con la banda plástica durante la operación de conformado. El elemento tubular puede, en una realización preferida de la presente invención, ser utilizado como la superficie conformadora en el cilindro de grabado en bajorrelieve/perforado 555 en un proceso del tipo descrito en detalle en la patente antes mencionada de Lucas y col. Un aparato 540 especialmente preferido del tipo descrito en dicha patente se muestra de forma esquemática en la Fig. 17 e incluye medios para grabar en bajorrelieve y perforar 543 y medios para transportar y devanar la película a tensión constante 545 que pueden, si se desea, ser básicamente idénticos o funcionar básicamente de forma idéntica a las correspondientes porciones del aparato mostrado y descrito en la patente US-3.674.221, concedida a Riemersma el 4 de julio de 1972. El marco, los rodamientos, los soportes y similares necesarios para los elementos funcionales del aparato 540 no se muestran o describen en detalle para simplificar y mostrar y describir con mayor claridad la presente invención, entendiéndose que este detalle sería obvio para el experto en la técnica de diseño de maquinaria de conversión de películas plásticas.

Brevemente, el aparato 540 mostrado de manera esquemática en la Fig. 17, comprende medios para recibir de forma continua una cinta de película termoplástica 550 desde un coextrusor 559, por ejemplo, y convertir dicha cinta en una película grabada en bajorrelieve y perforada 551. La película 550 se suministra preferiblemente directamente desde el proceso de coextrusión, mientras se encuentra aún por encima de su temperatura termoplástica, para que se pueda conformar al vacío antes de que enfríe. De forma alternativa, la película 550 puede calentarse dirigiendo chorros de aire caliente contra una superficie de la película al tiempo que se aplica vacío en la superficie opuesta de la película. Para mantener un control suficiente de la película 550 y básicamente evitar la formación de arrugas y/o la distensión macroscópica de la película, el aparato 540 comprende un medio para mantener constante la tensión en la dirección de la máquina en la película tanto antes como después de una zona donde la temperatura es superior a la temperatura termoplástica de la película, pero donde existe una tensión básicamente cero en la dirección de la máquina y en la dirección transversal de la máquina que tiende a distender macroscópicamente la película. La tensión es necesaria para controlar y suavizar una cinta en marcha de película termoplástica; la zona de tensión cero se produce al estar la película en la zona a una temperatura suficientemente elevada para permitir el grabado en bajorrelieve y perforado de la película.

Como puede observarse en la Fig. 17, el medio para grabar en bajorrelieve y perforar 543 incluye un cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555 montado de forma giratoria que tiene extremos cerrados 580, un dispositivo de triple sistema de vacío no giratorio 556 y un medio opcional de chorro de aire caliente (no mostrado). El dispositivo de triple sistema de vacío 556 comprende tres sistemas denominados 561, 562 y 563. La Fig. 17 también muestra un rodillo frío/de salida de giro eléctrico 566 y un rodillo de superficie blanda 567 (p. ej., de neopreno de baja densidad) accionado por el rodillo frío. Brevemente, gracias a los medios proporcionados (no mostrados) para controlar de manera independiente el grado de vacío de los tres sistemas de vacío, una cinta termoplástica de película que recorre, trazando circunferencias, una porción del cilindro de grabado en bajorrelieve/perforado 555 se somete secuencialmente a un primer nivel de vacío en el sistema 561, un segundo nivel de vacío en el sistema 562 y un tercer nivel de vacío en el sistema 563. Según se describirá más detalladamente a continuación, el vacío aplicado a la película por el sistema 561 permite mantener la tensión inicial en la película, el vacío aplicado por el sistema 562 permite perforar la película y el vacío aplicado por el sistema 563 permite enfriar la película por debajo de su temperatura termoplástica y permite establecer la tensión posterior en la misma. Si se desea, la película en contacto con la superficie del cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555 puede ser precalentada antes de alcanzar el sistema de vacío 562 por medios bien conocidos en la técnica (y por tanto no mostrados) para facilitar una mejor conformidad de las películas plásticas que comprenden polímeros resistentes al flujo durante la operación de grabado en bajorrelieve. La línea de contacto 570 entre el rodillo frío 566 y el rodillo de superficie blanda 567 sólo está nominalmente cargada porque una presión elevada eliminaría los grabados en bajorrelieve tridimensionales que se forman en la película de la manera antes mencionada. Sin embargo, una presión nominal constante en la línea de contacto 570 permite que el vacío aplicado por el sistema 563 aísle la tensión posterior (es decir, la tensión de bobinado en rollos) desde la porción de grabado en bajorrelieve/perforado del cilindro de grabado en bajorrelieve/perforado 555, y permite que la línea de contacto 570 despegue la película grabada en bajorrelieve y perforada del cilindro de grabado en bajorrelieve/perforado 555. Además, mientras que el aire ambiental ocasionado por el vacío que atraviesa la película en el sistema 563 enfriará normalmente la película por debajo de su temperatura termoplástica, el paso de refrigerante a través del rodillo frío, según indican las flechas 573 y 574 de la Fig. 17, permitirá al aparato manipular películas más gruesas o funcionar a velocidades mayores.

El medio para grabar en bajorrelieve y perforar 543 comprende el cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555 montado de forma giratoria, el medio (no mostrado) para hacer girar el cilindro 555 a una velocidad periférica controlada, el dispositivo de triple sistema de vacío no giratorio 556 dentro del cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555, el medio (no mostrado) para aplicar un nivel controlado de vacío dentro de los tres sistemas de vacío 561, 562 y 563 que comprenden el dispositivo de triple sistema 556 y un medio opcional de chorro de aire caliente (no mostrado). El cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555 puede construirse siguiendo de forma general la descripción de la patente antes mencionada de Lucas y col., pero sustituyendo la superficie conformadora de perforado tubular descrita en la patente por una superficie conformadora de laminado tubular de la presente invención.

Resumiendo, el primer sistema de vacío 561 y el tercer sistema de vacío 563 situado dentro del cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555 permiten mantener básicamente constantes la tensión anterior y la tensión posterior, respectivamente, en una cinta en marcha de película mientras que la porción intermedia de la película adyacente al segundo sistema de vacío 562 dentro del cilindro para grabar en bajorrelieve y perforar 555 está sometida a calor y vacío que vician la tensión para producir el grabado en bajorrelieve y el perforado de la película.

Aunque una aplicación preferida de la estructura laminada fotograbada descrita se realiza en una operación conformadora de película al vacío como se describe de forma general en la patente de atribución común antes mencionada concedida a Lucas y col., se anticipa que las estructuras conformadoras de láminas fotograbadas de la presente invención podrían ser utilizadas con la misma facilidad para conformar directamente una estructura de plástico tridimensional de la presente invención. Este procedimiento implicaría aplicar un material plástico fluido calentado, de forma típica una resina termoplástica, directamente a la superficie conformadora aplicando una presión diferencial neumática suficientemente elevada al material plástico fluido calentado para hacer que dicho material se conforme a imagen de la superficie conformadora laminada perforada, permitiendo que el material fluido solidifique y a continuación eliminando la estructura de plástico tridimensional de la superficie conformadora.

Aunque la realización de banda descrita de manera general en la Fig. 2 representa una realización especialmente preferida de la presente invención, se puede emplear cualquier número de elementos de interconexión en las estructuras de la banda de la presente invención, por ejemplo, secundarios, terciarios, etc. Un ejemplo de dicha estructura se muestra en la Fig. 18, que también muestra una variante de secciones transversales con forma cóncava en sentido ascendente de elementos de interconexión. La red de aberturas mostrada en la Fig. 18 comprende una abertura primaria 301 formada por numerosos elementos de interconexión primarios, por ejemplo, los elementos 302, 303, 304 y 305 interconectados entre sí en el plano más alto 307 de la banda 300, estando dicha abertura además subdividida en aberturas secundarias menores 310 y 311 por el elemento de interconexión secundario 313 en un plano intermedio 314. La abertura primaria 310 además está subdividida, mediante el elemento de interconexión terciario 320, en aberturas secundarias aún menores 321 y 322, respectivamente, en un plano todavía más bajo 325 de la banda 300. Como puede verse en la Fig. 19, tomada a lo largo de la línea de sección 19-19 de la Fig. 18, los planos 314 y 325 generalmente son paralelos y están colocados entre medias del plano más alto 307 y el plano más bajo 330.

En la realización de banda ilustrada en las Figs. 17 y 18, los elementos de interconexión primario y secundario también están conectados a elementos de interconexión terciarios de corte, es decir, elementos de interconexión terciarios 320, que también presentan generalmente una sección transversal con forma cóncava en sentido ascendente a lo largo de su longitud. Los elementos de interconexión primario, secundario y terciario de corte terminan de manera básicamente concurrente entre sí en el plano 330 de la segunda superficie 332 para formar numerosas aberturas en la segunda superficie de la banda, es decir, las aberturas 370, 371 y 372. Está claro que los elementos de interconexión primario, secundario y terciario interconectados entre sí y situados entre las superficies primaria y secundaria de la banda 300 forman una red cerrada que conecta cada abertura primaria, por ejemplo, la abertura 301 de la primera superficie 331 de la banda, con numerosas aberturas secundarias, por ejemplo, las aberturas 370, 371 y 372, de la segunda superficie 332 de la banda.

Como se apreciará, los elementos de interconexión generalmente con forma cóncava en sentido ascendente utilizados en las bandas de la presente invención pueden ser básicamente rectos en toda su longitud. De forma alternativa, pueden ser curvilíneos, pueden comprender dos o más segmentos básicamente rectos o pueden estar de otra manera orientados en cualquier dirección deseada a lo largo de cualquier porción de su longitud. No es necesario que los elementos de interconexión sean idénticos entre sí. Además, las formas antes mencionadas pueden combinarse en cualquier forma deseada para producir cualquier patrón deseado. Independientemente de la forma final seleccionada, el corte con forma cóncava en sentido ascendente presente a lo largo de las respectivas longitudes de los elementos de interconexión unidos ayuda a transmitir resiliencia a las bandas elastoméricas de la presente invención, así como también una separación tridimensional.

Resultará obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diferentes cambios y modificaciones sin por ello abandonar el espíritu y el ámbito de la presente invención. Por ejemplo, en caso de que se desee producir bandas de la presente invención en las que una porción predeterminada de la banda sea capaz de evitar la transmisión de fluidos, puede realizarse la operación de grabado en bajorrelieve sin romper la banda en su segunda superficie. La patente de atribución común US-4.395.215, concedida a Bishop el 26 de julio de 1983, y la patente de atribución común US-4.747.991, concedida a Bishop el 31 de mayo de 1988, describen totalmente la forma de construir estructuras conformadoras tubulares capaces de producir películas tridimensionalmente expandidas grabadas en bajorrelieve de forma uniforme, pero con aberturas únicamente en zonas predeterminadas.

Se cree que la descripción contenida en la presente memoria permitirá al experto en la técnica realizar la presente invención en múltiples y variadas formas. No obstante, con la finalidad de ilustrar la ventajosa fiabilidad elástica de una banda elastomérica especialmente preferida de la presente invención, se exponen la realización ilustrativa y el método analítico siguientes.

Ejemplo

Se ha producido una película multicapa coextruida plana que, a continuación, se ha conformado en una banda elastomérica de la presente invención, mediante los métodos descritos anteriormente, según se muestra de manera general en las fotomicrografías de las Figs. 9-11. La película coextruida comprendía tres capas como se muestra en la Fig. 4, con la capa elastomérica que comprende copolímero estirénico de tres bloques y las capas de piel que comprenden material poliolefínico. El calibre total de la película era de aproximadamente 0,09 mm (3,5 milésimas de pulgada), siendo la capa elastomérica aproximadamente 75-90% del espesor antes de conformar una banda elastomérica tridimensional. Aunque resulta difícil medir con exactitud, el espesor de la banda elastomérica tridimensional desde la primera superficie a la segunda superficie fue del orden de 1 mm, para una relación de retirada de aproximadamente 10:1. En una configuración no extendida después de la conformación, la primera superficie continua formó por lo general un patrón regular de 1 mm^{2} de aberturas permeables a los fluidos separadas aproximadamente 1 mm en todos los lados. Las aberturas secundarias fueron ligeramente más pequeñas que las aberturas primarias, presentando a la banda elastomérica un área con aberturas abiertas de aproximadamente 12-16%.

La banda elastomérica ilustrativa de la presente invención presentó un rendimiento elástico fiable tras ser sometida a deformaciones repetidas y sostenidas de hasta aproximadamente el 400% o más, sin que ello afectara de forma significativa a la elasticidad o la porosidad de la banda. En general, la banda presentó un módulo mayor en la primera extensión durante la cual las capas de piel experimentaron una deformación no elástica. Por ello se cree que existen rugosidades microscópicas formadas en los elementos de interconexión en las regiones de deformación no elástica de la capa de piel que producen un módulo de banda más reducido y generalmente constante.

En un método especialmente preferido para caracterizar el comportamiento elástico deseable de la banda elastomérica ilustrativa, se utilizó un ensayo de tracción con entalla siguiendo el método analítico indicado más adelante para determinar las características de energía de ruptura. La energía de ruptura es prácticamente el área bajo la curva tensión-deformación producida durante la deformación desde "deformación cero" a ruptura. Este método analítico, resumido más adelante, se eligió por ser especialmente útil para comprender la sensibilidad de entalla de la banda elastomérica ilustrativa y su capacidad para resistir fallos catastróficos debidos a la propagación de entallas durante la extensión. Las muestras de banda elastomérica ilustrativa de la presente invención precisaron una energía de ruptura media mayor que 40 Kg-mm. A modo de ejemplo, cuando se ensayaron, mediante el mismo método analítico, las muestras de la película coextruida plana sin aberturas que se utilizó para conformar la banda tridimensional ilustrativa, la energía de ruptura media que precisaron fue únicamente de aproximadamente 8 Kg-mm.

Métodos analíticos

El siguiente método analítico representativo se considera adecuado para determinar el rendimiento de bandas elastoméricas porosas según la presente invención.

Ensayo de tracción con entalla

Este método de ensayo se basa en la norma ASTM D882-83 y mide las características de fuerza de ruptura de películas o bandas con aberturas y ranuradas. El método es aplicable a una amplia gama de películas poliméricas, bandas y estructuras compuestas.

Componentes de hardware

Modulómetro electrónico: se precisa un modulómetro con una tasa constante de elongación por tracción universal calibrada y capacidad de recopilación de datos. El comprobador debe estar equipado con un captador dinamométrico adecuado para medir cargas de tracción de 25% a 75% de la capacidad del captador dinamométrico y facilitar la recopilación de datos. El comprobador debe estar equipado con mordazas de agarre diseñadas para realizar ensayos de bandas de manera que los fallos de la banda durante el ensayo ocurran en la banda y no en el sitio de agarre. En la técnica se conocen equipos adecuados que se pueden adquirir de Instron Engineering Corp., Canton MA o SINTECH-MTS Systems Corp., Eden Prairie, MN.

Componentes de software

Cálculo de la energía de ruptura: se puede utilizar software para calcular la energía de ruptura. El software calcula el área bajo la salida de la curva tensión/deformación del modulómetro, lo que se puede conseguir de diversas maneras conocidas en la técnica. Por ejemplo, el valor de energía de ruptura se puede calcular integrando la curva de tensión/deformación producida por el modulómetro. De forma alternativa, la energía de ruptura se puede calcular manualmente, de cualquiera de las maneras conocidas en la técnica para hallar el área bajo una curva geométrica.

Preparación de la instrumentación y las muestras de ensayo

Velocidad del cabezal transversal: 50,8 cm/minuto (20 pulgadas/minuto).

Longitud del calibre: se preparan las muestras de material de banda en cintas de una pulgada de ancho, con una longitud de calibre de 5,08 cm (2 pulgadas).

Entallado: cada muestra de material de banda se ranura con una cuchilla nueva realizando una hendidura transversal de 1,27 cm (media pulgada) de largo a través de las aberturas junto al centro de la longitud del calibre.

Procedimiento: la muestra de banda ranurada se inserta en las mordazas del modulómetro calibrado y se cargan para eliminar cualquier flojedad en la muestra. A continuación, la muestra ranurada se somete a tracción hasta que se produce un fallo y los dispositivos de recopilación de datos registran los datos de tensión/deformación, a la vez que calculan la energía de ruptura.

Claims

1. Una banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida y porosa que tiene una primera superficie continua y una segunda superficie discontinua, estando dicha primera superficie y dicha segunda superficie situadas en planos básicamente paralelos que están alejados entre sí, caracterizándose dicha banda elastomérica por numerosos elementos elastoméricos de interconexión con sección transversal de forma cóncava en sentido ascendente para desacoplar básicamente las tensiones inducidas por deformación aplicadas en dicha primera superficie desde dicha segunda superficie, definiendo dichos elementos de interconexión al menos una primera abertura en dicha primera superficie, teniendo dicha primera abertura un eje principal y un eje secundario perpendicular a dicho eje principal, estando dicho eje principal generalmente orientado de manera ortogonal a dichas tensiones inducidas por deformación aplicadas, comprendiendo además dicha banda porciones de pared lateral interconectada de dichos elementos de interconexión que se extienden en la dirección de dicha segunda superficie y que terminan para conformar al menos una segunda abertura que tiene sitios de inicio de desgarro en dicha segunda superficie de dicha banda elastomérica, de manera que las tensiones inducidas por deformación sobre dicha banda elastomérica están básicamente desacopladas de los sitios de inicio del desgarro en dichas aberturas secundarias, al menos hasta que dicha superficie secundaria ya no esté alejada de dicho plano de dicha primera superficie cuando dichas tensiones se aplican a dicha banda, en donde dicho eje principal tiene una primera longitud y dicho eje secundario tiene una segunda longitud, caracterizándose dicha banda por que la relación dimensional entre dicha primera longitud de dicho eje principal y dicha segunda longitud de dicho eje secundario es mayor que 1,5:1 cuando dicha banda no está
tensionada.

2. La banda elastomérica de la reivindicación 1, que tiene un área abierta relajada cuando dicha banda está sin deformar y un área abierta deformada cuando dicha banda está deformada, siendo dicha área abierta deformada al menos aproximadamente 50% de dicha área abierta relajada cuando dicha banda se mantiene bajo una deformación aplicada de aproximadamente 50%.

3. La banda elastomérica de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en la que dicha banda es elastomérica a deformaciones de hasta 400%.

4. La banda elastomérica de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que además comprende un material no tejido fibroso unido a al menos un lateral de dicha banda elastomérica de tal manera que dicha banda elastomérica y dicho material no tejido forman un material compuesto estratificado.

5. Una prenda de vestir que comprende al menos una porción elastomérica que tiene una primera dirección de extensión, comprendiendo dichas porciones elastoméricas una banda elastomérica tridimensional macroscópicamente expandida porosa, una primera superficie continua y una segunda superficie discontinua, estando dicha primera superficie y dicha segunda superficie situadas en planos básicamente paralelos que están alejados entre sí, caracterizándose dicha banda elastomérica por numerosos elementos elastoméricos de interconexión con sección transversal de forma cóncava en sentido ascendente para desacoplar básicamente las tensiones inducidas por deformación aplicadas en dicha primera superficie desde dicha segunda superficie, definiendo dichos elementos de interconexión una pluralidad de aberturas primarias en dicha primera superficie, teniendo dichas aberturas primarias un eje principal y un eje secundario perpendicular a dicho eje principal, estando dicho eje principal orientado generalmente ortogonal a dicha primera dirección de extensión, comprendiendo además dicha banda porciones de pared lateral interconectada de dichos elementos de interconexión que se extienden en la dirección de dicha segunda superficie y terminan formando una pluralidad de aberturas secundarias que tienen sitios de inicio de desgarro en dicha segunda superficie de dicha banda elastomérica de manera que dichas tensiones inducidas por deformación en dicha banda elastomérica se desacoplan básicamente de los sitios de inicio de desgarro de dichas aberturas secundarias, al menos hasta que dicha segunda superficie ya no está alejada de dicho plano de dicha primera superficie cuando dichas tensiones se aplican a dicha banda, en donde dicho eje principal tiene una primera longitud y dicho eje secundario tiene una segunda longitud, estando dicha prenda de vestir caracterizada porque la relación dimensional entre dicha primera longitud de dicho eje principal y dicha segunda longitud de dicho eje secundario es mayor que 1,5:1 cuando dicha banda elastomérica no está
tensionada.

6. La prenda de vestir de la reivindicación 5, en la que dicha prenda de vestir comprende un armazón que incluye una lámina superior permeable a los líquidos, una lámina de respaldo impermeable a los líquidos unida a dicha lámina superior y un núcleo central absorbente dispuesto entre al menos una porción de dicha lámina superior y dicha lámina de respaldo.

7. La prenda de vestir de las reivindicaciones 5 ó 6, en la que dicha banda elastomérica tiene un área abierta relajada cuando dicha banda está sin deformar y un área abierta deformada cuando dicha banda está deformada, siendo dicha área abierta deformada al menos aproximadamente 50% de dicha área abierta relajada cuando dicha banda se mantiene bajo una deformación aplicada de aproximadamente 50%.

8. La prenda de vestir de cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en la que dicho artículo absorbente desechable incluye un panel lateral elastomérico que se extiende lateralmente hacia el exterior desde dicho armazón, siendo dicho panel lateral elastomérico extensible en una primera dirección y en una segunda dirección, comprendiendo dicho panel lateral elastomérico dicha banda elastomérica, estando dichas aberturas de dicha banda elastomérica orientadas de manera que dicho eje principal de al menos algunas de dichas aberturas primarias sea generalmente ortogonal a dicha primera dirección de extensión y dicho eje principal de al menos algunas de dichas aberturas primarias sea generalmente ortogonal a dicha segunda dirección de extensión.