ES2261201T3 - Polisacarido vitreo util como absorbente de liquidos. - Google Patents
Polisacarido vitreo util como absorbente de liquidos.Info
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Abstract
Un absorbente en partículas, para la absorción de líquidos, que comprende partículas de polisacáridos vítreos, en el que las citadas partículas - tienen un tamaño de hasta 620 ìm, - tienen por lo menos 70% de una estructura vítrea y - tienen además 30 a 45% un tamaño comprendido entre 620 y 420 ìm, 35 a 55% un tamaño comprendido entre 420 y 210 ìm y 5 a 25% un tamaño menor que 210 ìm.
Description
Polisacárido vítreo útil como absorbente de
líquidos.
La presente invención se refiere a un absorbente
en partículas, para la absorción de líquidos, que comprende
partículas seleccionadas de partículas de polisacáridos vítreos y
partículas de polisacáridos vítreos que ocluyen, en su estructura
interna, por lo menos un tensioactivo.
La presente invención se refiere también al uso
de este absorbente en partículas, sólo o combinado con aditivos o
añadidos, como absorbente de líquidos polares y de fluidos
fisiológicos y, más particularmente, se refiere a composiciones
absorbentes específicas del absorbente en partículas de acuerdo con
la invención con carboximetilcelulosas seleccionadas y/o con gomas
seleccionadas.
La presente invención concierne también a
combinaciones absorbentes de una cantidad predeterminada de por lo
menos un absorbente en partículas y/o una cantidad predeterminada de
por lo menos una composición absorbente con un vehículo
adecuado.
En la técnica se conocen diversos polisacáridos
vítreos. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos número
5.360.903 describe polisacáridos vítreos y almidones vítreos que
tienen agua sustancialmente ocluida. Dichos polisacáridos son útiles
para erosionar superficies. También la solicitud de patente
EP-A-0 396 226 describe
polisacáridos vítreos que son útiles para tratar, esto es,
erosionar, superficies y un proceso para la producción de
aquellos.
Los pañales y, más particularmente, las
compresas higiénicas están constituidas tradicionalmente por una
primera capa externa permeable a fluidos fisiológicos, una matriz
central hecha esencialmente de un material absorbente, como paño,
algodón, guata de papel o bloques de fibras de celulosa, y una
segunda capa externa impermeable a fluidos fisiológicos y a
agregados formados por los fluidos fisiológicos con el material
absorbente presente en la matriz central. La matriz central está
dispuesta entre las dos capas externas. La matriz central de los
pañales, originalmente hecha esencialmente de almohadillas de fibras
de pasta fluff de celulosa, está siendo sustituida
gradualmente desde hace aproximadamente más de 20 años por polímeros
absorbentes sintéticos y polímeros superabsorbentes sintéticos en
forma de polvo granular duro seco. En Modern Superabsorbent Polymer
Technology, de Frederic L. Buchholz y A. T. Graham, editado por
Wiley-VCH, páginas 1 a 16, se da una descripción
detallada de dichos absorbentes.
Las almohadillas de fibras de pasta fluff
de celulosa absorben aproximadamente 12 gramos de agua mientras que
un polímero superabsorbente puede absorber hasta mil gramos de agua
por gramo de polímero.
Sin embargo, estas buenas características
funcionales sólo se consiguen con soluciones acuosas en agua
destilada. Dichos superabsorbentes pierden rápidamente sus
características funcionales en soluciones con un contenido iónico
elevado.
Sin embargo, los polímeros superabsorbentes no
se usan solos sino que, para mejorar el perfil absorbente,
típicamente se usan mezclados con por lo menos otro material con
propiedades absorbentes. Por ejemplo, en pañales se mezclan gránulos
de polímeros superabsorbentes con pasta fluff de madera.
Los polímeros superabsorbentes usados
comercialmente son polímeros parcialmente neutralizados de
poli(ácido acrílico) o copolímeros de injertos, como copolímeros
parcialmente neutralizados de poli(ácido acrílico) con injertos de
almidón y copolímeros parcialmente neutralizados de poli(ácido
acrílico) con injertos de poli(alcohol vinílico). Otros
polímeros superabsorbentes bien conocidos son polímeros hidrolizados
de poli(acrilonitrilo) con injertos de almidón.
Se han realizado intensas investigaciones para
mejorar la absorbencia de superabsorbentes sintéticos y
semisintéticos conocidos. Así, la patente
US-A-4.935.022 describe artículos
absorbentes que utilizan un tipo particular de fibras endurecidas de
celulosa y un tipo y forma particulares de un agente gelificante
polimérico para aumentar las características absorbentes de dichos
artículos. En estos artículos, el agente gelificante, combinado en
forma de partículas de un tamaño determinado con fibras endurecidas
de celulosa, está dispuesto principalmente en una capa inferior
(capa de almacenamiento de fluidos) del núcleo absorbente del
artículo. Dicha capa inferior (capa de almacenamiento de fluidos)
del núcleo absorbente está dispuesta encima y debajo de una capa,
generalmente mayor, de captación/distribución de fluidos que también
contiene fibras endurecidas de celulosa y partículas del agente
gelificante de un tamaño determinado. Las partículas del agente
gelificante tienen un tamaño medio ponderal en el intervalo de
aproximadamente 400 a 1.680 micrómetros. El mencionado agente
gelificante es un polímero sustancialmente insoluble en agua y
parcialmente neutralizado, seleccionado de almidón hidrolizado con
injertos de acrilonitrilo, poliacrilatos, copolímeros basados en
anhídrido maleico y combinaciones de estos polímeros.
La patente
US-A-5.047.023 describe un artículo
absorbente en el que la región de deposición de su miembro
absorbente comprende una zona de almacenamiento y una zona de
captación que tiene una densidad media menor y un gramaje medio
menor que la zona de almacenamiento. La zona de captación está
situada hacia el frente del miembro absorbente o del artículo
absorbente por lo que la zona de captación puede captar más eficaz y
eficientemente líquidos descargados. El miembro absorbente comprende
una mezcla de material fibroso hidrófilo y partículas discretas de
un material gelificante absorbente cuyas partículas tienen una
distribución de tamaños tal que aumenta la capacidad absorbente y la
velocidad de captación del miembro absorbente. Las partículas del
material gelificante absorbente se seleccionan de modo que tienen un
tamaño medio ponderal mayor o igual que aproximadamente 400
micrómetros, manteniéndose preferiblemente las cantidades de
partículas muy grandes y muy pequeñas por debajo de ciertas
concentraciones mínimas. Como partículas de material gelificante
absorbente adecuado se usan las mencionadas en la patente
US-A-4.935.022. Como material
gelificante absorbente preferido se mencionan almidones hidrolizados
con injertos de acrilonitrilo, almidones con injertos de ácido
acrílico, poliacrilatos, copolímeros de anhídrido maleico y
combinaciones de estos polímeros.
La patente
US-A-5.061.259 describe estructuras
absorbentes y composiciones de agentes gelificantes absorbentes
adecuadas para ser usadas en artículos absorbentes desechables. Las
estructuras absorbentes comprenden material de fibras hidrófilas y
partículas no frágiles de un agente gelificante polimérico. Las
partículas del agente gelificante incorporadas en dichas estructuras
se seleccionan de modo que tienen un tamaño medio ponderal en el
intervalo de aproximadamente 400 a 700 micrómetros, teniendo no más
de aproximadamente 16% en peso de las citadas partículas un tamaño
menor que 200 micrómetros y teniendo no más de aproximadamente 16%
en peso de las citadas partículas un tamaño mayor que 1.000
micrómetros. Las partículas del agente gelificante son
preferiblemente partículas no frágiles de un agente gelificante
polimérico que forma un hidrogel, con una granulometría específica,
y comprenden una cantidad específica de los almidones injertados
mencionados en las patentes
US-A-5.047.023 y
US-A-4.935.022.
A pesar de sus ventajas, los superabsorbentes
sintéticos o semisintéticos antes mencionados tienen también grandes
inconvenientes.
La mayoría de los superabsorbentes sintéticos no
son biodegradables y generalmente los superabsorbentes
semisintéticos son sólo ligeramente biodegradables.
Además, debido a su dureza y naturaleza química,
los superabsorbentes sintéticos en partículas y los superabsorbentes
semisintéticos en partículas irritan generalmente las partes íntimas
del cuerpo.
Se han mencionado comúnmente reacciones
alérgicas a superabsorbentes sintéticos y semisintéticos que
ocurren, inter alia, cuando granulados de superabsorbentes
sintéticos están en contacto con membranas mucosas.
Además, los superabsorbentes sintéticos y
semisintéticos son higroscópicos. Esta tendencia a absorber humedad
representa un inconveniente importante, particularmente en
aplicaciones en las que se requiere un tiempo de retención grande
del fluido absorbido.
Finalmente y teniendo en cuenta las nuevas
regulaciones medioambientales, hay una necesidad creciente de
productos higiénicos, como pañales, biodegradables. Dicha necesidad
ha originado en los últimos años intensas investigaciones sobre
nuevos materiales poliméricos biodegradables, hipoalérgicos y no
higroscópicos, con una alta absorbencia y con buena estabilidad en
un intervalo amplio de pH.
Un primer objeto de la presente invención
es un absorbente en partículas, para la absorción de líquidos, que
comprende partículas de polisacáridos vítreos y/o partículas de
polisacáridos vítreos que ocluyen, en su estructura interna, por lo
menos un tensioactivo. Los polisacáridos vítreos se caracterizan
porque sus partículas tienen una granulometría específica. Este
absorbente en partículas es biodegradable, no higroscópico,
hipoalérgico y estable en un intervalo amplio de pH.
Un segundo objeto de la presente
invención es un proceso para preparar este absorbente en partículas
de acuerdo con el primer objeto de la invención, en el que los
polisacáridos vítreos ocluyen por lo menos un tensioactivo en su
estructura interna.
Un tercer objeto de la presente invención
es una composición absorbente, particularmente una composición
absorbente biodegradable, no higroscópica e hipoalérgica, que
comprende en intervalos específicos un absorbente en partículas de
acuerdo con el primer objeto de la invención, una
carboximetilcelulosa insoluble y una carboximetilcelulosa de
viscosidad alta.
Un cuarto objeto de la presente invención
es una composición absorbente, particularmente una composición
biodegradable, hipoalérgica y no higroscópica, que comprende en
intervalos específicos un absorbente en partículas de acuerdo con el
primer objeto de la invención, una goma de xantano y una goma
guar.
Un quinto objeto de la presente invención
es una combinación absorbente de por lo menos un absorbente en
partículas de acuerdo con el primer objeto de la invención y/o una
composición absorbente de acuerdo con el tercer o el cuarto objeto
de la presente invención con un vehículo adecuado.
Un sexto objeto de la presente invención
está constituido por:
- -
- discos absorbentes para el pecho (discos absorbentes para madres lactantes),
- -
- almohadillas para alimentos,
- -
- pañales (pañales desechables y no desechables para niños, pantalones de entrenamiento),
- -
- productos de incontinencia para adultos (compresas personales, protectores absorbentes de camas, calzoncillos),
- -
- productos de higiene femenina (tampones y compresas higiénicas) y
- -
- compresas y vendas quirúrgicas
en los que se ha incorporado un
absorbente en partículas de acuerdo con el primer objeto y/o una
composición absorbente de acuerdo con el tercer y/o el cuarto objeto
de la presente
invención.
El primer objeto de la presente invención
es un absorbente en partículas, para la absorción de líquidos, que
comprende partículas seleccionadas de partículas de polisacáridos
vítreos y partículas de polisacáridos vítreos que ocluyen, en su
estructura interna, por lo menos un tensioactivo, en el que las
citadas partículas
- -
- tienen un tamaño de hasta 620 \mum,
- -
- tienen por lo menos 70% de una estructura vítrea y
- -
- tienen
- 30 a 45% un tamaño comprendido entre 620 y 420 \mum,
- 35 a 55% un tamaño entre 420 y 210 \mum y
- 5 a 25% un tamaño menor que 210 \mum.
De acuerdo con la presente invención, el
polisacárido puede ser preferiblemente uno basado en un polisacárido
amiláceo, como una amilosa o una amilopectina o una mezcla de
amilosa y amilopectina.
Un polisacárido adecuado de partida es un
polisacárido natural no modificado, preferiblemente un almidón
natural no modificado, más preferiblemente un almidón calidad A.
El almidón calidad A es preferiblemente un
almidón de trigo, aunque también puede ser un almidón de maíz,
cebada, patata, arroz, mandioca, milo o de cualquier otro
origen.
En la siguiente tabla I se representan las
características esenciales del almidón calidad A de trigo.
\vskip1.000000\baselineskip
| Características | Proceso Martin Modificado | Proceso de hidrociclones |
| Humedad (%) | 10,50 | 11,4 |
| Cenizas (% sobre base seca) | 0,31 | 0,22 |
| Lípidos totales (% sobre base seca) | 0,41 | 0,94 |
| Solubles (% sobre base seca) | 0,34 | 0,1 |
| Proteínas (% sobre base seca) | 0,22 | 0,27 |
| pH | 5,90 | 6,5 |
| Residuo (% sobre base seca) | 0,20 | 0,09 |
| Sedimento (% sobre base seca) | 4,70 | 8 |
| Características | Proceso Martin Modificado | Proceso de hidrociclones |
| Amilografía y viscosimetría | ||
| \hskip0.5cm Temperatura de geletinización (ºC) | 88,3 | 86,0 |
| \hskip0.5cm Viscosidad a 95ºC (UB) | 320 | 370 |
| \hskip0.5cm Pico de temperatura (ºC) | 95 | 95 |
| \hskip0.5cm Pico de viscosidad (ºC) | 340 | 385 |
| \hskip0.5cm Viscosidad a 95ºC después de 15 minutos (UB) | 280 | 340 |
| \hskip0.5cm Viscosidad a 50ºC (UB) | 720 | 730 |
| Ensayo del gluten | ||
| \hskip0.5cm Viscosidad (s) | 53 | 47 |
| \hskip0.5cm Punto de gel (ºC) | 65,5 | 64,5 |
| Ensayo de la crema batida (*) | ||
| \hskip0.5cm Después de 15 minutos (%) | 5,1 | 0 |
| \hskip0.5cm Después de 30 minutos (%) | 2,0 | 0 |
| (*) Unidades Brabender | ||
| \hskip0.4cm Datos tomados de Les Minoteries Ogilvie Ltd., Montreal, Canadá |
\vskip1.000000\baselineskip
Este almidón está constituido principalmente por
gránulos con forma de lentejas y con un tamaño en el intervalo de 25
a 40 \mum.
Los almidones calidad A de trigo, adecuados como
material de partida, son los usados comúnmente en la industria
papelera, alimentaria, textil y de fermentaciones. Además, los
almidones calidad A de trigo en su forma natural y en su forma
vítrea se usan comúnmente como ingrediente en la industria
alimentaria.
El tamaño medio de las partículas de
polisacárido presentes en el absorbente en partículas de acuerdo con
la invención puede variar preferiblemente de 150 a 500 \mum y más
preferiblemente puede ser aproximadamente 300 \mum.
El método usado para determinar el tamaño de las
partículas de polisacárido presentes en el absorbente en partículas,
denominado método de tamizado, es como sigue:
- -
- se pesan cada uno de seis tamices de malla 30, 40, 50, 60, 100 y 170 de acuerdo con las normas U.S.
- -
- se depositan 100 gramos de la muestra sobre el primer tamiz (de malla 30)
- -
- la fracción de la muestra que no queda retenida por el primer tamiz cae al segundo tamiz (de malla 40)
- -
- se repite dicho proceso de selección para cada tamiz
- -
- cada tamiz se agita mecánicamente durante 20 minutos y después se pesa de nuevo
- -
- después se calcula la proporción de partículas retenidas en cada tamiz por 100 gramos de la muestra inicial.
Se calculó la desviación estándar de 10 lotes
correspondientes a la producción de 218 lotes en 3 años.
Las 10 desviaciones estándar se calcularon con
la fórmula
S = \frac{\sum
f(x - \overline{x})^{2}}{n -
1}
en la
que:
- -
- f es la frecuencia del resultado (por ejemplo, 16% de partículas tienen un tamaño comprendido entre 250 y 420 micrómetros,
- -
- x es el valor central de la clase (preferiblemente aproximadamente 350 micrómetros para la clase comprendida entre 250 y 420 micrómetros),
- -
- \overline{x} es la distribución media del lote y
- -
- n es el número de resultados (100%).
La desviación estándar es la media de estas 10
desviaciones estándar y el intervalo dado es el intervalo entre la
desviación estándar menor y la desviación estándar mayor.
La desviación estándar de las partículas de
polisacárido varía preferiblemente de 100 a 120 micrómetros. De
acuerdo con la realización más preferida de la invención, la
desviación estándar es aproximadamente 110 micrómetros.
El tensioactivo que está ocluido en la
estructura interna del polisacárido vítreo es preferiblemente un
tensioactivo iónico con una cadena alquílica lineal larga. También
son adecuadas en el significado de la invención mezclas de diversos
tensioactivos. Como ejemplos de tensioactivos aniónicos adecuados
con una cadena lineal larga son alquilcarboxilatos, alquilamonios
catiónicos, alquilsulfonatos y alquilfosfatos con por lo menos 11
átomos de carbono. Preferiblemente la cadena lineal larga tiene 12
a 20 átomos de carbono. Adaptado más particularmente en el
significado de la invención es un tensioactivo seleccionado de sales
de ácidos grasos, como estearato sódico.
El contenido de humedad del polisacárido vítreo
es hasta 13%.
Las partículas seleccionadas de polisacáridos
vítreos de la invención se pueden obtener tamizando las partículas
de un polisacárido vítreo.
Los citados polisacáridos vítreos pueden estar
cristalizados parcialmente. Pueden tener por lo menos 70%, más
preferiblemente por lo menos 80% y de acuerdo con el mejor modo 100%
de una estructura vítrea.
Los polisacáridos vítreos del absorbente se
caracterizan además por su composición elemental, composición
elemental que comprende:
- -
- 33 a 40 por ciento en peso de carbono,
- -
- 53 a 59 por ciento en peso de oxígeno,
- -
- 6,6 a 7,5 por ciento en peso de hidrógeno,
- -
- menos de 0,15 por ciento en peso de azufre,
- -
- menos de 0,6 por ciento en peso de cloruro y
- -
- otros componentes residuales,
(estando referidos los porcentajes
en peso al peso total del citado polisacárido
vítreo).
"Otros componentes residuales" significa
iones de nitrógeno, sodio, calcio y fósforo o cualesquiera otros
compuestos no identificados, materiales no identificados o mezclas
de los mismos.
Los polisacáridos vítreos de acuerdo con la
invención comprenden hasta 3, preferiblemente hasta 2, más
preferiblemente aproximadamente una molécula de agua por cada unidad
de azúcar del citado polisacárido (determinado por espectroscopia de
infrarrojos realizada usando KBr como referencia).
Una familia preferida de polisacáridos vítreos
de acuerdo con la invención está constituida por polisacáridos
vítreos que tienen las tres siguientes bandas infrarrojas intensivas
respectivamente a
- -
- 1.649 \pm 5 cm^{-1},
- -
- 3.346 \pm 5 cm^{-1} y
- -
- 3.504 \pm 5 cm^{-1},
bandas que caracterizan la
presencia de agua en la estructura
polimérica.
Dichos diagramas se ilustran en las figuras 1 y
2 adjuntas.
Los absorbentes en partículas de acuerdo con la
invención presentan una fuerte absorbencia de líquidos polares y de
fluidos fisiológicos, particularmente una fuerte absorbencia de agua
y de por lo menos un disolvente soluble en agua, como un alcohol o
una cetona, orina y suero sanguíneo.
Los absorbentes en partículas de acuerdo con la
invención son particularmente eficientes hacia líquidos polares y
hacia fluidos fisiológicos cuyo pH está en el intervalo de 2 a
11.
Cuando el pH de la solución acuosa es menor que
2, se hidroliza la estructura polimérica que constituye las
partículas del absorbente en partículas.
Se comprobaron las propiedades de retención de
agua para diferentes pH en el intervalo de 2 a 11, de acuerdo con el
protocolo de retención de acuerdo con el método 8. No se observó
cambio alguno en las propiedades de retención en un período de 15
minutos. Los ensayos de estabilidad a pH de 2 y 11 pueden ser
calificados como ensayos extremos para las aplicaciones
consideradas.
Soluciones acuosas adecuadas son soluciones
acuosas con etanol y/o con acetona.
Los polisacáridos vítreos de acuerdo con la
invención que no incluyen un tensioactivo en su estructura se pueden
preparar por gelatinización, proceso que consiste generalmente en
calentar una mezcla acuosa de gránulos de almidón natural a una
temperatura a la que los gránulos se rompen y las moléculas
individuales de almidón se dispersan formando una solución. Después
el almidón gelatinizado así obtenido se seca y tritura. Este proceso
de gelatinización ha sido descrito, inter alia, en las
patentes US-A-5.360.903 y
US-A-3.706.598.
El absorbente en partículas de fluidos de
acuerdo con el primer objeto de la invención en el que polisacáridos
vítreos ocluyen un material con propiedades tensioactivas en su
estructura polimérica se puede preparar por el siguiente proceso que
constituye el segundo objeto de la presente invención.
Más generalmente, este proceso que se aplica a
la preparación de partículas de polisacáridos vítreos que ocluyen,
en su estructura interna, por lo menos un tensioactivo, en el que
las citadas partículas
- -
- tienen un tamaño de hasta 620 \mum y
- -
- tienen por lo menos 70% de una estructura vítrea,
comprende las etapas
de:
- (1)
- calentar un polisacárido en presencia de agua durante un tiempo de 0,5 a 2,5 horas a una temperatura en el intervalo de 70 a 97ºC, para obtener un polisacárido gelatinizado caliente,
- (2)
- secar el polisacárido gelatinizado caliente obtenido en la etapa (1), para obtener un polisacárido vítreo, y
- (3)
- triturar el polisacárido vítreo obtenido en la etapa (2) a partículas y recuperar preferiblemente por tamizado las partículas de un tamaño de hasta 620 \mum,
en el
que:
- -
- en la etapa (1) se añade por lo menos un tensioactivo,
- -
- el porcentaje en peso de polisacárido en agua varía de 3,2 a 50%, preferiblemente de 4,8 a 16,5% y más preferiblemente es aproximadamente 9,1%, y
- -
- el porcentaje en peso de tensioactivo en el polisacárido varía de 6 a 10%, siendo preferiblemente aproximadamente 8%.
En la etapa (1), se puede calentar el
polisacárido en presencia de agua, preferiblemente durante 2 horas,
a una temperatura que preferiblemente varía de 75 a 95ºC.
En la etapa (2), el polisacárido gelatinizado se
seca en una estufa de convección a una temperatura comprendida
preferiblemente entre 40 y 50ºC.
En la etapa (3), el polisacárido vítreo obtenido
en la etapa (2) se tritura con un molino de cualquier tipo.
Un tercer objeto de la presente invención
es una composición absorbente que comprende:
- -
- 77 a 83% en peso de un absorbente en partículas de líquidos, como el definido en el primer objeto antes mencionado de la invención,
- -
- 15 a 17% en peso de una carboximetilcelulosa insoluble, y
- -
- 2 a 6% en peso de una carboximetilcelulosa de viscosidad alta.
En el significado de la invención, el término
"insoluble" significa carboximetilcelulosa sin solubilidad o
con una baja solubilidad bajo condiciones específicas y, por lo
tanto, con una viscosidad muy alta.
\newpage
Las carboximetilcelulosas insolubles adecuadas
pueden tener, de acuerdo con ASTM D-1439, un grado
de sustitución en el intervalo de 0,65 a 0,9, preferiblemente de
aproximadamente 0,78, y tienen una viscosidad en el intervalo de
7.000 a 12.000 mPa.s, preferiblemente de aproximadamente 7.500 mPa.s
(en una solución acuosa del 1%, a 30 rpm y con un eje número 4).
Las carboximetilcelulosas adecuadas de
viscosidad alta pueden tener, de acuerdo con ASTM
D-1439, un grado de sustitución en el intervalo de
0,8 a 0,95, preferiblemente de aproximadamente 0,9, y tienen una
viscosidad en el intervalo de 1.500 a 2.500 mPa.s, preferiblemente
de aproximadamente 2.000 mPa.s (en una solución acuosa del 1% a
25ºC, con un eje Brookfield LVF número 3 a 30 rpm).
Dichas composiciones son biodegradables, no
higroscópicas, hipoalérgicas y estables en un intervalo amplio de
pH.
Un cuarto objeto de la invención es una
composición absorbente que comprende:
- -
- 79 a 92% en peso de un absorbente en partículas de líquidos, como el definido en el primer objeto antes mencionado de la invención,
- -
- 4 a 10,5% en peso de una goma de xantano, y
- -
- 4 a 10,5% en peso de una goma guar.
Con dichas concentraciones específicas, se
consigue un efecto sinérgico de la absorción.
De acuerdo con una realización más preferida de
la invención:
- la goma de xantano tiene una viscosidad en el
intervalo de 1.400 a 1.650 mPa.s a una concentración de 1% en agua
con 1% de KCl y una viscosidad en el intervalo de 130 a 180 mPa.s a
una concentración de 0,2% en agua con 1% de KCl, midiéndose la
viscosidad preparando una solución salina de 1% del producto
añadiendo lentamente una mezcla seca de 3,0 gramos del producto y
3,0 gramos de cloruro potásico a 250 ml de agua destilada en un vaso
de 400 ml, agitando a 800 rpm usando un agitador del tipo de hélice
de ángulo de paso pequeño, añadiendo 44 ml adicionales de agua
destilada, lavando las paredes del vaso y continuando la agitación a
800 rpm durante dos horas y, al término de este período, ajustando
la temperatura de la solución a 25ºC, agitando vigorosamente a mano
con un movimiento vertical para eliminar efectos tixotrópicos o de
sedimentación y midiendo inmediatamente la viscosidad usando un
viscosímetro Brookfield modelo LV a 60 rpm con un eje número 3,
y
- la goma guar tiene una viscosidad de por lo
menos 3.500 mPa.s después de 24 horas y de 2.800 mPa.s después de 30
minutos, midiéndose la viscosidad preparando una solución salina de
1% del producto añadiendo lentamente una mezcla seca de 3,0 gramos
del producto y 3,0 gramos de cloruro potásico a 250 ml de agua
destilada en un vaso de 400 ml, agitando a 800 rpm usando un
agitador del tipo de hélice de ángulo de paso pequeño, añadiendo 44
ml adicionales de agua destilada, lavando las paredes del vaso y
continuando la agitación a 800 rpm durante dos horas y, al término
de este período, ajustando la temperatura de la solución a 25ºC,
agitando vigorosamente a mano con un movimiento vertical para
eliminar efectos tixotrópicos o de sedimentación y midiendo
inmediatamente la viscosidad usando un viscosímetro Brookfield
modelo LV a 60 rpm con un eje número 3.
Las gomas guar que usualmente se extraen del
albumen de ciertas semillas consisten en unidades de manosa unidas
entre sí por enlaces \alpha(1\rightarrow4). Estas
unidades forman una cadena principal a la que se unen unidades de
galactosa. Estas últimas unidades están unidas a la manosa por
enlaces del tipo \beta(1\rightarrow6). Hay una galactosa
por cada dos manosas. Las gomas guar se usan por su capacidad de
mejorar la hidratación en agua fría de soluciones viscosas.
Las gomas de xantano que se producen comúnmente
durante la fermentación aerobia de azúcar por la levadura
Xanthonomas campestris tienen una cadena principal de
D-glucosa unida en \beta(1\rightarrow4)
por la unión de un ácido glucurónico con unidades de manosa. El
grado de sustitución es 0,33.
Gomas guar y gomas de xantano particularmente
adecuadas son las usadas comúnmente en la industria alimentaria.
Dichas composiciones son biodegradables y
presentan un buen potencial no higroscópico e hipoalérgico.
Un quinto objeto de la presente invención
es una combinación absorbente de una cantidad predeterminada de
absorbente en partículas de líquidos, como el definido en el primer
objeto antes mencionado, y/o una composición absorbente como la
definida en el tercer y cuarto objetos antes mencionados, con un
vehículo.
El vehículo puede ser un tejido unido
químicamente y depositado por aire, una tela no tejida unida
químicamente y depositada en húmedo, un tejido hidroentrelazado o
una estructura soplada en estado fundido o estratificada.
El vehículo depositado por aire es
preferiblemente un látex depositado por aire o un tejido unido
térmicamente y depositado por aire o depositado en seco
(cardado).
Un sexto objeto de la presente invención
está constituido por:
- -
- discos absorbentes para el pecho (discos absorbentes para madres lactantes),
- -
- almohadillas para alimentos,
- -
- pañales (pañales desechables y no desechables para niños, pantalones de entrenamiento),
- -
- productos de incontinencia para adultos (compresas personales, protectores absorbentes de camas, calzoncillos),
- -
- productos de higiene femenina (tampones y compresas higiénicas) y
- -
- compresas y vendas quirúrgicas
en los que se ha incorporado un
absorbente en partículas de acuerdo con el primer objeto y/o una
composición absorbente de acuerdo con el tercer y/o el cuarto objeto
de la presente
invención.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, la combinación absorbente preferida se selecciona de
pañales (como compresas higiénicas, pañales para bebés, productos de
incontinencia para adultos, papel secante alimentario, papel secante
médico). Particularmente preferidos son pañales biodegradables.
Un ejemplo de pañal de acuerdo con la invención
comprende:
- -
- una primera capa externa permeable a fluidos fisiológicos,
- -
- una matriz central hecha esencialmente de un material absorbente, y
- -
- una segunda capa externa impermeable a fluidos fisiológicos y a agregados formados por los citados fluidos fisiológicos con el material absorbente presente en la matriz central, que está dispuesta entre las dos capas externas,
caracterizado porque el material
absorbente de la matriz central consiste en 2 a 27%, preferiblemente
3 a 17% (porcentaje en peso referido al peso total del material
absorbente presente en la matriz) de por lo menos un absorbente en
partículas de líquidos y/o de por lo menos una composición
absorbente de acuerdo con la invención, seleccionándose la parte
restante del material absorbente de la citada matriz central de
fibras naturales, fibras semisintéticas, fibras sintéticas, pasta
de madera, fibras de celulosa, algodón, turba y mezclas de las
mismas.
En la patente
US-A-6.015.608 se describe un
ejemplo de compresa absorbente en la que se puede incorporar el
absorbente en partículas y/o la composición absorbente de la
invención.
Se usaron los siguientes métodos para evaluar
las características funcionales de las muestras de ensayo:
1. Granulometría del absorbente: se midió
de acuerdo con el método ASTM D2662-92 modificado,
usando tamices de malla 600, 425, 300, 150, 90 y menor que 90
\mum.
2. Índice de solubilidad en agua: se
midió de acuerdo con el método FSC 7930.
3. Velocidad de absorción de agua: se
midió de acuerdo con el método
CAN/CGS-183.2-94, artículo 9.1.2,
modificado, usando tomas de absorción de 30 segundos y 1, 2, 5, 15,
30 y 720 minutos.
4. Masa volumétrica: se midió por un
método que consiste en medir el volumen aparente determinado de un
absorbente en una probeta graduada de vidrio.
5. Cambio de volumen del absorbente en
presencia de agua: se midió de acuerdo con el método ASTM F716,
artículo 11.2.1, modificado, usando en los ensayos, en lugar de 2
ml de absorbente sólido, 1 gramo de absorbente en el caso de
Lysorb® y una cantidad entre 0,1 y 0,2 gramos en el caso de otros
absorbentes.
6. Cantidad de agua en los absorbentes
(pérdida de peso): se midió secando muestras a 105ºC durante 24
horas.
7. Evaluación de la capacidad de difusión de
agua en el absorbente: se midió de acuerdo con el método ASTM
F716, artículo 11.4, modificado, usando una bureta de 50 ml de
vidrio en lugar de los tubos de vidrio especificados en el método y
anotando la altura máxima de penetración del líquido en el
absorbente.
8. Capacidad de retención de agua: se
pesa una cantidad entre 100 y 200 mg de absorbente en un tubo de
centrífuga de 15 ml previamente pesado. Se añaden 10 ml de agua y se
agita inmediatamente con una varilla durante un minuto. La mezcla se
deja en reposo durante 15 minutos y después se centrifuga a 2.000
rpm durante 5 minutos. Se desecha el líquido sobrenadante y se pesa
el residuo en forma de pasta (similar a un gel) constituida por el
absorbente y el agua retenida. Se determina la relación de gramos de
agua retenida por gramo de absorbente.
9. Absorción bajo carga: se midió la
absorbencia bajo carga de acuerdo con EDANA
442.1-99.
10. Capacidad de hinchamiento libre: se
midió de acuerdo con EDANA 440.1-99.
Se produjo un almidón vítreo a partir de un
almidón calidad A de trigo, que tenía el diagrama IR representado en
la figura 1 adjunta, usando la etapa de extrusión descrita en el
ejemplo 4 de la patente
US-A-5.360.903 excepto que no se usó
ningún agente químico. El producto resultante estaba no expandido,
totalmente gelatinizado y en forma de gránulos y tenía una
coloración pardoamarillenta clara.
Los gránulos se enfriaron y curaron durante 24
horas y después se trituraron en un molino de martillos de
laboratorio Raymond y se tamizaron a través de un tamiz estándar
U.S. de malla 30. La fracción retenida en el tamiz se devolvió al
molino. Los gránulos se alimentaron al molino a un caudal de 9,072
kg por hora.
La mezcla de partículas resultante así obtenida
tenía la siguiente composición:
\vskip1.000000\baselineskip
| Malla estándar U.S. | Porcentaje retenido |
| 30 | 0,5 |
| 40 | 40 |
| 60 | 32 |
| 70 | 12 |
| 100 | 10 |
| 170 | 4 |
| 170 y superior | 1,5 |
\vskip1.000000\baselineskip
Esta mezcla se caracteriza además por el
diagrama IR representado en la figura 2 adjunta y se denomina en lo
sucesivo Lysorb®.
Lysorb® es una marca comercial registrada de
Lysac Technology Inc.
Primera parte
Se gelatiniza a una temperatura de 95ºC durante
90 minutos el almidón calidad A usado en el ejemplo 1 para preparar
el almidón vítreo, mezclado con 10 partes de agua a la que se había
añadido 9% (calculado sobre el peso de almidón) de alquilsulfonato
sódico (SAS) por 1 parte de almidón calidad A.
Al término de la gelatinización, se deja en
reposo la mezcla a temperatura ambiente hasta que su temperatura sea
aproximadamente 25ºC y después se seca la mezcla.
En esta fase, antes de secar, el gel presenta
las características de viscosidad (medida con un viscosímetro
Brookfield equipado con un eje número 4) que se resumen la siguiente
tabla II:
| rpm | Cizalladura (s^{-1}) | viscosidad (Pa.s) |
| 0,3 | 0,065 | 112,721 |
| 0,6 | 0,129 | 112,75 |
| 1,5 | 0,323 | 103,033 |
| 3 | 0,647 | 86,116 |
| 6 | 1,293 | 60,001 |
| 12 | 2,587 | 39,838 |
| 30 | 6,467 | 21,917 |
En la figura 3 adjunta se representa el perfil
de viscosidad.
Este comportamiento se califica como "dilución
por cizalladura" (con un límite elástico de 19,4 Pa). Esto
significa que se necesita una fuerza mínima de 19,4 Pa para hacer
fluido el gel.
Después se seca el producto (del tipo secado en
bandeja) a una temperatura comprendida entre 40 y 50ºC durante 24
horas para que la humedad final, medida de acuerdo con el método 6
antes mencionado, sea aproximadamente 0%. Después de secar, resulta
una torta seca. Se tritura esta torta para obtener partículas
absorbentes.
Segunda parte
Se añade 6% (calculado sobre el peso de almidón)
de estearato sódico a una mezcla de un almidón como el descrito en
el ejemplo 1 con 20 partes de agua por parte de almidón.
Esta mezcla se calienta a una temperatura de
95ºC durante 20 minutos y el almidón gelatinizado así obtenido se
enfría, antes de secarlo, a temperatura ambiente hasta que su
temperatura sea aproximadamente 25ºC.
En esta fase, el gel tiene un límite elástico de
15 Pa, que es característico de un comportamiento del tipo de
"dilución por cizalladura". La viscosidad del gel, medida con
un viscosímetro Brookfield modelo LV, es aproximadamente 24,7 Pa.s a
1 s^{-1}.
Después se seca el producto (del tipo secado en
bandeja) a una temperatura comprendida entre 40 y 50ºC durante 24
horas para que la humedad final, medida de acuerdo con el método 6
antes mencionado, sea aproximadamente 0%.
Después de secar, resulta una torta.
La torta se tritura para obtener gránulos
absorbentes con un tamaño de partículas en el intervalo de 0 a 620
\mum y con el siguiente perfil de partículas.
Ejemplo comparativo
3
Un estudio del almidón vítreo descrito en el
ejemplo 1 muestra que sus propiedades dependen de la granulometría
seleccionada. Las partículas finas presentan una absorción intensa y
rápida pero son menos eficientes durante su hinchamiento bajo
presión. Las partículas finas también son sensibles a iones salinos.
Las partículas más gruesas presentan una mejor resistencia a la
presión y son menos sensibles a iones salinos. Sin embargo, la
absorción es más lenta y menos importante.
El perfil granulométrico se representa en la
figura 4 adjunta y las correspondientes mediciones se resumen en la
siguiente tabla III:
| Absorción | Retención | ABP | |||||
| NaCl (%) | 0 | 0,2 | 0,9 | 0 | 0,2 | 0,9 | 0 |
| Media 210 \mum | 8,2 | 8,8 | 6,1 | 9 | 8,7 | 7,5 | 2,9 |
| Media 290 \mum | 7,9 | 8,8 | 7,5 | 8,4 | 8,4 | 8 | 4,5 |
La absorbencia bajo presión (ABP) se midió de
acuerdo con el método EDANA 442.1-99. EDANA
significa European Disposables and Nonwoven Association (Asociación
Europea de Desechables y No Tejidos).
La retención se midió de acuerdo con el método 8
antes definido.
La absorción se midió de acuerdo con el método
EDANA 440.1-99.
Ejemplo comparativo
4
Se compararon las propiedades absorbentes
de:
- -
- el almidón vítreo calidad A obtenido en la parte 1 del ejemplo 2, que ocluye alquilsulfonato sódico (SAS)
- -
- el almidón vítreo obtenido en la parte 2 del ejemplo 2, que ocluye estearato sódico (SS), y
- -
- el almidón vítreo calidad A obtenido tratando el almidón calidad A descrito en el ejemplo 1 de acuerdo con el proceso de gelatinización descrito en el ejemplo 2 excepto que no se añadió tensioactivo durante la gelatinización
El método usado para evaluar la capacidad de
retención es el método 8 antes definido en las referencias
preliminares. Los resultados correspondientes se indican en la
siguiente tabla IV:
| Absorbente: polisacáridos vítreos | Índice R (g/g) en agua destilada |
| Derivado con SAS | 21,3 |
| Derivado con estearato | 60 |
| Almidón calidad A | 4,6 |
Se produce una mejora significativa de la
absorbencia en el caso de los derivados con SAS y SS cuando se
comparan con el almidón vítreo calidad A que no tiene tensioactivo
ocluido.
Se prepararon mezclas del almidón vítreo
preparado en el ejemplo 1 con una goma de xantano comercializada
bajo el código 91 y con una goma guar comercializada bajo el código
A-220 (ambas gomas las comercializa la compañía
Harold T. Griffin). Se evaluó la retención de agua. El resultado de
esta evaluación se indica en la siguiente tabla V:
\vskip1.000000\baselineskip
| Composición de las mezclas ternarias (%) | |||||
| Ensayo | Goma | Goma de | Retención | ||
| Número | guar | xantano | Lysorb® | Total | de agua (%) |
| T1 | 0 | 10 | 90 | 100 | 14 |
| T2 | 0 | 20 | 80 | 100 | 26 |
| T3 | 10 | 0 | 90 | 100 | 12 |
| T4 | 20 | 0 | 80 | 100 | 15 |
| T12 | 5 | 15 | 80 | 100 | 27,5 |
| T13 | 3 | 10 | 87 | 100 | 16 |
| T14 | 4 | 9 | 87 | 100 | 16 |
| T17 | 5 | 5 | 90 | 100 | 15 |
| T18 | 6 | 6 | 88 | 100 | 20,6 |
| T19 | 7 | 7 | 86 | 100 | 25 |
| T0 | 0 | 0 | 100 | 100 | 7,8 |
Los resultados muestran un efecto sinérgico
obtenido por la mezcla ternaria comparado con la suma del poder de
retención de cada componente de la mezcla.
La mezcla T18 muestra una retención de 20,6 y la
mezcla T19 muestra una retención de 25 comparadas con la retención
de 7,8 alcanzada por el almidón vítreo del ejemplo 1.
Se ensayó la toxicidad sobre microorganismos y
la biodegradabilidad de composiciones LYSPILL® 215 de acuerdo con la
invención, que comprenden partículas de un almidón vítreo calidad A,
una carboximetilcelulosa insoluble y una carboximetilcelulosa de
viscosidad alta, usando el método 210E de la Organización de
Cooperación Económica y Desarrollo (OCDE).
Las condiciones experimentales de degradación se
resumen en la siguiente tabla VI:
| Sustancia de referencia | Benzoato sódico |
| Concentrac. teórica inicial de la sustancia de referencia | 20 mg/l |
| Producto ensayado | LYSPILL® 215 |
| Inóculo | Lodo activado, Valcartier |
| Concentración del inóculo | 0,5 ml/l |
| Temperatura de incubación | 20ºC |
| Agitación | 175 rpm |
| Analizador de carbono | Technicon |
Los ensayos de toxicidad (no incluidos en los
ensayos de la OCDE), que son preliminares a los ensayos de
biodegradabilidad, revelan que las composiciones ensayadas no
inhiben los microorganismos de una muestra de un lodo activado.
Los correspondientes ensayos de
biodegradabilidad revelan una biodegradabilidad de por lo menos un
46% después de 2 semanas.
El absorbente en partículas así como las mezclas
específicas con carboximetilcelulosas y/o con gomas guar y de
xantano de acuerdo con la invención son biodegradables y, por lo
tanto, cuando se incorporan en estructuras desechables, no son
perjudiciales para el medio ambiente. Esto constituye una ventaja
determinante sobre poliacrilatos y otros superabsorbentes químicos
usados generalmente en estructuras absorbentes desechables que no
son biodegradables y que se acumulan en el medio ambiente.
El absorbente en partículas, así como las
mezclas específicas con carboximetilcelulosas y/o con gomas guar y
de xantano, de acuerdo con la invención que no irritan ni generan
alergia en más del 2% de los casos (en realidad, en el 100% de los
casos) se pueden clasificar como hipoalérgicos como se demuestra por
el resultado de un ensayo de productos de consumo cuando pocas
personas tuvieron una respuesta negativa al absorbente químico
presente usualmente en productos absorbentes para la higiene
personal.
El objetivo de este ensayo es determinar por
contacto epidérmico repetitivo el potencial de un material ensayado
a inducir irritación primaria o acumulativa y/o sensibilización o
irritación acumulativa alérgica por contacto.
Para la evaluación se seleccionaron sesenta (60)
personas cualificadas, hombres y mujeres, de edades comprendidas
entre 17 y 79 años. Cincuenta y ocho (58) personas completaron el
estudio. Las personas restantes suspendieron su participación por
diversas razones, ninguna de las cuales relacionada con la
aplicación del material ensayado.
Los criterios de inclusión fueron:
- -
- Hombres y mujeres de 16 años de edad o más
- -
- Ausencia de enfermedad cutánea visible que pudiera ser confundida con una reacción cutánea producida por el material ensayado
- -
- Prohibición de usar esteroides y/o antihistamínicos tópicos o sistémicos durante por lo menos siete días antes del comienzo del estudio
- -
- Realización de un historial médico y redacción y firma del consentimiento formal
- -
- Considerado fiable y capaz de las direcciones siguientes
Los criterios de exclusión fueron:
- -
- Salud III
- -
- Medicación bajo vigilancia médica que pudiera influir en el resultado del estudio
- -
- Las mujeres no deben estar embarazadas ni en período de lactancia
- -
- Historial de reacciones adversas a cosméticos u otros productos de higiene personal.
El material ensayado fue el almidón vítreo
Lysorb® solo, descrito en el ejemplo 1.
Se usó la siguiente metodología para el ensayo
de Lysorb®:
Como zona de tratamiento se usó la parte
superior de la espalda, entre las escápulas. Se aplicó
aproximadamente 0,2 g del material de ensayo, o una cantidad
suficiente para cubrir la superficie de contacto, a una porción
absorbente de 25 x 25 mm de un apósito adhesivo transparente
fabricado por TruMed Technologies Inc., Burnsville, MN.
Esta porción fue humedecida con varias gotas de
agua destilada para asegurar la adherencia del material de ensayo.
Después se aplicó al sitio apropiado de tratamiento formando un
parche semiocluido.
Se aplicaron parches tres (3) veces por semana
(por ejemplo, los lunes, miércoles y viernes) con un total de nueve
(9) aplicaciones. Se marcó el sitio para asegurar la continuidad de
aplicación de los parches. Después de la separación supervisada y
valoración del primer parche de inducción, se instruyó a los
participantes para que ellos mismos separaran en casa todos los
parches de inducción posteriores, veinticuatro horas después de su
aplica-
ción.
ción.
La evaluación de este sitio se hizo de nuevo
justo antes de una nueva aplicación. Si un participante no pudiera
presentarse el día de ensayo asignado, se le permite un (1) día de
recuperación. Este día se añade al período de inducción.
Con excepción de la lectura supervisada del
primer parche de inducción, si un sitio de ensayo presenta una
reacción moderada (nivel 2) durante la fase de introducción, se
desplaza la aplicación a una zona adyacente. Si se observa una
reacción moderada (nivel 2) en este nuevo sitio de ensayo, se
suspenden las aplicaciones durante el resto de esta fase del ensayo.
También se deben suspender las aplicaciones si se observa una
reacción notable (nivel 3) o grave (nivel 4).
Los períodos de descanso consistieron en
veinticuatro horas después de la separación de cada martes y jueves
y cuarenta y ocho horas después de la separación de cada sábado.
Aproximadamente dos (2) semanas después de la
aplicación del parche final de introducción, se aplicó un parche de
estimulación a un sitio de ensayo virgen adyacente al sitio original
del parche de inducción, siguiendo el mismo procedimiento descrito
para la inducción. Se separó el parche y se valoró el sitio en la
clínica veinticuatro y setenta y dos horas después de la
aplicación.
0 = sin reacción cutánea visible
+ = eritema apenas perceptible o irregular
1 = eritema leve que cubre la mayor parte del
sitio de ensayo
2 = eritema moderado, posible presencia de edema
leve
3 = eritema notable, posible edema
4 = eritema grave, posible edema, vesiculación,
ampollas y/o ulceración
En ninguno de los casos en los que se realizó
completamente el estudio se detectó reacción cutánea visible. Por lo
tanto, bajo las condiciones del estudio, el material ensayado,
Lysorb®, no indicó potencial de irritación dérmica ni
sensibilización alérgica por contacto.
Los absorbentes en partículas de acuerdo con la
invención que comprenden partículas seleccionadas del grupo formado
por polisacáridos vítreos y polisacáridos vítreos que ocluyen por lo
menos un tensioactivo en su estructura interna, así como las
combinaciones específicas de estos absorbentes con celulosas o gomas
específicas, son particularmente convenientes como componente
absorbente de pañales componibles como los descritos en las patentes
US-A-5.026.363 y
US-A-5.743.895. concedidas ambas a
RMED International Inc.
La patente
US-A-5.026.363 describe más
particularmente un pañal desechable que comprende una estructura
combinada de tres capas hecha de un material fino, biodegradable y
permeable a la humedad, en la que la capa central de la citada
estructura combinada de tres capas es de un material fino, muy
absorbente de la humedad, transpirable y biodegradable.
Los absorbentes biodegradables en partículas,
así como la combinación específica de la invención, pueden estar
presentes ventajosamente en la capa central del citado pañal
desechable, por ejemplo, combinados con material del tipo de pasta
de madera, que también es un elemento biodegradable constitutivo de
la capa central.
Estos pañales desechables en los que el fondo
puede ser clasificado como biodegradable total o sustancialmente son
particularmente adecuados por razones ecológicas.
La patente
US-A-5.743.895 describe un pañal
desechable en cuya estructura se puede incorporar ventajosamente el
absorbente de la invención como componente adicional
biodegradable.
Los absorbentes en partículas de la invención se
obtienen a partir de fuentes naturales renovables, son
biodegradables, no higroscópicos e hipoalérgicos y presentan un
perfil casi ideal de captación, adaptable a la aplicación
considerada.
Además, el absorbente en partículas, así como
mezclas específicas con carboximetilcelulosas y/o con gomas guar y
de xantano, no erosionan la matriz en la que se han incorporado por
sus propiedades absorbentes. Por lo tanto, el correspondiente pañal
no se degradará por manipulación o transporte. Durante la
fabricación no se producirá degradación mecánica del pañal, generada
por los gránulos del absorbente.
Cuando se incorporan usualmente en la industria
de estructuras absorbentes, los absorbentes son responsables de las
perforaciones (denominadas usualmente alfilerazos) observadas
frecuentemente, aunque no exclusivamente, en la hoja posterior de
estructuras ultrafinas.
El absorbente en partículas y las composiciones
absorbentes de acuerdo con la invención se clasifican como
hipoalérgicos, biodegradables, no higroscópicos y estables en un
intervalo amplio de pH de acuerdo con las siguientes
definiciones:
Hipoalérgico significa que, de acuerdo
con el protocolo 1.01 del ensayo de productos de consumo antes
definido, cuando se aplica a 50 personas:
- -
- ninguna presenta una irritación de grado 4
- -
- ninguna presenta una irritación de grado 3
- -
- ninguna presenta una irritación de grado 2
- -
- un máximo de una persona presenta una irritación de grado 1
- -
- un máximo de 2 personas presenta una irritación de grado + y
- -
- en total, un máximo de 2 personas presenta una irritación de grado distinto de 0
escala en la
que:
0 = sin reacción cutánea visible
+ = eritema apenas perceptible o irregular
1 = eritema leve que cubre la mayor parte del
sitio de ensayo
2 = eritema leve, posible presencia de edema
leve
3 = eritema notable, posible edema
4 = eritema grave, posible edema, vesiculación,
ampollas y/o ulceración.
De acuerdo con esta definición, el producto
Lysorb® es hipoalérgico.
Biodegradable significa que, de acuerdo
con el método 301-E de la OCDE, se degrada por lo
menos el 50% del absorbente en partículas ensayado o de la
composición absorbente ensayada (el producto 215 que se ensayó de
acuerdo con este método, se degradó un 46% en 14 días, por lo que
puede ser clasificado como biodegradable; esto mismo se aplica al
polisacárido vítreo Lysorb®).
No higroscópico significa que no se
produce retención de humedad después de 60 minutos, medida de
acuerdo con el siguiente ejemplo de ensayo realizado con Lysorb: se
evaluó la retención de agua del absorbente manteniendo durante 5
horas en una sala de ensayo cerrada un vaso que contenía 1 gramo del
absorbente y un vaso que contenía 20 ml de agua. La diferencia de
humedad a la salida de la sala de ensayo es relativamente baja,
aproximadamente 6% en peso. Esta humedad no se retiene fuertemente
puesto que se produce un desprendimiento completo a la atmósfera
después de 60 minutos a la temperatura ambiente.
Estable en un intervalo amplio de pH,
aplicado a un absorbente de acuerdo con la invención, significa una
estabilidad del 100% de la capacidad de retención cuando se ensaya
de acuerdo con el método 8 para diferentes pH en el intervalo de 2 a
11, durante 15 minutos (los ensayos de estabilidad a un pH tan bajo
como 2 y a un pH tan alto como 11 pueden ser calificados como
ensayos extremos).
La figura 5 ilustra en sección transversal
esquemática un ejemplo de una estructura absorbente que puede
incorporar en su parte central un absorbente en partículas como el
descrito en la presente memoria.
En la figura 5, los diversos elementos tienen
los siguientes números de referencia:
- (1)
- representa una primera capa externa permeable a líquidos
- (2)
- representa un capa de aire que, si se desea, se puede incorporar
- (3)
- representa una matriz central hecha de un material absorbente
- (4)
- representa una capa de aire que, si se desea, se puede incorporar
- (5)
- representa una segunda capa externa impermeable a líquidos.
El líquido (O) pasa a través de la primera capa
externa (1) y a través de la capa de aire (2) y es captado por el
material absorbente (6) presente en la matriz (3).
La capa externa (5) representa una capa de
seguridad para detener líquido que no pudiera ser captado por el
material absorbente (6) en la matriz (3).
En relación con la estructura absorbente, las
partículas pueden ser mantenidas en el vehículo de cualquier manera
adecuada conocida, teniendo en cuenta la función del absorbente.
Claims (25)
1. Un absorbente en partículas, para la
absorción de líquidos, que comprende partículas de polisacáridos
vítreos, en el que las citadas partículas
- -
- tienen un tamaño de hasta 620 \mum,
- -
- tienen por lo menos 70% de una estructura vítrea y
- -
- tienen además
- 30 a 45% un tamaño comprendido entre 620 y 420 \mum,
- 35 a 55% un tamaño comprendido entre 420 y 210 \mum y
- 5 a 25% un tamaño menor que 210 \mum.
2. Un absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el citado absorbente en partículas
comprende partículas de polisacáridos vítreos que ocluyen, en su
estructura interna, por lo menos un tensioacti-
vo.
vo.
3. El absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que el citado tensioactivo es un
tensioactivo iónico que comprende una cadena alquílica lineal de 12
a 20 átomos de carbono.
4. El absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que las partículas de polisacáridos vítreos
que ocluyen, en su estructura interna, por lo menos un tensioactivo
tienen un tamaño en el intervalo de 5 a 500 \mum.
5. El absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en el que el citado polisacárido vítreo se
deriva de almidón por gelatinización.
6. El absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que el citado almidón tiene un tamaño de
gránulos en el intervalo de 25 a 40 \mum.
7. El absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 6, en el que el citado almidón es un almidón calidad
A de trigo.
8. El absorbente en partículas de acuerdo con la
reivindicación 7, en el que el citado almidón vítreo comprende:
- -
- 33 a 40 por ciento en peso de carbono
- -
- 53 a 59 por ciento en peso de oxígeno,
- -
- 6,6 a 7,5 por ciento en peso de hidrógeno,
- -
- menos de 0,15 por ciento en peso de azufre,
- -
- menos de 0,6 por ciento en peso de cloruro y
- -
- otros componentes residuales
(estando referidos los porcentajes
en peso al peso total del citado almidón
vítreo).
9. Un proceso para preparar un absorbente en
partículas de acuerdo con la reivindicación 2, proceso que comprende
las etapas de:
- (1)
- calentar un polisacárido en presencia de agua a una temperatura en el intervalo de 70 a 97ºC, para obtener un polisacárido gelatinizado caliente,
- (2)
- secar el polisacárido gelatinizado caliente obtenido en la etapa (1), para obtener un polisacárido vítreo, y
- (3)
- triturar el polisacárido vítreo seco obtenido en la etapa (2) a partículas y recuperar las partículas que tienen un tamaño de hasta 620 \mum
en el
que:
- -
- en la etapa (1) se añade por lo menos un tensioactivo,
- -
- el porcentaje en peso de polisacárido en agua varía de 3,2 a 50, y
- -
- el porcentaje en peso de tensioactivo en el polisacárido varía de 6 a 10.
10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
9, en el que en la etapa (1) se calienta un polisacárido en
presencia de agua durante un tiempo de 0,5 a 2,5 horas.
11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
9, en el que el citado polisacárido vítreo se deriva de almidón por
gelatinización.
12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
11, en el que el citado almidón tiene un tamaño de gránulos en el
intervalo de 25 a 40 \mum.
13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
12, en el que el citado almidón es almidón calidad A de trigo.
14. Composición absorbente que comprende:
- -
- 77 a 83% en peso de un absorbente en partículas de líquidos de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
- -
- 15 a 17% en peso de una carboximetilcelulosa insoluble, en la que la carboximetilcelulosa insoluble tiene una viscosidad en el intervalo de 7.000 a 12.000 mPa.s, y
- -
- 2 a 6% en peso de una carboximetilcelulosa de viscosidad alta, en la que la carboximetilcelulosa de viscosidad alta tiene una viscosidad en el intervalo de 1.500 a 2.500 mPa.s.
15. Composición absorbente que comprende:
- -
- 79 a 92% en peso de un absorbente en partículas de líquidos de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
- -
- 4 a 10,5% en peso de una goma de xantano, y
- -
- 4 a 10,5% en peso de una goma guar.
16. Composición absorbente de acuerdo con la
reivindicación 15, en la que:
- la goma de xantano tiene una viscosidad en el
intervalo de 1.400 a 1.650 mPa.s a una concentración de 1% en agua
con 1% de KCl y una viscosidad en el intervalo de 130 a 180 mPa.s a
una concentración de 0,2% en agua con 1% de KCl, midiéndose la
viscosidad preparando una solución salina de 1% del producto
añadiendo lentamente una mezcla seca de 3,0 gramos del producto y
3,0 gramos de cloruro potásico a 250 ml de agua destilada en un vaso
de 400 ml, agitando a 800 rpm usando un agitador del tipo de hélice
de ángulo de paso pequeño, añadiendo 44 ml adicionales de agua
destilada, lavando las paredes del vaso y continuando la agitación a
800 rpm durante dos horas y, al término de este período, ajustando
la temperatura de la solución a 25ºC, agitando vigorosamente a mano
con un movimiento vertical para eliminar efectos tixotrópicos o de
sedimentación y midiendo inmediatamente la viscosidad usando un
viscosímetro Brookfield modelo LV a 60 rpm con un eje número 3,
y
- la goma guar tiene una viscosidad de por lo
menos 3.500 mPa.s después de 24 horas y de 2.800 mPa.s después de 30
minutos, midiéndose la viscosidad preparando una solución salina de
1% del producto añadiendo lentamente una mezcla seca de 3,0 gramos
del producto y 3,0 gramos de cloruro potásico a 250 ml de agua
destilada en un vaso de 400 ml, agitando a 800 rpm usando un
agitador del tipo de hélice de ángulo de paso pequeño, añadiendo 44
ml adicionales de agua destilada, lavando las paredes del vaso y
continuando la agitación a 800 rpm durante dos horas y, al término
de este período, ajustando la temperatura de la solución a 25ºC,
agitando vigorosamente a mano con un movimiento vertical para
eliminar efectos tixotrópicos o de sedimentación y midiendo
inmediatamente la viscosidad usando un viscosímetro Brookfield
modelo LV a 60 rpm con un eje número 3.
17. Combinación absorbente que comprende un
miembro seleccionado de:
- (a)
- un absorbente en partículas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
- (b)
- una composición absorbente de acuerdo con la reivindicación 14, y
- (c)
- una composición absorbente de acuerdo con la reivindicación 15
con un
vehículo.
18. Una combinación absorbente de acuerdo con la
reivindicación 17, en la que el vehículo se selecciona de tejidos
unidos químicamente y depositados por aire, telas no tejidas
depositas en húmedo, tejidos hidroentrelazados y estructuras
sopladas en estado fundido y estratificadas.
19. Disco absorbente para el pecho, almohadilla
para alimentos, compresa personal, protector absorbente de camas,
producto de incontinencia para adultos, pañal desechable, pañal no
desechable, calzoncillos, producto de higiene femenina o vendaje que
incorpora una cantidad sustancial de un absorbente en partículas de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2.
20. Disco absorbente para el pecho, almohadilla
para alimentos, compresa personal, protector absorbente de camas,
producto de incontinencia para adultos, pañal desechable, pañal no
desechable, calzoncillos, producto de higiene femenina o vendaje que
incorpora una cantidad sustancial de una composición absorbente
seleccionada de:
- (a)
- una composición absorbente de acuerdo con la reivindicación 14, y
- (b)
- una composición absorbente de acuerdo con la reivindicación 15.
21. Pañal que consiste en:
- -
- una primera capa externa permeable a fluidos fisiológicos,
- -
- una matriz central hecha esencialmente de un material absorbente, y
- -
- una segunda capa externa impermeable a fluidos fisiológicos y a agregados formados por los citados fluidos fisiológicos con el material absorbente presente en la matriz central que está dispuesta entre las dos capas externas,
en el que el material absorbente
presente en la matriz central consiste en 2 a 27% en peso (referido
al peso total del material absorbente presente en la matriz) de un
absorbente que se selecciona
de:
- (a)
- absorbentes en partículas para la absorción de líquidos, que comprenden partículas seleccionadas de partículas de polisacáridos vítreos y partículas de polisacáridos vítreos que ocluyen, en su estructura interna, por lo menos un tensioactivo, teniendo las citadas partículas un tamaño de hasta 620 \mum y teniendo por lo menos el 70% de las citadas partículas una estructura vítrea y teniendo además
- 30 a 45% de las citadas partículas un tamaño comprendido entre 620 y 420 \mum,
- 35 a 55% de las citadas partículas un tamaño comprendido entre 420 y 210 \mum y
- 5 a 25% de las citadas partículas un tamaño menor que 210 \mum,
- (b)
- composiciones absorbentes que comprenden
- 77 a 83% de un absorbente en partículas de líquidos de acuerdo con el párrafo (a) anterior,
- 15 a 17% de una carboximetilcelulosa insoluble, en la que la carboximetilcelulosa insoluble tiene una viscosidad en el intervalo de 7.000 a 12.00 mPa.s, y
- 2 a 6% de una carboximetilcelulosa de viscosidad alta, en la que la carboximetilcelulosa de viscosidad alta tiene una viscosidad en el intervalo de 1.500 a 2.500 mPa.s,
- (c)
- composiciones absorbentes que comprenden:
- 79 a 92% de un absorbente en partículas de líquidos de acuerdo con el párrafo (a) anterior,
- 4 a 10,5% de una goma de xantano y
- 4 a 10,5% de una goma guar;
y
- (d)
- mezclas de por lo menos un absorbente en partículas de acuerdo con el párrafo (a) anterior con por lo menos una composición absorbente de acuerdo con el párrafo (b) y/o (c),
seleccionándose la parte restante
del material absorbente de la citada matriz central de fibras
naturales, fibras semisintéticas, fibras sintéticas, pasta de
madera, fibras de celulosa, algodón, turba y mezclas de las
mismas.
22. Uso del absorbente en partículas de acuerdo
con la reivindicación 1 ó 2, solo o combinado con aditivos y
añadidos, como absorbentes de líquidos polares y de fluidos
fisiológicos.
23. Uso de acuerdo con la reivindicación 22, en
el que los citados fluidos tienen un pH en el intervalo de 2 a
11.
24. Uso de acuerdo con la reivindicación 22, en
el que los fluidos se seleccionan del grupo formado por agua y
mezclas de agua con por lo menos un disolvente soluble en agua.
25. Uso de acuerdo con la reivindicación 24, en
el que el disolvente soluble en agua se selecciona del grupo formado
por un alcohol, una cetona, orina y suero sanguíneo.
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