ES2294205T3 - Articulo absorbente con componentes suaves y elasticos a dos caras. - Google Patents
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Abstract
Un artículo absorbente que tiene un compuesto, incluyendo el compuesto: un primer material no elástico parecido a tela; un segundo material no elástico parecido a tela; y una capa elástica situada entre el primer material no elástico parecido a tela y el segundo material no elástico parecido a tela, teniendo la capa una elongación a rotura de al menos 50%, y teniendo el compuesto una elasticidad sustancialmente igual a la elasticidad de la capa elástica, habiéndose estirado el compuesto para romper los materiales no elásticos parecidos a tela primero y segundo.
Description
Artículo absorbente con componentes suaves y
elásticos a dos caras.
Esta solicitud de patente reivindica prioridad
por la Solicitud de Patente provisional de Estados Unidos número
60/334.913, presentada el 30 de noviembre de 2001 titulada
"Artículo absorbente con componentes suaves y elásticos de dos
caras".
La invención se refiere en general a artículos
absorbentes y no absorbentes, y más en concreto a artículos
absorbentes y no absorbentes incluyendo un componente elástico que
se desea que sea suave.
Los diseñadores de artículos absorbentes y no
absorbentes se esfuerzan por mejorar la sensación táctil de los
materiales, aumentar la transpirabilidad del artículo, y mejorar el
tacto. Los diseñadores también desean mejorar el ajuste de
artículos incorporando zonas elásticas, paneles, u otros componentes
elásticos. Sin embargo, los materiales que tienen una sensación
táctil y tacto agradables son generalmente no elásticos, y los
materiales que son elásticos no tienen generalmente una sensación
táctil y tacto agradables. Por lo tanto, existe una dicotomía entre
proporcionar elasticidad y proporcionar una sensación y tacto
agradables.
Las Patentes de Estados Unidos números
5.143.679, 5.156.793 y 5.167.897 de Weber y colaboradores, así como
5.921.973 de Newkirk y colaboradores, describen métodos para estirar
incrementalmente una porción de un artículo construido de un
laminado de un material no elástico que tiene un tacto agradable y
un material elástico, teniendo el estiramiento la finalidad de
impartir elasticidad al laminado. Más en concreto, estos métodos
estiran el laminado pasando el laminado entre rodillos dentados
engranados. Cuando se quita la fuerza de estiramiento, el laminado
se retrae, haciendo que la capa no elástica se frunza o aumente de
volumen. El laminado resultante tiene limitada elasticidad. Dado
que las fibras de la capa no elástica permanece sin romperse, el
laminado elástico se estira fácilmente hasta el punto donde se
estiró previamente. A continuación, el laminado resiste fuertemente
el estiramiento adicional, porque la capa no elástica debe ser
estirada para que el laminado siga estirándose. Además, el laminado
Weber no es perforado o transpirable.
Se describe otro laminado en las Patentes de
Estados Unidos números 5.422.172, 5.592.690, 5.634.216 y 5.861.074
de Wu. Wu describe en estas patentes un método que es muy similar al
método de Weber, a excepción de que Wu estira una hoja laminada
completa. La hoja es un laminado de una capa elástica que se lamina
por extrusión a una capa no elástica no tejida. La hoja laminada se
estira con rodillos dentados engranados, y a continuación se puede
estirar elásticamente hasta 150% de su longitud original. Como con
el laminado de Weber, el laminado de Wu aumenta de volumen después
del estiramiento, indicando que las fibras permanecen sin romperse.
Por lo tanto, el laminado de Wu se estira fácilmente solamente
hasta el punto al que se estiró originalmente (aquí hasta 150% de
su longitud original), porque está limitado por las fibras sin
romper de la capa no elástica no tejida. El laminado de Wu no
está
perforado.
perforado.
Además de la sensación y tacto de los materiales
usados en artículos, a menudo es importante que los materiales sean
transpirables. La transpirabilidad preocupa menos en las lengüetas
laterales, orejetas elásticas y otros sujetadores, tal como los
descritos en la Patente de Estados Unidos número 6.255.236, puesto
que está en paneles laterales, que se adaptan íntimamente al cuerpo
del usuario. Las películas elásticas perforadas o de otro modo
permeables a los gases permiten la transpirabilidad de la película
manteniendo al mismo tiempo buena adaptabilidad. Adicionalmente,
las capas elásticas transpirables permiten la evaporación de la
transpiración y aumentan la circulación de aire dentro del artículo
absorbente. La circulación de aire es especialmente beneficiosa,
porque reduce la sensación de pegajoso que experimentan muchos
usuarios durante el uso. Cuando se mejora la elasticidad, aumenta
la adaptabilidad del artículo, y así cada vez es más importante que
el artículo sea transpirable dado que no puede escapar aire entre
el artículo y la piel del usuario. Ninguno de los laminados
descritos en las patentes de Weber y de Wu están perforados.
Consiguientemente, se necesita un compuesto
elástico mejorado que no se limite por la no elasticidad de las
capas, pero que tenga una sensación y tacto agradables. Además, se
necesita un compuesto elástico con sensación y tacto agradables,
así como transpirabilidad.
La presente invención se refiere a un compuesto
suave y elástico de dos caras. El compuesto incluye un primer
material no elástico parecido a tela, un segundo material no
elástico parecido a tela, y una capa elástica entre el primer
material no elástico parecido a tela y el segundo material parecido
a tela, teniendo la película elástica una elongación a rotura de al
menos 50%, y teniendo el compuesto una elasticidad sustancialmente
igual a la elasticidad de la capa elástica.
La invención también se refiere a un artículo
absorbente que tiene un compuesto, incluyendo un primer material no
elástico parecido a tela, un segundo material no elástico parecido a
tela, una capa elástica situada entre el primer material no
elástico parecido a tela y el segundo material no elástico parecido
a tela, teniendo la capa elástica una elongación a rotura de al
menos 50%, y teniendo el compuesto una elasticidad sustancialmente
igual a la elasticidad de la capa elástica.
La invención también se refiere a un artículo no
absorbente que tiene un compuesto incluyendo un primer material no
elástico parecido a tela, un segundo material no elástico parecido a
tela, una capa elástica entre el primer material no elástico
parecido a tela y el segundo material no elástico parecido a tela,
teniendo la capa elástica una elongación a rotura de al menos 50%,
y teniendo el compuesto una elasticidad sustancialmente igual a la
elasticidad de la capa elástica.
La invención también abarca un método de hacer
un laminado elástico, incluyendo unir un primer material no
elástico parecido a tela a un primer lado de una capa elástica, unir
un segundo material no elástico parecido a tela a un segundo lado
de la capa elástica, pasar el laminado a través de rodillos dentados
engranados y romper el primer material no elástico parecido a tela
y el segundo material no elástico parecido a tela.
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Estas y otras características, aspectos, y
ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia
a la descripción siguiente, las reivindicaciones, y los dibujos
donde:
Las figuras 1A y 1B son vistas en sección
transversal de dos compuestos suaves y elásticos de dos lados,
perforados, ejemplares construidos según la invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal
de otro compuesto suave y elástico de dos caras ejemplar construido
según la invención.
La figura 3A es un esquema de un proceso de
fabricación ejemplar para uso al producir un compuesto suave y
elástico de dos caras según la invención.
La figura 3B es un esquema de una porción
alternativa del proceso de fabricación ejemplar de la figura 3A.
La figura 4 es un esquema de otro proceso de
fabricación ejemplar para uso al producir un compuesto suave y
elástico de dos caras según la invención.
La figura 5 es un artículo ejemplar que
incorpora sujetadores construidos con un compuesto suave y elástico
de dos caras según la invención.
La figura 6 es un artículo ejemplar que
incorpora paneles laterales construidos con un compuesto suave y
elástico de dos caras según la invención.
La figura 7 es un artículo ejemplar no
absorbente construido con un compuesto suave y elástico de dos caras
según la invención.
La figura 8 es una vista en sección transversal
de un artículo ejemplar absorbente construido con un compuesto
suave y elástico de dos caras según la invención.
Y la figura 9 es una vista de una hoja superior
de un artículo absorbente construido con un compuesto suave y
elástico de dos caras según la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En el sentido en que se usa aquí, el término
"sustancialmente" significa que una propiedad o parámetro dado
puede variar al menos aproximadamente 20% del valor indicado.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"zonas que rodean inmediatamente la región de máxima descarga de
fluido" denota un área superficial que rodea la región de máxima
descarga de fluido (por ejemplo, líquido) y/o residuo sólido y que
se extiende aproximadamente 1 pulgada en todas las direcciones desde
dicha región. Los términos "periferia", "zonas
periféricas" o "zonas periférica a" denotan el área
superficial distinta de la zona de máxima descarga de fluido y las
zonas que la rodean inmediatamente.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"permeabilidad" se refiere a la permeabilidad de un material a
un vapor o líquido.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"unión ultrasónica" significa un proceso realizado, por
ejemplo, pasando el tejido entre una bocina sónica y un rodillo
yunque como se ilustra en la Patente de Estados Unidos número
4.374.888 de Bornslaeger o en la Patente de Estados Unidos número
5.591.278 de Goodman y colaboradores. En un método ejemplar de
unión ultrasónica, las varias capas que se han de unir conjuntamente
son alimentadas simultáneamente a la línea de contacto de unión de
una unidad ultrasónica. Varias de estas unidades están disponibles
comercialmente. En general, estas unidades producen energía
vibracional de alta frecuencia que funde componentes termoplásticos
en los lugares de unión dentro de las capas y los une conjuntamente.
Por lo tanto, la cantidad de energía inducida, la velocidad a la
que los componentes combinados pasan a través de la línea de
contacto, el intervalo en la línea de contacto, así como el número
de lugares de unión determinan la extensión de adhesión entre las
varias capas. Se puede obtener frecuencias muy altas, y las
frecuencias de más de 18.000 cps (ciclos por segundo) se denominan
en general ultrasónicas, dependiendo de la adhesión deseada entre
varias capas y la opción de material, las frecuencias de sólo 5.000
cps o incluso más bajas pueden producir un producto aceptable.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"unión por puntos" significa unir uno o más tejidos en una
pluralidad de puntos discretos. Por ejemplo, unión térmica por
puntos implica generalmente pasar una o más capas a unir entre
rodillos calentados, por ejemplo, un rodillo con dibujo en relieve y
un rodillo de calandra liso. El rodillo en relieve tiene un dibujo
de alguna forma de modo que todo el tejido no se una en toda su
superficie, y el rodillo de calandra es generalmente liso. Como
resultado, se han desarrollado varios dibujos para rodillos en
relieve por razones tanto estéticas como funcionales.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"barrera" significa una película, laminado u otro tejido que
es sustancialmente impermeable a la transmisión de líquidos y que
resiste preferiblemente una hidrocarga de al menos 50 milibares
(mbar) de agua. Hidrocarga en el sentido en que se usa aquí se
refiere a una medida de las propiedades de barrera a los líquidos
de un tejido. Sin embargo, se deberá indicar que los tejidos
barrera de la invención pueden tener un valor de hidrocarga superior
a 80 mbar, 150 mbar o incluso 300 mbar de agua.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"transpirable" se refiere a un material que es permeable a
vapor de agua, que tiene una tasa mínima de transmisión de vapor de
agua (WVTR) de aproximadamente 300 g/m^{2}/día (24 horas). La
WVTR de un tejido da una indicación de lo cómodo que será un tejido
al llevarlo puesto. La WVTR se puede medir según ASTM
E96-00. A menudo, las aplicaciones de barreras
transpirables tienen típicamente WVTRs más altas, y los laminados
transpirables de la presente invención pueden tener WVTRs superiores
a aproximadamente 800 g/m^{2}/día, 1500 g/m^{2}/día, o incluso
superiores a 3000 g/m^{2}/día.
En el sentido en que se usa aquí,
"monolíticamente transpirable" se refiere a un material que es
transpirable al menos en parte a causa de su composición
química.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"extensible" se refiere a un material que, a la aplicación de
una fuerza de empuje, se puede alargar o estirar al menos en una
dirección.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"elástico" significa un material que, a la aplicación de una
fuerza de empuje, es estirable, es decir extensible, a una longitud
estirada de preferiblemente al menos 150% de su longitud relajada
no sometida a empuje, y que recuperará al menos 50% de su elongación
a la liberación de la fuerza de elongación.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"estiramiento permanente" significa la cantidad de estirar que
queda después de la eliminación de una fuerza de empuje expresado
como porcentaje de la longitud original: estiramiento permanente
(%) = ((longitud final - longitud original) x 100) / longitud
original.
Un ejemplo hipotético sería una muestra de 1,00
pulgada de largo de un material que es elongable a 1,50 pulgadas y
que, a la liberación de la fuerza de empuje, volverá a una longitud
de 1,25 pulgadas. Esta muestra tiene un "estiramiento
permanente" de 25%.
En el sentido en que se usa aquí, los términos
"inelástico" y "no elástico" se refieren a cualquier
material que no caiga dentro de la definición anterior de
"elástico".
En el sentido en que se usa aquí, el término
"prenda" significa cualquier tipo de atuendo destinado a
llevarse puesto. Incluye, entre otras cosas, trajes y monos
industriales de trabajo, ropa interior, calzones, camisetas,
camisas, guantes, calcetines y análogos.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"producto de control de infecciones" significa artículos para
medicina, e incluye, entre otras cosas, batas y ropa quirúrgica,
mascarillas faciales, gorros, tapones y campanas quirúrgicos,
protectores de calzado, cubiertas de botas y zapatillas, apósitos
para heridas, vendas, compresas de esterilización, paños, prendas
de vestir como batas de laboratorio, monos, delantales y camisas,
ropa de cama de pacientes, sábanas de camilla y palangana, y
análogos.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"cubierta protectora" significa una cubierta para varios
artículos, por ejemplo, vehículos tal como coches, camiones,
barcos, aviones, motocicletas, bicicletas, carros de golf, etc,
cubiertas para equipo que a menudo se deja a la intemperie como
rejillas, equipo de patio y jardinería (cortacésped, motocultores,
etc) y muebles de jardín, así como cubierta de suelos, manteles y
cubiertas de zonas de pinic.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"artículos absorbentes" significa artículos que absorben y
contienen fluidos corporales y otros exudados corporales. Más
específicamente, un artículo absorbente incluye prendas de vestir
que se ponen sobre contra o cerca del cuerpo de un usuario para
absorber y contener los varios exudados descargados de un cuerpo.
Una lista no exhaustiva de ejemplos incluye compresas, pantalones de
entrenamiento, calzones absorbentes, productos de incontinencia
para adultos, y productos higiénicos femeninos.
En el sentido en que se usa aquí, el término
"artículos no absorbentes" significa artículos no destinados a
ser utilizados para absorber fluidos. Una lista no exhaustiva de
ejemplos incluye prendas de vestir, cubiertas protectoras, y
productos para control de infecciones.
En el sentido en que se define aquí, "tasa de
estiramiento" o "I/w" es la relación de la longitud
deformada a la longitud original de una muestra estirada. En el
contexto de un dispositivo dentado engranado (IMG), es la distancia
entre la línea central de los dientes de engranaje "w" y la
longitud más larga experimentada por el laminado mientras es
estirado entre los dientes de engranaje "I", que tiene lugar a
la profundidad de enganche máxima. Una definición equivalente
es:
Tasa de
estiramiento = longitud deformada / longitud
original
En el sentido en que se define aquí
"elongación porcentual" es:
- Elongación porcentual = (aumento de la longitud de la muestra x 100) / longitud original
o
- Elongación porcentual = (Tasa de estiramiento -1) x 100.
Con referencia primero a la figura 1A se ilustra
un compuesto suave y elástico de dos caras 10 para uso en un
artículo absorbente o no absorbente. El compuesto suave y elástico
de dos caras 10 tiene un primer material no elástico 12 en una
superficie de una capa elástica 14, y un segundo material no
elástico 16 en una superficie opuesta de la capa elástica 14.
En una realización ejemplar, la capa elástica 14
es una película coextrusionada que tiene un núcleo elástico 18, una
primera capa de revestimiento 20 y una segunda capa de revestimiento
22 en las superficies exteriores del núcleo elástico 18. Sin
embargo, cae dentro del alcance de la invención usar otras
configuraciones de capas elásticas. La capa elástica 14 puede tener
una elongación a rotura del orden de 50% a más de 700%.
Si se desea que el compuesto 10 sea
transpirable, la capa elástica 14 puede tener agujeros 24 que pasan
a través del núcleo elástico 18 y de las capas del revestimiento
20, 22. Las figuras 1A y 1B ilustran compuestos ejemplares 10 que
tienen agujeros 24. La figura 2 ilustra una realización ejemplar
alternativa donde el compuesto 10 no tiene agujeros. La capa
elástica 14 también se puede hacer de un material no transpirable y
material de relleno (tal como carbonato de calcio, talco u otros
materiales conocidos en la técnica) que se hacen transpirables por
estiramiento para crear vacíos de interconexión alrededor de las
partículas de relleno, o un material monolíticamente transpirable,
de modo que una realización no perforada, tal como la de la figura
2, todavía pueda ser transpirable.
La capa elástica 14 se puede hacer de
cualesquiera materiales adecuados elásticos como materiales
poliméricos naturales o sintéticos. Los ejemplos de polímeros
adecuados incluyen polietilenos de baja cristalinidad, polietileno
de baja cristalinidad catalizado con metaloceno, copolímeros de
etileno acetato de vinilo (EVA), poliuretano, poliisopreno,
copolímeros de butadieno-estireno, copolímeros
bloque de estireno tal como estireno/isopreno/estireno (SIS),
estireno/butadieno/estireno (SBS), o copolímeros bloque de
estireno/etileno-butadieno/estireno (SEBS). Las
mezclas de estos polímeros solos o con otros materiales elásticos o
no elásticos de modificación también se contemplan como útiles en
la presente invención. En algunas realizaciones preferidas, los
materiales elastoméricos pueden incluir materiales elastoméricos de
alto rendimiento tales como copolímeros bloque elastoméricos. Un
ejemplo de un copolímero bloque elastomérico adecuado se vende bajo
la denominación comercial KRATON, marca comercial registrada de
Shell Oil Company.
Los materiales no elásticos 12, 16 se eligen
para proporcionar un tacto parecido a tela, es decir, un tacto
fibroso que es suave y/o sedoso. No es necesario que los materiales
no elásticos 12, 16, aunque sean fibrosos, proporcionen un tacto
parecido a tela. En la realización ejemplar, los materiales no
elásticos 12, 16 son láminas no tejidas cardadas o hiladas. Sin
embargo, cae dentro del alcance de la invención utilizar otros
materiales no elásticos, incluyendo, aunque sin limitación, hojas no
tejidas fundidas por soplado y tendidas al aire y telas
tejidas.
\newpage
Los materiales no elásticos se pueden hacer de
cualesquiera materiales adecuados. Una lista no exhaustiva de
materiales adecuados incluye poliéster, polietileno, polipropileno,
y otros homopolímeros y copolímeros de poliolefina, resinas
poliméricas acrílicas y sus mezclas multicapa, rayón, algodón,
celulosa, y mezclas de cualquiera de los anteriores. En una
realización ejemplar, el primer material no elástico 12 se elige de
modo que tenga una elongación a rotura diferente de la elongación a
rotura del segundo material no elástico 16. Las propiedades
restantes pueden ser sustancialmente las mismas.
Con referencia a la figura 3, ahora se
explicarán métodos ejemplares de hacer el compuesto 10 de la
invención. Al hacer el compuesto 10, la capa elástica 14 es
extrusionada (en una capa elástica de un solo componente 14) o
coextrusionada (en una capa elástica 14 que tiene un núcleo 18 y
capas de revestimiento 20, 22) de un troquel de película 30 a una
etapa de unión 32a o 32b donde el primer material no elástico 12 se
une a la capa elástica 14. El primer material no elástico 12 se
puede fijar a la capa elástica 14 usando varias técnicas conocidas
en la técnica. La etapa de unión 32a es un proceso de laminado en
vacío, tal como el proceso de laminado en vacío descrito en la
Patente de Estados Unidos número 5.733.628 de James Pelkie, y puede
ser usado para producir una capa elástica perforada tridimensional
14 como se representa en la figura 1A. Según el método descrito en
Pelkie, la capa elástica 14 en un estado fundido o semifundido se
pasa sobre un tambor de laminado en vacío 34, por ejemplo un tamiz
de vacío, juntamente con el primer material no elástico 12. El
primer material no elástico 12 se pone en contacto con una
superficie de la capa elástica 14 por un rodillo de choque 36. La
presión baja dentro del tambor de laminado en vacío 34 arrastra
porciones de la capa elástica 14 parcialmente al tambor 34. Las
porciones empujadas al tambor 34 imparten una forma tridimensional a
la capa elástica 14 (en vez de su forma sustancialmente plana
bidimensional extrusionada) y eventualmente rotura para formar
agujeros 24 (representados en la figura 1A). Después de perforar la
capa elástica 14, la presión baja dentro del tambor 34 también
mantiene el primer material no elástico 12 en contacto con el
material elástico 14 cuando la capa elástica 14 se enfría,
permitiendo por ello que el primer material no elástico 12 se una a
la capa elástica 14. No se necesita adhesivo. La utilización de la
etapa de unión 32a crea un compuesto tridimensional transpirable
10.
Alternativamente, el primer material no elástico
12 se puede poner en contacto con el tambor de laminado en vacío
34, y la capa elástica fundida o semifundida 14 se puede recubrir
sobre el material no elástico 12 enfrente del tambor de laminado en
vacío 34. En este caso, no se forman agujeros en la capa elástica 14
y el compuesto 10 se asemejará a la figura 2.
En una etapa de unión alternativa 32b, el primer
material no elástico 12 y el material elástico 14 se unen usando un
sistema de unión por puntos, tal como un sistema térmico o
ultrasónico, un adhesivo, o por otros métodos conocidos en la
técnica. En cada uno de estos sistemas, la capa elástica 14 se pone
en contacto con el primer material no elástico 12 con rodillos 38.
Los rodillos 38 pueden ser un rodillo con dibujo y un rodillo liso
(es decir, unión térmica), bocina sónica y rodillo yunque (es decir,
unión ultrasónica), u otros tipos de rodillos. La utilización de la
etapa de unión 32b no crea necesariamente un compuesto transpirable
o tridimensional 10, porque los procesos de unión de la etapa de
unión 32b no implican perforar la capa elástica 14 o formar la capa
elástica 14 en una forma tridimensional. Si se desea lograr una capa
elástica tridimensional 14 y/o una capa elástica perforada 14, se
debe realizar procesos separados de formación y/o perforación. Por
ejemplo, la capa elástica 14 puede ser perforada mecánicamente, por
ejemplo, perforando la capa elástica con pasadores calentados o no
calentados (que se explican más adelante).
En un método ejemplar, el segundo material no
elástico 16 se introduce a contacto con una superficie de la capa
elástica unida 14 enfrente de la superficie en la que se une el
primer material no elástico 12. El segundo material no elástico 16
se puede unir a la capa elástica 14 con adhesivo, por un método de
unión por puntos tal como unión térmica o ultrasónica, o por otros
métodos conocidos en la técnica.
Con referencia brevemente a la figura 4, uno o
ambos del primer material no elástico 12 y el segundo material no
elástico 16 pueden ser laminados por extrusión con la capa elástica
14. En un proceso de laminado por extrusión, la capa elástica 14 es
extrusionado a la línea de contacto de rodillos 40 juntamente con
uno o ambos del primer material no elástico 12 y el segundo
material no elástico 16. Dado que la capa elástica 14 está fundida o
semihundida, se une con el primer material no elástico 12 y/o el
segundo material no elástico 16 cuando se enfría. Además, uno o
ambos rodillos 40 pueden ser enfriados para templar la capa elástica
14. Como sucede con la etapa de unión 32b, el laminado por
extrusión no imparte agujeros o una forma tridimensional a la capa
elástica 14. Por lo tanto, si se desea que la capa elástica 14 tenga
una forma tridimensional y/o agujeros, se debe realizar procesos de
formación y/o perforación separados. La figura 4 también ilustra un
proceso ejemplar para perforar el compuesto usando pasadores
calentados o no calentados que perforan el compuesto 10. El
compuesto resultante 10 se asemejará a la figura 1B.
Con referencia de nuevo a la figura 3, después
de unir el primer material no elástico 12 y el segundo material no
elástico 16 a la capa elástica 14, el compuesto 10 se estira para
romper los materiales no elásticos 12, 16. La figura 3 ilustra el
estiramiento del compuesto 10 usando rodillos dentados engranados
calentados o no calentados (IMG) 42; sin embargo, también son
aceptables otros métodos de estirar el compuesto 10, tal como
orientación en la dirección de la máquina (MDO) y ensanchado. Los
rodillos IMG 42 tienen dientes circunferencialmente orientados (no
representados específicamente) que engranan y por ello estiran el
compuesto 10 cuando pasa a través de los rodillos 42. La dirección
de movimiento del compuesto 10 a través de los rodillos IMG 42 se
denomina comúnmente la dirección de la máquina. Los rodillos IMG 42
estiran el compuesto 10 y rompen el primer material no elástico 12
y el segundo material no elástico 16 en una dirección
sustancialmente perpendicular a la dirección de la máquina, en
otros términos, la dirección transversal. Cae dentro del alcance de
esta invención estirar alternativamente el compuesto 10 y romper
los materiales no elásticos 12, 16 en la dirección de la máquina.
Además, porciones limitadas del compuesto 10 pueden ser estiradas
independientemente para crear zonas locales de material
elásticamente recuperable.
En una realización donde el primer material no
elástico 12 tiene una elongación a rotura diferente de la del
segundo material no elástico 16, el no elástico se romperá antes que
el otro cuando se estire el compuesto 10. Dado que los materiales
no elásticos 12, 16 no se rompen simultáneamente, la fuerza máxima
necesaria para estirar el compuesto 10 y romper las capas no
elásticas es menor que si las capas no elásticas se rompiesen a la
misma elongación. Esto es deseable porque muchos dispositivos de
estiramiento, por ejemplo los rodillos IMG 42, pueden no ser capaces
de aplicar la
fuerza necesaria para romper simultáneamente el primer material no elástico 12 y el segundo material no elástico 16.
fuerza necesaria para romper simultáneamente el primer material no elástico 12 y el segundo material no elástico 16.
El compuesto resultante 10 es suave y elástico.
A causa de los materiales no elásticos rotos, el compuesto 10 se
puede alargar pasado el punto de elongación incremental y no se
limita por el módulo de estiramiento de los materiales no
elásticos. En otros términos, la elongación del laminado dependerá
primariamente de la capa elástica, y por lo tanto se alargará
sustancialmente más allá de la tasa de estiramiento lograda por los
engranajes engranados.
La figura 5 ilustra un artículo ejemplar 50 que
incorpora el compuesto suave y elástico de dos caras 10 de la
invención en sujetadores 52. Los sujetadores 52 se han previsto para
fijar al menos parcialmente el artículo alrededor del cuerpo del
usuario. Aunque la figura ilustra un pañal o artículo para adultos
incontinentes usando sujetadores 52 de una configuración
particular, cae dentro del alcance de la invención usar el compuesto
10 en otras configuraciones de sujetadores en otros artículos
absorbentes y no absorbentes.
La figura 6 ilustra otro artículo ejemplar 60
que incorpora el compuesto suave y elástico de dos caras 10 de la
invención como paneles laterales elásticos 62. Los paneles laterales
62 permiten que el artículo se flexione y adapte al menos
parcialmente al cuerpo del usuario. Adicionalmente, el compuesto 10
puede estar configurado de manera que sea transpirable, incluyendo
agujeros 24 (que se ven mejor en la figura 1A o 1B) o materiales
monolíticamente transpirables, incrementando por ello la comodidad
del usuario al permitir el flujo de aire a través de los paneles
laterales 62. Aunque la figura ilustra un pañal o artículo para
adultos incontinentes usando paneles laterales 62 de una
configuración particular, cae dentro del alcance de la invención
usar el compuesto 10 en otras configuraciones de paneles laterales
en otros artículos absorbentes y no absorbentes.
La figura 7 ilustra un artículo ejemplar no
absorbente 70, en este caso una cubierta protectora para vehículo,
que incorpora el compuesto suave y elástico de dos caras 10. Cuando
se usa en un artículo no absorbente, el compuesto 10 puede estar
configurado de modo que sea transpirable, incluyendo agujeros 24
(que se ven mejor en la figura 1A o 1B), incluyendo materiales
monolíticamente transpirables, o incluyendo un material no
transpirable y material de relleno y estirándolo para crear vacíos
de interconexión alrededor de las partículas de relleno. El
artículo no absorbente 70 se puede hacer de una sola capa del
compuesto 10 o de múltiples capas incluyendo capas del compuesto 10
y otros materiales. Aunque la figura ilustra una cubierta
protectora, cae dentro del alcance de la invención usar el
compuesto 10 en otros artículos no absorbentes.
La figura 8 ilustra una vista en sección
transversal de un artículo ejemplar absorbente 80. El artículo
absorbente 80 tiene al menos una hoja superior 82 colocada mirando
al usuario, un núcleo absorbente 84, y una hoja trasera 86 colocada
mirando en dirección contraria al usuario. Se puede incluir otras
capas en esta construcción; sin embargo, solamente se representan
la hoja superior 82, el núcleo absorbente 84, y la hoja trasera 86
para claridad. El compuesto suave y elástico de dos caras 10 se
puede incorporar en la hoja superior 82 o la hoja trasera 86 solo o
en combinación con otras películas. Como una hoja trasera 86, es
deseable, aunque no necesario, que el compuesto 10 esté perforado.
Como una hoja superior 82, el compuesto 10 deberá tener agujeros 24
(que se ven mejor en la figura 1) para que los exudados puedan
pasar al núcleo absorbente 84. Opcionalmente, como se representa en
la figura 9, en una hoja superior 82, el primer material no elástico
12 se puede omitir inmediatamente alrededor de la zona de máxima
descarga de fluido con el fin de maximizar la transmisión de fluido
de la capa elástica 14, manteniendo al mismo tiempo el tacto suave
del material no elástico 12 en las zonas restantes.
El ejemplo 1 es un compuesto construido con una
primera capa (primer material no elástico) que es un material no
tejido hilado de 15 gsm (gramos por metro cuadrado) de BBA
Nonwovens, que se puede obtener comercialmente como
FPN-639. La segunda capa (capa elástica) es una capa
elástica perforada coextrusionada gruesa de 68,6 \mum (2,4
milésimas de pulgada) que tiene dos capas de revestimiento de
polietileno no elásticas de 3,8 \mum (0,15 milésima de pulgada)
de grosor y un núcleo elástico de 61,0 \mum (2,4 milésimas de
pulgada) de grosor. Los agujeros están dispuestos en una serie
cuadrada con 787,4 agujeros por metro lineal en una configuración
cuadrada (619.998,8 agujeros por metro cuadrado, malla 20, 20
agujeros por pulgada lineal, 400 agujeros por pulgada cuadrada) que
proporciona una zona abierta de aproximadamente 10%. La tercera capa
(segunda capa no elástica) es un no tejido cardado de 20 gsm de BBA
Nonwowens, que se puede obtener comercialmente como
FPN-337D. Las capas primera y segunda se unen usando
el proceso de laminado en vacío según las ideas de la patente de
Pelkie. El bilaminado (las capas primera y segunda) se une entonces
a la tercera capa en un proceso de laminado adhesivo usando
adhesivo sensible a la presión fundido en caliente que se puede
obtener comercialmente de National Starch Company, como Easy Melt
34-563 A. El laminado se estira pasándolo una vez
entre un par de rodillos dentados circunferencialmente ranurados
engranados que proporcionan una tasa de estiramiento de 4,60 (360%
de elongación) a una velocidad de 30,5 mpm (metros por minuto) (100
ppm (pies por minuto)).
El ejemplo 2 consta de los mismos materiales que
el ejemplo 1 y se hizo usando los mismos procesos que en el ejemplo
1, a excepción de que los rodillos dentados engranados operaron a
una velocidad superficial de 15,2 mpm
(50 ppm).
(50 ppm).
El estiramiento incremental para romper las
fibras de las capas primera y tercera logró un resultado no
anticipado en el que ambos laminados pueden resistir una elongación
de más de 700% sin experimentar rasgado, u otro fallo, de la capa
elástica.
Las propiedades elásticas de los laminados
resultantes se exponen en la tabla 1. Para referencia, a
continuación se exponen los métodos de prueba usados para medir los
valores en las tablas 1-5.
Las propiedades de tracción (resistencia a la
tracción en rotura, elongación a rotura y elongación a carga de 198
N/m) se determinaron estirando un espécimen de 25,4 mm (1,00
pulgada) de ancho con una longitud calibrada de 50,8 mm (2,00
pulgada) a 50,8 mm/min (2,00 pulgada/min) usando agarres
lineales.
La "Carga @ 100%" y "Carga @ 30% Rc2"
se midieron en la dirección transversal. "Carga @ 30% Rc2" es
la carga sostenida por una muestra de 25,4 mm (1,00 pulgada) de
ancho con una longitud calibrada de 25,4 mm (1,00 pulgada) después
de la secuencia de estiramiento siguiente. La muestra se estira a
500% de deformación a 12,7 mm/min (0,50 pulgada/min),
inmediatamente se deja relajar a 12,7 mm/min (0,50 pulgada/min) a 0%
de extensión, y mantuvo a 0% de extensión durante 60 segundos. La
muestra se estira entonces a 200% de deformación a 254 mm/min (10,00
pulgada/min), se mantiene a 200% de deformación durante 30
segundos, y después se deja relajar a 254 mm/min (10,00
pulgada/min) a 0% de extensión y se mantiene durante 30 segundos. A
continuación, la muestra se estira a 200% de deformación a 254
mm/min (10,00 pulgada/min), se mantiene a 200% de deformación
durante 30 segundos, y deja relajar a 254 mm/min (10,00
pulgada/min). Entonces se indica la carga a 30% de deformación.
El estiramiento permanente se obtiene estirando
una muestra de 25,4 mm (1,00 pulgada) de ancho con una longitud
calibrada de 25,4 mm (1,00 pulgada) a 200% de elongación a 254
mm/min (10,00 pulgada/min), manteniendo la muestra a 200% de
elongación en 30 segundos, dejando que la muestra se relaje a 254
mm/min (10,00 pulgada/min) a 0% de extensión, manteniendo la
muestra a 0% de extensión durante 30 segundos, estirando entonces la
muestra a 254 mm/min (10,00 pulgada/min). El estiramiento
permanente se registra a la elongación a la que se mide una carga
no cero.
\vskip1.000000\baselineskip
El ejemplo 3 tiene los mismos materiales que el
ejemplo 1 y se hizo usando los mismos procesos que el ejemplo 1, a
excepción de que el grosor del núcleo elástico se redujo de 61,0 a
53,3 \mum (2,4 a 2,1 milésima de pulgada), reduciendo así el
grosor de la capa elástica a 61,0 \mum (2,4 milésimas de
pulgada).
El ejemplo 4 tiene los mismos materiales que el
ejemplo 1 y se hizo usando los mismos procesos que el ejemplo 1, a
excepción de que el grosor del núcleo elástico se incrementó de 61,0
a 71,1 \mum (2,4 a 2,8 milésimas de pulgada), incrementando así
el grosor de la capa elástica a 78,7 \mum (3,1 milésima de
pulgada). La tasa de estiramiento era 4,28 (328%) (frente a 4,60
(360%) del ejemplo 1) y los rodillos dentados engranados operaron a
una velocidad superficial de 15,2 mpm (50 ppm).
El estiramiento incremental para romper las
fibras de las capas primera y tercera logró un resultado no
anticipado en el que ambos laminados pueden resistir una elongación
superior a 700%.
Las propiedades elásticas de los laminados
resultantes se exponen en la tabla 2 siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
El ejemplo comparativo 5 es un laminado de una
primera capa que es un no tejido cardado de 20 gsm de BBA Nonwowens,
que se puede obtener comercialmente como FPN-337D,
una segunda capa que es una capa elástica perforada coextrusionada
de 78,7 \mum (3,1 milésimas de pulgada) de grosor que tiene dos
capas de revestimiento de polietileno no elásticas de 3,8 \mum
(0,15 milésima de pulgada) de grosor y un núcleo elástico de 71,1
\mum (2,8 milésimas de pulgada), y una tercera capa de un no
tejido cardado de 20 gsm de BBA Nonwowens, que se puede obtener
comercialmente como FPN-337D. Los agujeros de la
segunda capa se disponen en una serie cuadrada con 787,4 agujeros
por metro lineal que proporciona una zona abierta de
aproximadamente 10%. Las capas primera y segunda se unen en un
proceso de laminado en vacío según las ideas de la patente de
Pelkie. El bilaminado se une entonces a la tercera capa en un
proceso de laminado adhesivo usando adhesivo sensible a la presión
caliente fundido que se puede obtener comercialmente de National
Starch Company, como Easy Melt 34-563 A. El laminado
se estira pasándolo una vez entre un par de rodillos dentados
circunferencialmente ranurados engranados que proporcionan una tasa
de estiramiento de 4,28 (328% de elongación) a una velocidad de 15,2
mpm (50 ppm). La diferencia entre los ejemplos 4 y 5 es que ambas
capas parecidas a tejido en el ejemplo comparativo 5 son no tejidos
cardados de 20 gsm, mientras que en el ejemplo 4 la primera capa es
un no tejido hilado de 15 gsm.
El ejemplo comparativo 6 tiene los mismos
materiales que el ejemplo 5 y se hizo usando los mismos procesos
que en el ejemplo 5, a excepción de que se usó material no tejido de
24 gsm (BBA FPN-333D) como las capas primera y
tercera.
Las propiedades elásticas de los laminados
resultantes se exponen en la tabla 3 siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El ejemplo comparativo 7 se hace de los mismos
materiales y procesos que el ejemplo 2, con la excepción de que no
se estiró - las muestras de prueba se midieron en estado no
estirado. Como muestran los datos, esta muestra tiene la elongación
a rotura TD más alta de todas las muestras. Esto es una indicación
de que tiene lugar cierto grado de daño en el proceso de
estiramiento. Los datos también muestran que la elongación TD % a
193 N/m de carga era sumamente baja. Esto es coherente con una
muestra no estirada y es una clara indicación del valor de la
invención que es crear materiales blandos altamente elásticos que se
estiran sin precisar grandes fuerzas de estiramiento.
El ejemplo comparativo 8 es similar al ejemplo 2
a excepción de que la segunda capa de material parecido a tela es
un no tejido hilado de 15 gsm (FPN-639). La tasa de
estiramiento lograda con esta muestra es menor que la tasa de
estiramiento lograda con otras muestras porque los engranajes
engranados no girarán en una profundidad de enganche superior a
2,67 mm (105 milésimas de pulgada) (frente a 3,30 mm (130 milésimas
de pulgada)). Esto prueba el valor de la invención con respecto al
uso de materiales parecidos a tela con puntos de rotura
sustancialmente diferentes. En este caso, dado que las elongaciones
en rotura no son sustancialmente diferentes, el equipo se somete a
esfuerzo y en algunos casos no funcionará. Si no se puede lograr una
tasa alta de estiramiento, el compuesto resultante exhibirá una
baja elongación TD a 193 N/m de carga.
Las propiedades de los laminados resultantes se
exponen en la tabla 4 siguiente:
El ejemplo comparativo 9 es una muestra de
película solamente (es decir la película elástica sin capas
parecidas a tela no elásticas) hecha de los mismos materiales que
la capa elástica del ejemplo 1. El grosor del núcleo elástico es
53,3 \mum (2,1 milésimas de pulgada) con revestimiento de 3,8
\mum (0,15 milésima de pulgada) de grosor, para un grosor total
de 61,0 \mum (2,4 milésimas de pulgada) en comparación con 68,6
(2,4 milésimas de pulgada) del ejemplo 1. El ejemplo comparativo 9
no se estiró entre rodillos dentados engranados antes de la prueba.
Los datos relativos al ejemplo comparativo 9 y al ejemplo 1 se
exponen en la tabla 5 siguiente. Las diferencias entre el ejemplo 1
y el ejemplo comparativo 9 se pueden entender fácilmente en términos
de la invención y las diferencias de grosor de la capa elástica y
diferencias de procesado. La resistencia a la tracción y la
elongación a rotura del ejemplo comparativo 9 son algo más altas que
las del ejemplo 1, lo que indica el trabajo de la capa elástica del
ejemplo 1 por los rodillos dentados engranados. La elongación TD @
193 N/m del ejemplo comparativo 9 es sustancialmente mayor que la
del ejemplo 1; la diferencia es atribuible a la resistencia
residual del no tejido después del estiramiento entre los rodillos
dentados engranados. La carga a 100% de elongación del ejemplo
comparativo 9 es sustancialmente más alta que la del ejemplo 1,
porque sus revestimientos no se habían estirado pasando entre
rodillos dentados engranados. La carga @ 30% Rc2 del ejemplo 1 es
ligeramente más alta que la del ejemplo comparativo 9,
principalmente porque la capa elástica del ejemplo 1 es más gruesa
que la del ejemplo comparativo 9.
Claims (18)
1. Un artículo absorbente que tiene un
compuesto, incluyendo el compuesto:
un primer material no elástico parecido a
tela;
un segundo material no elástico parecido a tela;
y
una capa elástica situada entre el primer
material no elástico parecido a tela y el segundo material no
elástico parecido a tela, teniendo la capa una elongación a rotura
de al menos 50%, y teniendo el compuesto una elasticidad
sustancialmente igual a la elasticidad de la capa elástica,
habiéndose estirado el compuesto para romper los materiales no
elásticos parecidos a tela primero y segundo.
2. El artículo absorbente de la reivindicación
1, donde el compuesto se incorpora a al menos uno de una hoja
superior, una hoja trasera, un sujetador, una cinturilla, un panel
lateral, y una pernera.
3. El artículo absorbente de la reivindicación 1
donde la capa elástica incluye:
una primera capa de revestimiento no
elástica;
una segunda capa de revestimiento no elástica;
y
un núcleo elástico entre las capas de
revestimiento primera y segunda.
4. Un artículo no absorbente incluyendo un
compuesto, incluyendo
un primer material no elástico parecido a
tela;
un segundo material no elástico parecido a tela;
y
una capa elástica entre el primer material no
elástico parecido a tela y el segundo material no elástico parecido
a tela, teniendo la capa elástica una elongación a rotura de al
menos 50%, y teniendo el compuesto una elasticidad sustancialmente
igual a la elasticidad de la capa elástica, habiéndose estirado el
compuesto para romper los materiales no elásticos parecidos a tela
primero y segundo.
5. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde el primer material no elástico parecido a tela tiene una
elongación a rotura sustancialmente diferente de la elongación a
rotura del segundo material no elástico parecido a tela.
6. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde la capa elástica es transpirable.
7. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde la capa elástica incluye un material monolíticamente
transpirable.
8. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde la capa elástica incluye un material no transpirable y un
relleno que ha sido estirado para crear vacíos de interconexión.
9. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde la capa elástica incluye una película perforada
tridimensional.
10. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde la capa elástica incluye una película perforada
bidimensional.
11. El artículo de las reivindicaciones 1 o 4,
donde el material no elástico parecido a tela incluye un material
no tejido.
12. Un compuesto elástico, incluyendo:
un primer material no elástico parecido a
tela;
un segundo material no elástico parecido a tela;
y
una capa elástica entre el primer material no
elástico parecido a tela y el segundo material no elástico parecido
a tela, teniendo la capa elástica una elongación a rotura de al
menos 50%, y teniendo el compuesto una elasticidad sustancialmente
igual a la elasticidad de la capa elástica, habiéndose estirado el
compuesto para romper los materiales no elásticos parecidos a tela
primero y segundo.
13. El compuesto de la reivindicación 12, donde
el primer material no elástico parecido a tela tiene una elongación
a rotura sustancialmente diferente de la elongación a rotura del
segundo material no elástico parecido a tela.
14. El compuesto de la reivindicación 12, donde
la capa elástica es transpirable.
15. El compuesto de la reivindicación 12, donde
la capa elástica incluye un material monolíticamente
transpirable.
16. El compuesto de la reivindicación 12, donde
la capa elástica incluye un material no transpirable y un relleno
estirado para crear vacíos de interconexión.
17. El compuesto de la reivindicación 12, donde
la capa elástica incluye una película perforada tridimensional.
18. El compuesto de la reivindicación 12, donde
la capa elástica incluye una película perforada bidimensional.
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