ES2324539T3 - Estructura absorbente y articulo absorbente que comprende particulas superabsorbentes. - Google Patents
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Abstract
Estructura absorbente (103; 303) para usar en un artículo absorbente, estructura absorbente (103; 303) que tiene al menos una capa absorbente (112; 311; 312) que comprende pulpa esponjosa y partículas superabsorbentes, caracterizada por que la capacidad de absorción media por partícula superabsorbente en la capa absorbente (112; 311; 312) es mayor de 8,0 mg de solución de cloruro sódico y por que el número de partículas superabsorbentes por cm 3 de la capa absorbente (112; 311; 312) es menor de 1100.
Description
Estructura absorbente y artículo absorbente que
comprende partículas superabsorbentes.
La presente invención se refiere a una
estructura absorbente para usar en un artículo absorbente tal como
un pañal, una compresa para incontinencia o una toallita higiénica,
estructura absorbente que tiene al menos una capa absorbente que
comprende pulpa esponjosa y partículas superabsorbentes.
Una estructura absorbente para artículos
absorbente desechables tales como pañales, compresas para
incontinencia y toallitas higiénicas se construye normalmente a
partir de una o más capas de fibras hidrófilas, por ejemplo pulpa
de celulosa esponjosa. Para obtener una alta capacidad de absorción
y también una alta capacidad de retención de líquidos cuando el
artículo se somete a carga externa, la estructura absorbente
normalmente contiene partículas superabsorbentes que son polímeros
con la capacidad de absorber muchas veces su propio peso de agua o
fluido corporal. La eficacia del superabsorbente depende de muchos
factores tales como, por ejemplo, la forma física de las partículas
superabsorbentes. Otros ejemplos de propiedades que influyen en el
funcionamiento del superabsorbente son la velocidad de absorción,
la resistencia del gel y la capacidad de retención de líquidos.
El documento WO 2 005 032 443, que constituye
una técnica anterior según el Artículo 54(3) EPC, describe un
artículo absorbente tal como un pañal, una compresa para
incontinencia, una toallita higiénica que tiene una superficie
superior permeable a líquidos y que comprende una estructura
absorbente que comprende un primer y un segundo material
superabsorbente. El primer material superabsorbente es un material
superabsorbente inhibidor de olores y/o inhibidores de bacterias y
tiene una mayor velocidad de absorción que el segundo material
superabsorbente.
La estructura absorbente puede contener también
otros componentes, por ejemplo, para mejorar sus propiedades de
dispersión de líquido o aumentar su capacidad cohesiva y su
capacidad para soportar la deformación durante el uso.
Es de considerable importancia que el artículo
absorbente sea capaz de recibir rápidamente y absorber grandes
cantidades de líquido. También es de considerable importancia que
pueda utilizarse la capacidad de absorción total del artículo. Para
que sea posible utilizar la capacidad de absorción total del
artículo, es esencial que el líquido se disperse desde el área de
humedecimiento a otras partes de la estructura absorbente.
Un problema, sobre todo para pañales y compresas
para incontinencia que pretenden recibir y absorber cantidades
relativamente grandes de líquido, es que hay un riesgo de que goteen
antes de que su capacidad de absorción se utilice completamente.
Una causa del goteo es que la estructura absorbente, en particular
cuando tiene lugar un humedecimiento repetido, tiene una capacidad
disminuida para recibir y absorber grandes cantidades de líquido
rápidamente. Una causa principal de esto es la dificultad que tiene
la estructura absorbente para funcionar satisfactoriamente cuando
tiene lugar un humedecimiento repetido, es decir, un segundo
humedecimiento y humedecimientos posteriores, es que el material
superabsorbente en un estado hinchado pueden bloquear los poros en
la estructura fibrosa, porosa y, de esta manera, interferir con el
transporte de líquido desde el área húmeda hacia fuera a otras
partes de la estructura absorbente. Este fenómeno se denomina
bloqueo de gel y da como resultado que la capacidad de absorción
total de la estructura absorbente no se utilice de forma óptima.
Conduce también a un mayor riesgo de fuga.
El documento EP 0 212 618 A1 describe un
artículo absorbente que incluye una capa de material absorbente que
contiene partículas de material superabsorbente. Las partículas de
material superabsorbente se distribuyen dentro de la capa de
material absorbente y, estas partículas superabsorbentes, se
disponen para formar un gradiente de concentración positivo, no
escalonado, sustancialmente continuo, de superabsorbentes a través
de una parte del espesor de la capa absorbente. La disposición
distintiva del superabsorbente en un gradiente de concentración a
través del espesor de la capa absorbente reduce la aparición de
bloqueo de gel y mejora la fiabilidad de la distribución del
líquido a través del material superabsorbente. El artículo, de esta
manera, proporciona estructuras absorbentes en las que el gel
superabsorbente producido se aísla adecuadamente lejos de la
superficie corporal de una persona que usa el artículo.
El problema de bloqueo de gel aumenta cuando la
proporción de material superabsorbente en una estructura absorbente
es alta. Para obtener un artículo que es discreto y cómodo de
llevar, sin embargo, una ventaja es tener un artículo fino que
contenga una proporción relativamente alta de material
superabsorbente.
El problema de bloqueo de gel durante el uso
artículos absorbentes finos que tienen un contenido relativamente
alto de material superabsorbente se ha reducido mediante la presente
invención.
Una estructura absorbente de acuerdo con la
invención se caracteriza principalmente porque la capacidad de
absorción media por partícula superabsorbente en la capa de
absorbente es mayor de 8,0 mg y porque el número de partículas
superabsorbentes por cm^{3} de la capa absorbente es menor de
1100. La capacidad de absorción se mide usando una solución de
cloruro sódico al 0,9% en peso.
Limitando el número de partículas
superabsorbentes por unidad de volumen, se ha encontrado que es
posible mantener una red fibrosa con una estructura de poro que
puede transportar líquido en la estructura absorbente incluso
después de que la estructura se haya sometido a un primer
humedecimiento. Se ha encontrado también que, con un número
limitado de partículas superabsorbentes por unidad de volumen, es
esencial que la capacidad de absorción media por partícula
superabsorbente sea mayor de 8,0 mg. La ventaja de dicha estructura
absorbente es que el riesgo de bloqueo de gel disminuye al mismo
tiempo que es posible obtener una estructura absorbente fina.
De acuerdo con una realización, la capacidad de
absorción media por partícula superabsorbente en la capa absorbente
es mayor de 9,5 mg. La capacidad de absorción se mide usando una
solución de cloruro sódico al 0,9% en peso. Adicionalmente, el
número de partículas superabsorbentes por cm^{3} de la capa
absorbente es menor de 600.
De acuerdo con otra realización, la capacidad de
absorción media por partícula superabsorbente en la capa absorbente
es mayor de 14,0 mg. La capacidad de absorción se mide usando una
solución de cloruro sódico al 0,9% en peso. En dicha realización,
el número de partículas superabsorbentes por cm^{3} de la capa
absorbente es menor de 450.
De acuerdo con una realización, las partículas
superabsorbentes tienen un tamaño de partícula que es mayor que 600
\mum. Las partículas superabsorbentes están basadas
preferiblemente en poliacrilato. Para obtener una alta capacidad de
absorción, también es posible cambiar la morfología de las
partículas superabsorbentes. Un ejemplo de partículas
superabsorbentes con una estructura morfológica cambiada son
partículas superabsorbentes microporosas. Puede obtenerse también
una alta capacidad de absorción mediante una composición química
especial de las partículas superabsorbentes.
Las partículas superabsorbentes pueden unirse
transversalmente a la superficie o pueden tener una reticulación
que aumenta gradualmente hacia la superficie de las partículas. Una
superficie superabsorbente reticulada se reticula en dos etapas
diferentes. En primer lugar, el polímero se reticula de manera que
se forma un gel reticulado homogéneo. En los casos donde la
polimerización y la reticulación no dan como resultado que las
partículas se formen simultáneamente, las partículas se producen en
una etapa posterior del proceso. En otra etapa posterior del
proceso, las partículas formadas se reticulan en la segunda etapa,
pero entonces sólo parcialmente. La reticulación adicional puede
efectuarse de manera que haya un contenido de reticulante cerca de
la superficie de la partícula comparado con el centro de la
partícula. De esta manera, se produce una carcasa de partícula
reticulada más firmemente, que rodea un núcleo de partícula con un
menor grado de reticulación.
Los superabsorbentes con un menor grado de
reticulación proporcionan una alta capacidad de absorción. Sin
embargo, un problema con dichos superabsorbentes es que en un estado
hinchado, son blandos y pegajosos, lo que da como resultado el
riesgo de bloqueo de gel en la estructura de superabsorbente que ya
era alta a un contenido de material superabsorbente menor. Los
superabsorbentes con un alto grado de reticulación mantienen su
forma mejor en un estado hinchado y tampoco se pegan en la misma
gran extensión. Sin embargo, un problema con un superabsorbente con
un alto grado de reticulación es que tiene una capacidad de
absorción considerablemente menor. De esta manera, mediante la
reticulación superficial del superabsorbente o, como alternativa,
creando un gradiente de reticulación de manera que la superficie de
la partícula se reticule más firmemente que el núcleo de partícula
interno, se obtiene un super-
absorbente que tiene una alta capacidad de absorción y que mantiene esencialmente su forma en un estado hinchado.
absorbente que tiene una alta capacidad de absorción y que mantiene esencialmente su forma en un estado hinchado.
De acuerdo con una realización de una estructura
absorbente de acuerdo con la invención, la distancia media entre
los centros de las partículas superabsorbentes en la capa absorbente
en un estado seco es mayor de 700 \mum, más preferiblemente mayor
de 1000 \mum e incluso mejor mayor de 1200 \mum. La distancia
centro-centro media (I_{cc}) de las partículas
superabsorbentes se obtiene usando la siguiente ecuación:
I_{cc} =
(1/n)^{1/3}
n = número de partículas
superabsorbentes por unidad de volumen de
material.
De acuerdo con otra realización, la densidad de
la capa absorbente es mayor de 0,12 g/cm^{3}, más preferiblemente
mayor de 0,17 g/cm^{3} e incluso mejor mayor de 0,25 g/cm^{3}.
La capa absorbente puede comprender además un medio de unión tal
como fibras de unión, por ejemplo. Los ejemplos de fibras de unión
son fibras sintéticas hechas de poliolefina. Para que funcionen
como fibras de unión, las fibras se calientan hasta su punto de
fusión, uniéndose las fibras al material en la capa absorbente. Las
fibras de unión hechas de fibras bicomponentes son comunes. Si se
usan fibras de un componente como fibras de unión, un componente se
funde mientras que el otro componente queda intacto, es decir, no
se funde sino que en lugar de ello mantiene la estructura de la
fibra.
La invención se refiere también a un artículo
absorbente tal como un pañal, una compresa para incontinencia o una
toallita higiénica que comprende una estructura absorbente de
acuerdo con una cualquiera de las realizaciones descritas.
La Figura 1 muestra un pañal de acuerdo con la
invención, visto desde el lateral destinado a situarse contra el
usuario durante el uso;
La Figura 2 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea II-II a través del pañal mostrado
en la Figura 1;
La Figura 3 muestra una sección transversal de
una realización alternativa de un artículo absorbente de acuerdo
con la invención.
El pañal 100 mostrado en la Figura 1 comprende
una capa superficial 101 permeable a líquidos, una capa de refuerzo
102, que es al menos esencialmente impermeable a líquidos y una
estructura absorbente 103 encerrada entre la capa superficial
permeable a líquidos 101 y la capa de refuerzo 102.
El pañal pretende rodear la parte inferior del
abdomen de un usuario como un par de bragas absorbentes. Para esto,
se conforma con una parte trasera 104 y una parte delantera 105 y
una parte de entrepierna más estrecha 106 que está localizada entre
la parte delantera 105 y la parte trasera 104 y que, durante el uso,
pretende disponerse en la entrepierna del usuario entre las piernas
de este último. Para que sea posible que el pañal se sujete con la
forma de braga deseada, se disponen lengüetas de cinta 107 cerca del
borde trasero de la cintura 108 del pañal. Durante el uso, las
lengüetas de cinta 107 se sujetan en la parte delantera 105 del
pañal cerca del borde delantero de la cintura 109, de manera que el
pañal se mantiene unido alrededor de la cintura del usuario. Por
supuesto, también son posibles otros dispositivos de sujeción tales
como sujeciones de gancho y bucle, por ejemplo.
El pañal 100 de acuerdo con la Figura 1
comprende también un medio elástico pretensado 110 que puede
consistir en bandas elásticas, hebras elásticas recubiertas, espuma
elástica u otro material adecuado. Por simplicidad, el medio
elástico 110 se ha mostrado en la Figura 1 en estado estirado. Tan
pronto como se detiene el estirado, sin embargo, se contrae y forma
bandas de pierna elásticas del pañal.
La capa superficial permeable a líquidos 101,
por ejemplo, es un material no tejido o una película perforada o un
laminado de la misma. Los ejemplos de polímeros a partir de los que
puede hacerse la capa superficial permeable a líquidos 101 son
polietileno, polipropileno, poliéster o copolímeros de los mismos.
Para que la capa superficial permeable a líquidos 101 permita que
el fluido corporal descargado pase a su través rápidamente es
habitual que la capa superficial esté recubierta con un tensioactivo
y/o perforada. Otro material adecuado para usar como la capa
superficial permeable a líquidos es una capa de fibras continuas que
están interconectadas en un patrón de enlace de puntos, líneas o
parches, pero que por otro lado, en su conjunto, no están enlazadas
entre sí. La capa de refuerzo 102, por ejemplo, es una película de
plástico que preferiblemente es transpirable, una capa no tejida
hidrófoba o un laminado de la misma.
La estructura absorbente 103 del pañal 100 se
construye a partir de una capa superior receptora de líquido 111 y
una capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 112.
La capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 112
tiene una mayor extensión en el plano del artículo que la capa
superior receptora de líquido 111. La capa superior receptora 111
debe ser capaz de recibir rápidamente grandes cantidades de líquido
en un corto tiempo, es decir, tiene una alta capacidad de absorción
de líquido instantánea mientras que la capa inferior de
distribución y almacenamiento 112 debe tener una alta capacidad de
drenaje y una alta capacidad de almacenamiento y debe ser capaz de
drenar líquido desde la capa receptora 111. La capa inferior de
distribución y almacenamiento 112 en la estructura absorbente 103
consiste en una capa absorbente de acuerdo con la invención. La
capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 112, por
lo tanto, comprende también partículas superabsorbentes además de
pulpa de celulosa esponjosa. La capacidad de absorción media por
partícula superabsorbente en la capa de distribución y
almacenamiento de líquido 112 es mayor de 8,0 mg de solución de
cloruro sódico. Adicionalmente, el número de partículas
superabsorbentes por cm^{3} de la capa de dispersión y
almacenamiento de líquido 112 es menor de 1100. De acuerdo con una
realización, la capacidad de absorción media por artículo
superabsorbente en la capa de distribución y almacenamiento de
líquido 112 es mayor de 9,5 mg, y el número de partículas
superabsorbentes por cm^{3} de la capa de distribución de líquido
y de almacenamiento es menor de 600. De acuerdo con otro ejemplo, la
capacidad de absorción media por partícula superabsorbente en la
capa de distribución y almacenamiento de líquido 112 es mayor de
14,0 mg y el número de partículas superabsorbentes por cm^{3} de
la capa de distribución y almacenamiento de líquido es menor de
450. La capacidad de absorción se mide usando una solución de
cloruro sódico al 0,9% en peso.
La distancia media entre los centros de las
partículas superabsorbentes en la capa de distribución y
almacenamiento de líquido 112 en un estado seco, por ejemplo, es
mayor de 700 \mum, preferiblemente mayor de 1000 \mum e incluso
mejor mayor de 1200 \mum. La densidad de la estructura
superabsorbente en la capa de distribución y almacenamiento de
líquido 112, por ejemplo, es mayor de 0,12 g/cm^{3},
preferiblemente mayor de 0,17 g/cm^{3} e incluso mejor mayor de
0,25 g/cm^{3}.
Los materiales adecuados para usar como la capa
receptora 111 incluyen, por ejemplo, una capa no tejida abierta
hecha de fibras sintéticas o naturales. Una diferencia en las
propiedades entre la capa de distribución y almacenamiento de
líquido 112 y la capa receptora 111 pueden ocasionar, por ejemplo,
que la capa de distribución y almacenamiento de líquido 112 se
comprima más firmemente que la capa receptora 111. Una estructura
fibrosa firmemente comprimida con alta densidad dispersa el líquido
mejor que una estructura fibrosa correspondiente con menor densidad
que, debido a su mayor tamaño de poro, tiene una capacidad de
absorción de líquido instantánea pero una menor capacidad de
drenaje. Las diferencias en las propiedades de absorción entre las
dos capas pueden ocasionarse también mediante diferentes
estructuras fibrosas con diferentes propiedades. Por consiguiente,
la pulpa de celulosa esponjosa producida de una manera química
convencional, la pulpa química (CP), tiene una mayor capacidad de
drenaje de líquido comparado con la pulpa producida de una manera
mecánica o quimiotermomecánica. Por lo tanto, la pulpa de celulosa
esponjosa producida de una manera química convencional, la pulpa
química (CP), es un ejemplo de un material adecuado para la capa de
distribución y almacenamiento de líquido 112, y la pulpa producida
de una manera mecánica o quimiotermomecánica es un ejemplo de un
material para la capa receptora 111. Una estructura fibrosa que
contiene fibras de celulosa endurecidas químicamente tiene también
una mayor capacidad de absorción instantánea de líquido pero una
menor capacidad de dispersión que la pulpa química convencional y,
por lo tanto, es un ejemplo de un material para la capa receptora
111. Otro material adecuado para usar como la capa receptora 111 es
una espuma superabsorbente, por ejemplo, una espuma basada en
poliacrilato. Una espuma basada en poliacrilato se produce mediante
una solución que consiste en al menos monómero, reticulante,
iniciador y tensioactivo saturado presurizado con dióxido de carbono
en un recipiente mientras que se agita. Cuando la solución se
retira del recipiente a través de una boquilla, la solución se
expande y se obtiene la estructura expandida. La estructura
expandida se bloquea entonces por polimerización y la reticulación
se inicia, por ejemplo, por radiación UV. Finalmente, el material se
comprime y se seca. Durante el humedecimiento, dicha espuma
superabsorbente se expande en gran medida, lo que da como resultado
que sea capaz de recibir una gran cantidad de líquido en un corto
tiempo. Dicha capa receptora puede consistir, por ejemplo, en una
capa continua que está situada al menos en la parte de la
entrepierna del artículo o, como alternativa, un número de tiras
con espacios huecos entre las tiras. La capa receptora puede
consistir también en una capa fibrosa con partículas
superabsorbentes o un recubrimiento superabsorbente unido a la capa
fibrosa.
Para reducir la aparición de crecimiento
bacteriano indeseable y problemas con el olor, la estructura
absorbente 103 y/o la capa superficial permeable a líquidos 101
puede comprender sustancias inhibidoras de bacterias y/o
inhibidoras del olor. Un ejemplo de una sustancia inhibidora de
bacterias y/o inhibidora del olor es un material superabsorbente
que tiene un menor pH que un superabsorbente convencional. Un
material superabsorbente con un menor pH que un superabsorbente
convencional tiene un menor grado de neutralización que un
superabsorbente convencional, siendo el grado de neutralización por
ejemplo entre el 20 y el 60%. Las partículas superabsorbentes de
acuerdo con la invención, por ejemplo, pueden ser un superabsorbente
con un grado de neutralización entre el 20 y el 60%.
La Figura 2 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea II-II a través del pañal 100
mostrado en la Figura 1. El pañal 100 mostrado en la Figura 2, por
lo tanto, tiene una capa superficial permeable a líquidos 101, una
capa de refuerzo 102 y una estructura absorbente 103 incluida entre
la capa superficial permeable a líquidos 101 y la capa de refuerzo
102.
La estructura absorbente 103 del pañal se
construye a partir de una capa superior receptora de líquido 111 y
una capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 112.
La capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 112 en
la estructura absorbente 103 consiste en una capa absorbente de
acuerdo con la invención. La capa de distribución y almacenamiento
de líquido 112, por lo tanto, comprende también partículas
superabsorbente además de pulpa de celulosa. La capacidad de
absorción media por partícula superabsorbente en la capa de
dispersión y almacenamiento de líquido 112 es mayor de 8,0 mg de
solución de cloruro sódico y el número de partículas
superabsorbentes por cm^{3} de la capa de dispersión y
almacenamiento de líquido 112 es menor de 1100.
La Figura 3 muestra una sección transversal de
una realización alternativa de un artículo absorbente de acuerdo
con la invención. El pañal 300 mostrado en la Figura 3 se construye
esencialmente en la misma manera que el pañal de la Figura 2. El
pañal 300, por lo tanto, tiene una capa superficial permeable a
líquidos 301, una capa de refuerzo 302 y una estructura absorbente
303 incluida entre la capa superficial permeable a líquidos 301 y
la capa de refuerzo 302.
La estructura absorbente 303 del pañal se
construye a partir de una capa superior receptora de líquido 311 y
una capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 312.
Tanto la capa superior receptora de líquido 311 como la capa
inferior de distribución y almacenamiento de líquido 312 en la
estructura absorbente 303 consisten en capas absorbentes de acuerdo
con la invención. La capa superior receptora de líquido 311 y la
capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 312
consisten, por lo tanto, en estructuras fibrosas que comprenden
partículas superabsorbentes, siendo la capacidad de absorción media
por partícula superabsorbente en ambas capas 311, 312 mayor de 8,0
mg de solución de cloruro sódico. Adicionalmente, el número de
partículas superabsorbentes por cm^{3} de la estructura
superabsorbente en ambas capas es menor de 1100. En la estructura
absorbente 303, tanto la capa superior receptora de líquido 311 como
la capa inferior de distribución y almacenamiento de líquido 312
consisten, por lo tanto, en capas absorbentes de acuerdo con la
invención.
La invención, por supuesto, no está limitada a
las realizaciones ilustrativas anteriores. La invención, por lo
tanto, comprende también compresas para incontinencia, bragapañales,
toallitas higiénicas y salvaslips. La invención incluye también
pañales soportados con cinturilla.
Adicionalmente es posible, por ejemplo que toda
la estructura absorbente consista únicamente en una capa absorbente,
en cuyo caso toda la estructura absorbente consiste en una capa
absorbente de acuerdo con la invención. De acuerdo con otro
ejemplo, la estructura absorbente puede consistir en una estructura
multicapa donde la capa superior receptora de líquido consiste en
una capa absorbente de acuerdo con la invención. La capa receptora
de líquido, por lo tanto, comprende fibras y partículas
superabsorbentes, siendo la capacidad de absorción media para las
partículas superabsorbentes en la capa receptora de líquido mayor de
8,0 mg de solución de cloruro sódico (el % en peso de cloruro
sódico es 0,9%) y el número de partículas superabsorbentes por
cm^{3} de la capa receptora de líquido es menor de 1100. Una
pulpa de celulosa esponjosa con material superabsorbente de tipo
convencional, por ejemplo, se usa como la capa de distribución y
almacenamiento de líquido. También es posible que la capa de
distribución y almacenamiento de líquido consista en varias capas
diferentes, conteniendo al menos una de las capas el material
superabsorbente y, por ejemplo, una capa consiste en pulpa pura para
obtener una buena distribución de líquido. Además, las diferentes
capas pueden tener una diferencia de concentración de material
superabsorbente, obteniéndose una capa de distribución y
almacenamiento de líquido con un contenido en aumento/en
disminución gradual de material superabsorbente. También, es posible
que la capa de distribución y almacenamiento de líquido consista en
o comprenda una capa hecha de una espuma superabsorbente.
Adicionalmente, también es posible que la
estructura superabsorbente incluya una o más capas de tejido o tipos
de material o componente distintos de aquellos descritos
anteriormente. El diseño de las capas puede variar también. Por
ejemplo una o más capas en la estructura absorbente pueden tener
cortes, es decir, cavidades. Los cortes se extienden, por ejemplo,
en la dirección longitudinal de la estructura de absorción. Por
supuesto, también es posible tener otros diseños físicos de
corte.
Cuando se mide el volumen (cm^{3}) de la capa
absorbente en un artículo absorbente, la capa absorbente se separa
del resto del material en el artículo. Si la estructura absorbente
tiene varias capas absorbentes diferentes con propiedades
mutuamente diferentes, las diversas capas absorbentes se separan
también entre sí después de lo cual el volumen y densidad se miden
para cada capa absorbente.
La capa absorbente después se pesa y se mide el
espesor de la capa absorbente. Cuando se mide el espesor, se usa un
calibre de espesor que tiene un pie circular con un diámetro de 80
mm. El pie es para ejercer una presión de 0,5 kPa sobre la capa
absorbente. El espesor se mide en cinco puntos diferentes, que se
distribuyen uniformemente sobre la estructura de la capa
absorbente. El valor medio de estos cinco puntos de medición
representa el espesor de la capa absorbente en el cálculo de
volumen. El área de la capa absorbente se mide después,
obteniéndose el volumen multiplicando el espesor por el área. La
densidad de la capa absorbente se obtiene entonces dividiendo el
peso de la capa absorbente por el volumen.
El ejemplo se basa en una capa absorbente que
contiene las partículas superabsorbentes. En relación con esto, se
ha descrito también cómo las partículas superabsorbentes tienen que
separarse de la estructura de la pulpa. Es de la máxima importancia
que no se pierda nada de material en la manipulación descrita a
continuación. Hay que asegurar, por lo tanto, que se toman las
medidas necesarias para evitar pérdidas.
La capa absorbente se separa en primer lugar del
resto del material en el artículo. Las partículas superabsorbentes
se separan después de la pulpa esponjosa en la capa absorbente
dividiendo finalmente la capa, es decir, desgarrándola en pequeños
trozos y después agitando las partículas superabsorbentes fuera de
la estructura de la pulpa. También es posible usar un aparato para
separar las partículas superabsorbentes de la estructura de la
pulpa. Si se usa un aparato para separar las partículas
superabsorbentes de la estructura de la pulpa, sin embargo, una
condición es que las partículas superabsorbentes no se dañen
mecánicamente. El contenido de humedad de las partículas
superabsorbentes tiene que ser menor del 5,0%. Todas las
indicaciones en la presente invención se refieren a partículas
superabsorbentes con un contenido de humedad menor del 5,0%. El
contenido de humedad se determina de acuerdo con el método ISO
17190-4, "Determinación del contenido de humedad
mediante la pérdida de masa tras el calentamiento". Si el
contenido de
humedad supera el 5,0%, el superabsorbente se seca a 60ºC hasta que el contenido de humedad sea menor del 5,0%.
humedad supera el 5,0%, el superabsorbente se seca a 60ºC hasta que el contenido de humedad sea menor del 5,0%.
Las partículas con un diámetro menor de 150
\mum se separan entonces. Todas las indicaciones del número de
partículas superabsorbentes en la presente invención se refieren a
partículas con un diámetro de 150 \mum o mayor. Las partículas
con un diámetro menor de 150 \mum, por lo tanto, no se incluyen en
la expresión "partículas superabsorbentes" de acuerdo con la
invención. Para separar las partículas más pequeñas de 150 \mum,
se usa el aparato descrito en ISO 17190-3,
"Determinación de la distribución del tamaño de partícula por
fraccionamiento en tamiz". Las partículas menores de 150 \mum
se tamizan. Las partículas restantes se pesan. Este peso
constituye, por lo tanto, el peso total de las partículas
superabsorbentes.
Para calcular el número de partículas
superabsorbentes por unidad de volumen, las partículas
superabsorbentes se dividen en pequeñas porciones. Para dividir las
partículas superabsorbentes en porciones más pequeñas, se usa un
aparato "Divisor de Muestra Rotatorio -
laborette-27" de Fritsch GmbH Laborgerätebau o
similar. Se supone que cada parte tiene una distribución de tamaño
de partícula representativa. Tres de estas partes se pesan y el
número de partículas en estas tres partes se recuenta manualmente.
Cada parte pesaba 0,1 gramos, de manera que se contó conjuntamente
el número de partículas superabsorbentes en 0,3 gramos. El peso de
las muestras debe ser +/- 10% de los valores dados. La precisión de
la medición debe ser +/- 0,005 gramos. El peso medio de las
partículas superabsorbentes individuales se calcula entonces
dividiendo el peso de la muestra (aproximadamente 0,3 gramos) por
el número de partículas contadas manualmente. Dividiendo entonces el
peso total de las partículas superabsorbentes por el peso medio de
las partículas superabsorbentes, se obtiene el número total de
partículas superabsorbentes en la capa absorbente. Finalmente, para
obtener el número de partículas superabsorbentes por cm^{3} de la
capa absorbente, el número total de partículas superabsorbentes se
divide por el volumen de la capa absorbente.
La capacidad de absorción de las partículas
superabsorbentes se mide de acuerdo con ISO 17190-6
"Determinación gravimétrica de la retención de fluido después de
la centrifugación". La capacidad de absorción se mide en otras
tres partes. Todas las partes tienen una distribución de tamaño de
partícula representativa y la capacidad de absorción por partícula,
por lo tanto, puede calcularse dividiendo la capacidad de absorción
medida por el número de partículas contadas manualmente
previamente.
El líquido usado para la medición es una
solución de cloruro sódico al 0,9% en peso.
Los materiales superabsorbentes ensayados son
tres fracciones de diferente tamaño de un superabsorbente basado en
un particulado de poliacrilato de BASF con la denominación Hysorb C
7100 y dos fracciones de diferente tamaño de un superabsorbente
basado en un particulado de poliacrilato de Dow, con la denominación
Drytech S230R. El tamaño de partícula medio de las partículas
superabsorbentes de BASF con la denominación Hysorb C 7100 era, en
el primer caso, una distribución de tamaño de partícula normal, es
decir, la medición se realizó en la fracción de partícula completa
en la calidad disponible en el mercado; en el segundo caso, el
tamaño de partícula era entre 600 \mum y 710 \mum y en el
tercer caso el tamaño de partícula medio era entre 710 \mum y 850
\mum. El tamaño de partícula medio de las partículas
superabsorbentes de Dow con la denominación Drytech S230R era, en
un caso, una distribución de tamaño de partícula normal, es decir,
la medición se realizó en la fracción de partícula completa en la
calidad disponible en el mercado y el tamaño de partícula medio en
el otro caso era mayor de 600 \mum.
El superabsorbente con la denominación Hysorb C
7100 con una distribución de tamaño de partícula normal se denomina
A a continuación.
El superabsorbente con la denominación Hysorb C
7100 con un tamaño de partícula entre 600 \mum y 710 \mum se
denomina B a continuación.
El superabsorbente con la denominación Hysorb C
7100 con un tamaño de partícula entre 710 \mum y 850 \mum se
denomina C a continuación.
El superabsorbente con la denominación Drytech
S230R con una distribución del tamaño de partícula normal se
denomina D a continuación.
El superabsorbente Drytech S230R con un tamaño
de partícula mayor de 600 \mum se denomina E a continuación.
Puede observarse a partir del resultado que la
capacidad de absorción media por partícula para el superabsorbente
C y E es mayor de 8,0 mg de solución de cloruro de sódico, mientras
que la capacidad de absorción media por partícula de
superabsorbente A, B y D es menor de 8,0 mg de solución de cloruro
sódico.
La medición del tiempo de admisión en una
primera, una segunda, una tercera y una cuarta medición se realizó
para cinco estructuras absorbentes diferentes. Las estructuras
absorbentes contenían un 50% en peso de superabsorbente y un 50% en
peso de pulpa química esponjosa. La pulpa química esponjosa la
fabricó Weyerhauser y se denomina NB 416.
El material superabsorbente en la estructura
absorbente 1 era el superabsorbente A, es decir, Hysorb C 7100, con
una distribución de tamaño de partícula normal.
El material superabsorbente en la estructura
absorbente 2 era el superabsorbente B, es decir, Hysorb C 7100, con
un tamaño de partícula entre 600 \mum y 710 \mum.
El material superabsorbente en la estructura
absorbente 3 era el superabsorbente C, es decir, Hysorb C 7100, con
un tamaño de partícula entre 710 \mum y 850 \mum.
El material superabsorbente en la estructura
absorbente 4 era el superabsorbente D, es decir, Drytech S230R, con
una distribución de tamaño de partícula normal.
El material superabsorbente en la estructura
absorbente 5 era el superabsorbente E, es decir, Drytech S230R, con
un tamaño de partícula mayor de 600 \mum.
Las estructuras absorbentes 1, 2 y 3 tenían una
densidad que era de 0,25 g/cm^{3}, un peso por área unitaria que
era de 600 g/m^{2} y un área que era de 10 x 28 cm.
Las estructuras absorbentes 4 y 5 tenía una
densidad que era de 0,25 g/cm^{3}, un peso por área unitaria que
era de 600 g/m^{2} y un área que era de 10 x 40 cm.
Para la medición, la estructura absorbente se
puso en un colchón de espuma de tipo tempur. La estructura
absorbente se sometió después a una carga de 0,64 kPa y se
añadieron cuatro dosis de 80 ml cada una de solución de cloruro de
sódico (al 0,9% en peso). El tiempo entre las dosis líquidas fue de
10 minutos. Se midió el tiempo para que el líquido fuera admitido
en la estructura absorbente. El tiempo de admisión se midió en
segundos.
El resultado muestra que, de las estructuras
absorbentes que contenían el superabsorbente Hysorb C 7100, es
decir, las estructuras absorbentes 1-3, la
estructura absorbente 3 tiene el tiempo de admisión más rápido tras
un humedecimiento repetido. La estructura absorbente 3 contenía
partículas superabsorbentes con una capacidad de absorción media que
es mayor de 8,0 mg.
De las estructuras absorbentes que contenían
Drytech S230R, es decir, las estructuras absorbentes
4-5, la estructura absorbente 5 tiene el tiempo de
admisión más rápido tras un humedecimiento repetido. La estructura
absorbente 5 contenía partículas superabsorbentes con una capacidad
de absorción media que es mayor de 8,0 mg, mientras que la
estructura absorbente 4 contenía partículas superabsorbentes con una
capacidad de absorción media que es menor de 8,0 mg.
La medición de la distribución de líquido
después de un primer, un segundo, un tercer y un cuarto
humedecimiento se realizó para la estructura absorbente 4 y la
estructura absorbente 5. La distribución de líquido se midió
después de cada humedecimiento inmediatamente antes de que se
añadiera la siguiente dosis de líquido. La distribución de líquido
se midió en cm.
El resultado muestra que la estructura
absorbente 5, que contenía partículas superabsorbentes con una
capacidad de absorción media que es mayor de 8,0 mg, difundía el
líquido en mayor medida que la estructura absorbente 4 que contenía
partículas superabsorbentes con una capacidad de absorción media que
es menor de 8,0 mg.
La medición del rehumedecimiento después de
cuatro humedecimientos se realizó para la estructura absorbente 4 y
la estructura absorbente 5. La medición del rehumedecimiento se
inició 10 minutos después de que la cuarta dosis de líquido se
hubiera aplicado. Después de 10 minutos, 15 trozos de papel de
filtro y un peso (5 kPa) se pusieron en el punto de humedecimiento
de la estructura absorbente. Después de 15 segundos, el peso se
retiró y el montón de papel de filtro se pesó. El rehumedecimiento
se calculó restando el peso seco del papel de filtro del peso
húmedo. El rehumedecimiento se midió en gramos de solución de
cloruro sódico (0,9% en peso).
Estructura absorbente 4: 9,5 gramos
Estructura absorbente 5: 7,9 gramos
El resultado muestra que la estructura
absorbente 5 tiene un menor rehumedecimiento que la estructura
absorbente 4. El resultado, por lo tanto, muestra que la estructura
absorbente que contenía partículas superabsorbentes con un
capacidad de absorción media que es mayor de 8,0 mg tiene un menor
rehumedecimiento que la estructura absorbente que contenía
partículas superabsorbentes con una capacidad de absorción media que
es menor de 8,0 mg.
Claims (13)
1. Estructura absorbente (103; 303) para usar en
un artículo absorbente, estructura absorbente (103; 303) que tiene
al menos una capa absorbente (112; 311; 312) que comprende pulpa
esponjosa y partículas superabsorbentes, caracterizada por
que la capacidad de absorción media por partícula superabsorbente en
la capa absorbente (112; 311; 312) es mayor de 8,0 mg de solución
de cloruro sódico y por que el número de partículas superabsorbentes
por cm^{3} de la capa absorbente (112; 311; 312) es menor de
1100.
2. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizada por que la capacidad
de absorción media por partícula superabsorbente en la capa
absorbente (112; 311; 312) es mayor de 9,5 mg de solución de
cloruro sódico y por que el número de partículas superabsorbentes
por cm^{3} de la capa absorbente es menor de 600.
3. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con la reivindicación 2, caracterizada por que la capacidad
de absorción media por partícula superabsorbente en la capa
absorbente (112; 311; 312) es mayor de 14,0 mg de solución cloruro
sódico y por que el número de partículas superabsorbentes por
cm^{3} de la capa absorbente (112; 311; 312) es menor de 450.
4. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3,
caracterizada por que las partículas superabsorbentes tienen
un tamaño de partícula que es mayor de 600 \mum.
5. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4,
caracterizada por que la distancia media entre los centros
de las partículas superabsorbentes en la capa absorbente (112; 311;
312) en un estado seco es mayor de 700 \mum.
6. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con la reivindicación 5, caracterizada por que la distancia
media entre los centros de las partículas superabsorbentes en la
capa absorbente (112; 311; 312) en un estado seco es mayor de 1000
\mum.
7. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con la reivindicación 6, caracterizada por que la distancia
media entre los centros de las partículas superabsorbentes en la
capa absorbente (112; 311; 312) en un estado seco es mayor de 1200
\mum.
8. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7,
caracterizada por que la densidad de la capa absorbente
(112; 311; 312) en un estado seco es mayor de 0,12 g/cm^{3}.
9. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con la reivindicación 8, caracterizada por que la densidad
de la capa absorbente (112; 311; 312) en un estado seco es mayor de
0,17 g/cm^{3}.
10. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con la reivindicación 9, caracterizada por que la densidad
de la capa absorbente (112; 311; 312) en un estado seco es mayor de
0,25 g/cm^{3}.
11. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada por que la capa absorbente (112; 311; 312)
comprende un medio de enlace.
12. Estructura absorbente (103; 303) de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada por que las partículas superabsorbentes están
reticuladas superficialmente.
13. Artículo absorbente tal como un pañal (100;
300), una compresa para incontinencia o una toallita higiénica,
caracterizado por que comprende una estructura absorbente
(103; 303) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
1-12.
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