ES2347827T3 - Nucleo absorbente para un articulo absorbente. - Google Patents
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Abstract
Un núcleo absorbente (28) útil para un artículo absorbente (20) que comprende dos capas (60) de almacenamiento, comprendiendo cada capa de almacenamiento: una capa (100) de sustrato que comprende una primera superficie y una segunda superficie, comprendiendo dicha capa de almacenamiento además una capa discontinua de material absorbente, con zonas que comprenden material absorbente y zonas exentas de material absorbente, estando conectadas dichas zonas que comprenden material absorbente o estando conectadas dichas zonas exentas de material absorbente, comprendiendo dicho material absorbente un material (110) polimérico absorbente, comprendiendo dicho material absorbente de forma opcional un material fibroso absorbente y no representando dicho material fibroso absorbente más de 20% en peso del peso total del material (110) polimérico absorbente, comprendiendo dicha capa discontinua de material absorbente una primera superficie y una segunda superficie, comprendiendo además cada capa de almacenamiento una capa de material (120) termoplástico, comprendiendo dicha capa de material (120) termoplástico una primera superficie y una segunda superficie en donde dicha segunda superficie de dicha capa discontinua de material absorbente está en contacto al menos parcial con dicha primera superficie de dicha capa (100) de sustrato, en donde partes de dicha segunda superficie de dicha capa de material (120) termoplástico están en contacto directo con dicha primera superficie de dicha capa (100) de sustrato y partes de dicha segunda superficie de dicha capa de material (120) termoplástico están en contacto directo con dicha primera superficie de dicha capa discontinua de material absorbente, y en donde la primera y la segunda capas de almacenamiento se unen, de manera que la primera superficie del material (100) de sustrato de la primera capa (60) de almacenamiento está orientada de cara a la primera superficie de la capa (100) de sustrato de la segunda capa (60) de almacenamiento, en donde dicho material (120) termoplástico es un adhesivo termofusible y es fibroso.
Description
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un artículo absorbente,
preferiblemente a un artículo absorbente desechable tal como un
pañal. La presente invención de forma específica se refiere a
un núcleo absorbente para este artículo absorbente que
proporciona una mejor inmovilización del material polimérico
absorbente cuando el artículo está total o parcialmente cargado
con orina. Este núcleo absorbente es útil para proporcionar un
artículo absorbente de mayor confort de uso que es fino y seco.
ANTECEDENTES
Los artículos absorbentes, tales como pañales y productos
para adultos incontinentes son artículos bien conocidos
fabricados con fibra cortada. Se han realizado múltiples
intentos para proporcionarles un buen ajuste general y una
elevada capacidad de absorción. Los pañales modernos utilizan
materiales poliméricos absorbentes o los denominados materiales
superabsorbentes, que permiten almacenar una cantidad tan
elevada como 300 ml de líquido en un pañal de bebé típico.
Aunque un pañal de este tipo es generalmente un producto
desechable, en algunos casos es usado durante muchas horas y
también usado tanto en estado seco como en estado cargado con
orina.
Por tanto, para proporcionar un buen confort de uso es
muy importante mantener los materiales absorbentes
comprendidos por un pañal u otro artículo absorbente en su
posición prevista, tanto cuando el artículo está seco como
cuando el artículo está total o parcialmente cargado con orina
(u otro líquido corporal).
En US-4.381.783 (Elias) se describe un artículo absorbente
con un núcleo que comprende bolsillos de material hidrocoloide
absorbente. Estos bolsillos se proporcionan para confinar el
movimiento del material hidrocoloide, en particular cuando el
artículo está cargado totalmente o parcialmente con orina. Los
bolsillos forman parte de una capa absorbente y están de forma
típica hechos de material de celulosa. Por tanto, para
conseguir una buena inmovilización del material hidrocoloide
según la descripción de esta patente se necesitan cantidades
relativamente elevadas de material celulósico. Además, la
inclusión de estos bolsillos puede dificultar la libre
distribución de líquido a las zonas más absorbentes del
núcleo, por ejemplo las zonas de materiales hidrocoloides.
En EP 724418 (Tanzer) se describe un artículo absorbente
que incluye material superabsorbente situado en bolsillos
diferenciados. El artículo absorbente comprende una primera y
una segunda capas portadoras y un medio de fijación sensible
al agua para unir las capas portadoras y para proporcionar una
pluralidad de regiones de bolsillo. El artículo comprende
material de alta absorbencia situado dentro de dichas regiones
de bolsillo. El medio de unión sensible al agua proporciona
una resistencia en estado húmedo que es menor que una fuerza
de separación transmitida por el hinchamiento de este material
de alta absorbencia cuando este material de alta absorbencia
es expuesto a un líquido acuoso. Se afirma que el artículo
absorbente proporciona una estructura absorbente que aloja de
forma más segura y contiene el material de alta absorbencia en
una forma seleccionada de bolsillos cuando el artículo está
seco. Sin embargo, debido a la estructura de los bolsillos y
en particular debido a la selección del medio de unión
sensible al agua, estos bolsillos no se mantienen cuando el
artículo está total o parcialmente cargado con líquidos. Por
tanto, se cree que este artículo absorbente no proporciona una
inmovilización muy satisfactoria del material absorbente en
estado total o parcialmente cargado con orina.
En US-A-5.425.725 (Tanzer), US-2002/102.392 (Fish), US2002/102.392 (Maeda) también se describen artículos en donde
el material superabsorbente está presente como una capa
discontinua entre un sustrato y una capa de material
termoplástico. Estos documentos del estado de la técnica junto
con EP724418 se mencionan más adelante como el estado de la
técnica de capas superabsorbentes discontinuas. Describen de
forma adicional el uso de un adhesivo termofusible fibroso.
En WO 95/17868 (Palumbo) se describe una estructura
absorbente que comprende dos capas de fibra y una capa
intermedia. Esta capa intermedia comprende un material
absorbente de hidrogel en una cantidad superior a 120 g/m2 y
partículas de un material termoplástico. Aunque esta
estructura ciertamente proporciona una buena inmovilización de
las partículas absorbentes de hidrogel en estado seco, parece
que en el estado cargado con orina sólo se consigue una
inmovilización menor. Los materiales termoplásticos descritos
parecen hincharse mucho menos que los materiales de hidrogel
descritos. Por tanto, en particular cuando se utiliza la
estructura absorbente en un producto para absorber cantidades
elevadas de líquido, por ejemplo un pañal, la inmovilización
en estado húmedo puede no ser totalmente satisfactoria.
SUMARIO
La presente invención se refiere a un artículo absorbente,
preferiblemente a un artículo absorbente desechable tal como un
pañal. Se describe un núcleo absorbente útil para un artículo
absorbente que proporciona mayor confort de uso al artículo y
le hace fino y seco. También se describe un proceso para
obtener este núcleo. De forma específica se describe un núcleo
absorbente útil para un artículo absorbente que comprende una
capa de sustrato, en donde la capa de sustrato comprende una
primera superficie y una segunda superficie, el núcleo
absorbente también comprende una capa discontinua de material
absorbente, el material absorbente comprende un material
polimérico absorbente, el material absorbente opcionalmente
comprende un material fibroso absorbente y el material fibroso
absorbente no representa más de 20% en peso del peso total del
material polimérico absorbente, la capa discontinua de material
absorbente comprende una primera superficie y una segunda
superficie, el núcleo absorbente también comprende una capa de
material termoplástico en forma de adhesivo termofusible
fibroso, la capa de material termoplástico comprende una
primera superficie y una segunda superficie y en donde la
segunda superficie de la capa discontinua de material
absorbente está en contacto al menos parcial con la primera
superficie de la capa en cuestión y en donde partes de la
segunda superficie de la capa de material termoplástico están
en contacto directo con la primera superficie de la capa de
sustrato y partes de la segunda superficie de la capa de
material termoplástico están en contacto directo con la primera
superficie de la capa discontinua de material absorbente. La
capa discontinua de material absorbente tiene zonas que
comprenden material absorbente y zonas exentas de material
absorbente, estando conectadas las zonas que comprenden
material absorbente o las zonas exentas de material absorbente.
El núcleo está caracterizado según la técnica descrita
anteriormente sobre capas superabsorbentes discontinuas de modo
que comprende capas de almacenamiento primera y segunda que
están unidas, comprendiendo la primera capa de almacenamiento
una primera capa de sustrato y una primera capa de material
termoplástico y la segunda capa de almacenamiento comprendiendo
una segunda capa de sustrato y una segunda capa de material
termoplástico, en donde las capas de almacenamiento primera y
segunda están unidas también de modo que la primera superficie
de la primera capa de sustrato está orientada de cara a la
primera superficie de la segunda capa de sustrato.
También se describe un proceso para proporcionar una capa
de almacenamiento para un núcleo absorbente útil en un
artículo absorbente y es según la invención reivindicada, en
donde el núcleo tiene dos capas de almacenamiento. Cada capa
de almacenamiento se forma mediante un proceso que comprende
las etapas de:
-proporcionar un material de sustrato que comprende
una primera superficie y una segunda superficie
-depositar material absorbente sobre la primera
superficie del material de sustrato en un diseño, en
donde el diseño comprende al menos una zona que está
prácticamente libre de material absorbente y al menos
una zona que comprende material absorbente
-depositar un material termoplástico sobre la primera
superficie del material de sustrato y el material
absorbente, de manera que partes del material
termoplástico están en contacto directo con la
primera superficie del sustrato y partes del material
termoplástico están en contacto directo con el
material absorbente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La presente invención se refiere a un artículo
absorbente, preferiblemente a un artículo absorbente
desechable tal como un pañal.
En la presente memoria, los siguientes términos tienen
los siguientes significados:
El término “artículo absorbente” se refiere a
dispositivos que absorben y contienen líquido y, de forma más
específica, se refiere a dispositivos que se colocan contra el
cuerpo del portador o cerca del mismo para absorber y contener
los diversos exudados descargados por el cuerpo. Los artículos
absorbentes incluyen, aunque no de forma limitativa, pañales,
bragas para adultos incontinentes, bragas pañal, sujetapañales
y apósitos para pañales, compresas higiénicas y similares.
El término “desechable” se utiliza en la presente memoria
para describir artículos que generalmente no están previstos
para ser lavados o de otra manera recuperados o reutilizados
(es decir, están previstos para ser desechados después de un
sólo uso y, preferiblemente, para ser reciclados, convertidos
en abono o de otra manera eliminados de forma compatible con
el medio ambiente).
El término “pañal” se refiere a un artículo absorbente
generalmente usado por bebés y personas incontinentes
alrededor de la parte inferior del torso.
Los términos “comprenden”, “que comprende” y “comprende”
son términos abiertos que especifican la presencia de lo que
sigue, p. ej. un componente, pero no excluyen la presencia de
otras características, elementos, etapas o componentes
conocidos en la técnica o descritos en la presente memoria.
En los dibujos adjuntos, la Figura 6 muestra un núcleo
según la presente invención:
la Figura 1 es una vista en planta de un pañal como una
realización preferida de un artículo absorbente según la
presente invención;
la Figura 2 muestra una sección transversal de la Figura
1 tomada en el eje transversal;
la Figura 3 muestra un núcleo absorbente;
la Figura 4 muestra un núcleo absorbente alternativo;
la Figura 5 muestra cómo, por ejemplo, pueden disponerse
zonas de unión entre un material termoplástico y un material
de sustrato; y
la Figura 6 muestra un núcleo absorbente según la
presente invención.
La Figura 1 es una vista en planta de un pañal 20 como
una realización preferida de un artículo absorbente según la
presente invención. El pañal se muestra en estado extendido no
contraído (es decir, sin contracción inducida por el
elástico). Partes de la estructura se han cortado para mostrar
más claramente la estructura subyacente del pañal 20. La parte
del pañal 20 que entra en contacto con el portador está
orientada hacia el observador. El bastidor 22 del pañal 20 de
la Figura 1 comprende el cuerpo principal del pañal 20. El
bastidor 22 comprende una cubierta exterior que incluye una
lámina superior 24 permeable a los líquidos y/o una lámina 26
de respaldo impermeable a los líquidos. El bastidor puede
incluir una parte de un núcleo absorbente 28 encajado entre la
lámina superior 24 y la lámina 26 de respaldo. El bastidor
también puede incluir la mayor parte o todo el núcleo
absorbente 28 encajado entre la lámina superior 24 y la lámina
26 de respaldo. El bastidor preferiblemente también incluye
paneles 30 laterales, doblez vuelto 32 para las piernas y un
elemento 34 característico de cintura elástica, en donde el
doblez vuelto 32 para las piernas elastificado y el elemento
característico de cintura elástica, comprenden cada uno de
forma típica elementos elásticos 33. Una parte terminal del
pañal 20 está configurada como una primera región 36 de
cintura del pañal 20. La parte terminal opuesta está
configurada como una segunda región 38 de cintura del pañal
20. Una parte intermedia del pañal 20 está configurada como
una región 37 de entrepierna que se extiende longitudinalmente
entre las primera y segunda regiones 36 y 38 de cintura. Las
regiones 36 y 38 de cintura pueden incluir elementos elásticos
de manera que se ciñan alrededor de la cintura del portador
para proporcionar un mejor ajuste y confinamiento (elemento 34
característico de cintura elástica). La región 37 de
entrepierna es aquella parte del pañal 20 que, cuando se
utiliza el pañal 20, se encuentra generalmente colocada entre
las piernas del portador. El pañal 20 se muestra con su eje
longitudinal 10 y su eje transversal 12. La periferia del
pañal 20 está definida por los bordes exteriores del pañal 20
en donde los bordes longitudinales 44 se extienden
generalmente paralelos al eje longitudinal 100 del pañal 20 y
los bordes terminales 46 se extienden entre los bordes
longitudinales 44 generalmente paralelos al eje transversal
110 del pañal 20. El bastidor también comprende un sistema de
- fijación,
- que puede incluir al menos un elemento 42 de
- sujeción y al menos una zona 45 de
- descarga almacenada.
- En
- los artículos absorbente unitarios, el bastidor 22
comprende la estructura principal del pañal con otras
características añadidas para conformar la estructura de pañal
compuesta. Aunque la lámina superior 24, la lámina 26 de
respaldo y el núcleo absorbente 28 pueden estar unidos en
diferentes configuraciones bien conocidas, las configuraciones
de pañal preferidas se describen de forma general en las
patentes US-5.554.145 titulada “Absorbent Article With
Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible
Waist Feature” concedida a Roe y col. el 10 de septiembre de
1996; US-5.569.234 titulada “Disposable Pull-On Pant”
concedida a Buell y col. el 29 de octubre de 1996; y US
Extensible Side Panels” concedida a Robles y col. el 21 de
diciembre de 1999.
La lámina superior 24 en la figura 1 puede estar
completamente o parcialmente elastificada o puede estar
compactada para proporcionar un espacio vacío entre la lámina
superior 24 y el núcleo absorbente 28. Las estructuras
ilustrativas que incluyen láminas superiores elastificadas o
compactadas se describen en más detalle en la patente US
5.037.416 titulada “Disposable Absorbent Article Having
Elastically Extensible Topsheet” concedida a Allen y col. el 6
de agosto de 1991; y las patentes US-5.269.775 titulada
“Trisection Topsheets for Disposable Absorbent Articles and
- Disposable
- Absorbent Articles Having Such Trisection
- Topsheets”
- concedida a Freeland y col. el 14 de diciembre
- 1993.
El núcleo absorbente 28 en la Figura 1 generalmente está
dispuesto entre la lámina superior 24 y la lámina 26 de
respaldo. El núcleo absorbente 28 puede comprender cualquier
material absorbente que sea generalmente compresible, adaptable,
no irritante para la piel del portador y capaz de absorber y
retener líquidos tales como orina y otros exudados corporales.
El núcleo absorbente 28 puede comprender una amplia variedad de
materiales absorbentes de líquidos habitualmente utilizados en
pañales desechables y otros artículos absorbentes tales como
pasta de madera triturada, generalmente mencionada como fieltro
de aire. Ejemplos de otros materiales absorbentes adecuados
incluyen guata de celulosa plisada; polímeros fundidos por
soplado, incluidos los co-formados; fibras celulósicas
químicamente rigidizadas, modificadas o reticuladas; tisús,
incluyendo envolturas de tisú y laminados de tisú; espumas
absorbentes; esponjas absorbentes; polímeros superabsorbentes;
materiales gelificantes absorbentes; o cualquier otro material
absorbente o combinaciones de materiales conocidos. El núcleo
absorbente 28 puede también comprender pequeñas cantidades (de
forma típica menos de 10%) de materiales absorbentes de no
líquidos tales como adhesivos, ceras, aceites y similares.
Las estructuras absorbentes ilustrativas para usar como
las unidades absorbentes se describen en US-4.610.678 (Weisman
y col.); US-4.834.735 (Alemany y col.); US-4.888.231
(Angstadt); US-5.260.345 (DesMarais y col.); US-5.387.207
(Dyer y col.); la patente US-5.397.316 (LaVon y col.); y US
5.625.222 (DesMarais y col.).
La lámina 26 de respaldo puede estar unida con la lámina
superior 24. La lámina 26 de respaldo impide que los exudados
absorbidos por el núcleo absorbente 28 y contenidos dentro del
artículo 20 ensucien otros artículos externos que puedan estar
en contacto con el pañal 20, tales como sábanas y prendas
interiores. En realizaciones preferidas, la lámina 26 de
respaldo es prácticamente impermeable a los líquidos (p. ej.,
orina) y comprende un laminado de un material no tejido y una
película plástica fina tal como una película termoplástica que
tiene un espesor de aproximadamente 0,012 mm (0,5 mil) a
aproximadamente 0,051 mm (2,0 mils). Las películas de láminas
de respaldo adecuadas incluyen aquellas fabricadas por Tredegar
Industries Inc. de Terre Haute, IN (EE.UU.), comercializadas
con los nombres registrados X15306, X10962 y X10964. Otros
materiales de lámina de respaldo adecuados pueden incluir
materiales transpirables que permitan que el vapor escape del
pañal 20 pero sin permitir que los exudados pasen a través de
la lámina 26 de respaldo. Los materiales transpirables
ilustrativos pueden incluir materiales tales como bandas
tejidas, bandas no tejidas, materiales compuestos tales como
bandas no tejidas recubiertas con película, y películas
microporosas tales como las fabricadas por Mitsui Toatsu Co.,
de Japón, con el nombre ESPOIR NO y por Exxon Chemical Co., de
Bay City, TX (EE.UU.) con el nombre EXXAIRE. Los materiales
compuestos transpirables adecuados que comprenden mezclas de
polímeros son comercializados por Clopay Corporation,
Cincinnati, OH (EE.UU.) con el nombre HYTREL mezcla P18-3097.
Estos materiales compuestos transpirables se describen en mayor
detalle en PCT WO 95/16746, publicada el 22 de junio de 1995 en
nombre de E. I. DuPont. Otras láminas de respaldo
transpirables, incluidas bandas no tejidas y películas
conformadas por aberturas, se describen en US-5.571.096,
concedida a Dobrin y col. el 5 de noviembre de 1996.
El pañal 20 puede también incluir otras características
como las conocidas en la técnica, incluyendo paneles de
orejetas frontal y trasera, características de capa de cintura,
elásticos y similares para proporcionar mejores características
de ajuste, confinamiento y estética. Estas características
adicionales son bien conocidas en la técnica y se encuentran,
p. ej. descritas en las patentes US-3.860.003 y US-5.151.092.
Para mantener el pañal 20 en su sitio en el cuerpo del
portador, preferiblemente al menos una parte de la primera
región 36 de cintura está unida por el elemento 42 de sujeción
a al menos una parte de la segunda región 38 de cintura,
preferiblemente para formar abertura(s) de pierna y una cintura
del artículo. Cuando está fijado, el sistema de fijación lleva
una carga de tracción alrededor de la cintura del artículo. El
sistema de fijación está diseñado para permitir al usuario de
un artículo coger un elemento del sistema de fijación tal como
el elemento 42 de sujeción y unir la primera región 36 de
cintura a la segunda región 38 de cintura en al menos dos
lugares. Esto se consigue manipulando resistencias de enlace
entre los elementos del dispositivo de fijación.
Los pañales 20 según la presente invención pueden estar
provistos de un sistema de fijación cerrable repetidamente o
de forma alternativa pueden ser proporcionados en forma de
pañales tipo braga.
El sistema de fijación y cualquier componente del mismo
pueden incluir cualquier material adecuado para este uso,
incluyendo de forma no excluyente plásticos, películas,
espumas, bandas no tejidas, bandas tejidas, papel, laminados,
plástico reforzado con fibras y similares, o combinaciones de
los mismos. Puede ser preferible que los materiales que forman
el dispositivo de fijación sean flexibles. La flexibilidad
está diseñada para permitir que el sistema de fijación se
adapte a la forma del cuerpo y así reducir la probabilidad de
que el sistema de fijación irrite o dañe la piel del portador.
La Figura 2 muestra una sección transversal de la Figura 1
tomada en el eje transversal 110. Partiendo de la cara
orientada al portador, el pañal comprende la lámina superior
24, los componentes del núcleo absorbente 28 y la lámina 26 de
respaldo. El núcleo absorbente preferiblemente comprende el
sistema 50 de captación, que comprende una capa 52 de captación
superior orientada hacia la piel del portador y una capa 54 de
captación inferior orientada hacia la prenda de vestir del
portador. En una realización preferida la capa 52 de captación
superior comprende un material no tejido mientras que la capa
de captación inferior preferiblemente comprende una mezcla de
fibras químicamente rigidizadas, retorcidas y onduladas, fibras
de alta superficie específica y fibras termoplásticas de unión.
En otra realización preferida ambas capas de captación son
proporcionadas de un material no tejido, que preferiblemente es
hidrófilo. La capa de captación preferiblemente está en
contacto directo con la capa 60 de almacenamiento.
La capa 60 de almacenamiento puede estar envuelta por un
material de envoltura de núcleo. En una realización preferida
el material de envoltura del núcleo comprende una capa
superior 56 y una capa inferior 58. El material de envoltura
del núcleo, la capa superior 56 o la capa inferior 58 pueden
estar hechos de un material no tejido. Un material preferido
es el denominado material SMS, que comprende una capa ligada
por hilado, una capa fundida por soplado y otra capa ligada
por hilado. Son muy preferidos materiales no tejidos
permanentemente hidrófilos y en particular materiales no
tejidos con recubrimientos hidrófilos duraderos. Un material
preferido alternativo comprende una estructura SMMS.
La capa superior 56 y la capa inferior 58 pueden estar
hechas de dos o más hojas separadas de materiales o de forma
alternativa pueden estar hechas de una hoja unitaria de
material. Esta hoja unitaria de material puede estar envuelta
alrededor de la capa 60 de almacenamiento, p. ej. formando un
pliegue en C.
Los materiales no tejidos preferidos están hechos de fibras
sintéticas, tales como PE, PET y con máxima preferencia PP. Dado
que los polímeros utilizados para la producción de materiales no
tejidos son inherentemente hidrófobos, estos están
preferiblemente recubiertos con recubrimientos hidrófilos.
Una forma preferida de producir materiales no tejidos con
recubrimientos hidrófilos duraderos, es aplicando un monómero
hidrófilo y un iniciador de polimerización de radicales al
material no tejido, y realizando una polimerización activada
mediante luz UV para obtener monómeros químicamente unidos a
la superficie del material no tejido, como se describe en EPA-14-034 19.
Una manera alternativa preferida para producir materiales
no tejidos con recubrimientos duraderos hidrófilos es recubrir
el material no tejido con nanopartículas hidrófilas como se
describe en la solicitud codependiente WO 02/064877.
De forma típica, las nanopartículas tienen una dimensión
máxima de menos de 750 nm. Las nanopartículas con tamaños entre
2 y 750 nm pueden ser producidas de forma rentable. Las ventajas
de las nanopartículas es que muchas de ellas pueden dispersarse
fácilmente en solución de agua para permitir la aplicación de
recubrimiento sobre el material no tejido; de forma típica a
partir de recubrimientos transparentes, y los recubrimientos
aplicados a partir de soluciones acuosas son de forma típica
suficientemente resistentes a la exposición al agua.
- Las
- nanopartículas pueden ser de tipo orgánico o
- inorgánico,
- sintético o natural. Las nanopartículas
- inorgánicas
- generalmente existen como óxidos, silicatos o
carbonatos. Ejemplos típicos de nanopartículas adecuadas son
minerales de tipo arcilla en forma de capas (p. ej., LAPONITE™
de Southern Clay Products, Inc. (EE.UU.), y Boehmite alumina
(p. ej., Disperal P2™ de North American Sasol. Inc).
Un material no tejido recubierto con nanopartículas muy
preferido se describe en la solicitud de patente codependiente
titulada “Disposable absorbent article comprising a durable
hydrophilic core wrap” cuyos inventores (en EE.UU., los
solicitantes) son Ekaterina Anatolyevna Ponomarenko y Mattias
NMN Schmidt.
Otros materiales no tejidos útiles se describen en WO
2002/0192366, WO 2002/0150678, EP-A-1356152, EP-A-1470281 y
EP-A-1470282.
En algunos casos, la superficie del material no tejido
puede ser tratada previamente con tratamiento de alta energía
(corona, plasma) antes de aplicar recubrimientos de
nanopartículas. El tratamiento previo con alta energía de
forma típica aumenta temporalmente la energía superficial de
una superficie con baja energía superficial (tal como PP)
permitiendo así una mejor humectación de un material no tejido
por la dispersión de nanopartículas en agua.
Cabe destacar que los materiales no tejidos
permanentemente hidrófilos son también útiles en otras partes
de un artículo absorbente. Por ejemplo, se ha descubierto que
las láminas superiores y las capas de captación que comprenden
materiales no tejidos permanentemente hidrófilos, como se ha
descrito anteriormente, dan buen resultado.
En resumen, en un aspecto de la presente invención, se
prefieren los artículos absorbentes que comprenden una tela no
tejida, en donde la tela no tejida comprende una pluralidad de
fibras y tiene una tensión superficial de al menos 55 mN/m,
preferiblemente de al menos 60 mN/m y, con máxima preferencia,
de al menos 65 mN/m o superior cuando ésta es humedecida con
solución salina y presenta un tiempo de penetración de menos
de 5 s para un quinto chorro de líquido.
La tensión superficial es una medida del mantenimiento de
un cierto nivel de hidrofilicidad. Este valor debe medirse
- utilizando el método de ensayo descrito más adelante
- en la
- presente memoria.
- El
- tiempo de penetración es una medida del nivel de
hidrofilicidad. Este valor debe medirse utilizando el método
de ensayo descrito más adelante en la presente memoria.
De acuerdo con la presente invención, el núcleo absorbente
28 comprende una capa 100 de sustrato, material 110 polimérico
absorbente y una capa fibrosa de adhesivo 120. La capa 100 de
sustrato preferiblemente se proporciona de un material no
tejido, siendo materiales no tejidos preferidos los ilustrados
anteriormente para la capa superior 56 o la capa inferior 58.
La capa 100 de sustrato comprende una primera superficie y
una segunda superficie. Al menos, partes de la primera
superficie de la capa 100 de sustrato están en contacto directo
con una capa de material 110 polimérico absorbente. Esta capa de
material 110 polimérico absorbente es preferiblemente una capa
discontinua y comprende una primera superficie y una segunda
superficie. En la presente memoria, una capa discontinua es una
capa que comprende aberturas. De forma típica estas aberturas
tienen un diámetro o una separación máxima de menos de 10 mm,
preferiblemente de menos de 5 mm, 3 mm, 2 mm y de más de 0,5 mm,
1 mm o 1,5 mm. Al menos, parte de la segunda superficie de la
capa 110 de material polimérico absorbente está en contacto con,
al menos, partes de la primera superficie del material 100 de la
capa de sustrato. La primera superficie del material 112
polimérico absorbente define una cierta altura de la capa de
polímero absorbente por encima de la primera superficie de la
capa de material 100 de sustrato. Cuando la capa 110 de material
polimérico absorbente se proporciona como una capa discontinua,
partes de la primera superficie de la capa 100 de sustrato no
están cubiertas por material 110 polimérico absorbente.
El material termoplástico 120 se proporciona como una capa
fibrosa que esté parcialmente en contacto con el material 110
polimérico absorbente y parcialmente en contacto con la capa
100 de sustrato. La Figura 3 muestra esta estructura preferida.
En esta estructura preferida la capa 110 de material polimérico
absorbente se proporciona como una capa discontinua y una capa
de material 120 fibroso termoplástico se aplica sobre la capa
de material 110 polimérico absorbente, de manera que la capa
termoplástica 120 esté en contacto directo con la primera
superficie de la capa 110 de material polimérico absorbente,
pero también en contacto directo con la primera superficie de
la capa 100 de sustrato, en donde la capa de sustrato no está
cubierta por el material 110 polimérico absorbente. Esto
proporciona una estructura prácticamente tridimensional a la
capa fibrosa de material termoplástico 120 que en sí misma es
prácticamente una estructura bidimensional con un espesor
relativamente pequeño (en la dirección z), con respecto a la
extensión en las direcciones x e y. En otras palabras, la capa
fibrosa de material termoplástico 120 ondula entre la primera
superficie del material 110 polimérico absorbente y la primera
superficie de la capa 100 de sustrato.
Así, el material termoplástico 120 proporciona cavidades
para contener el material 110 polimérico absorbente e
inmovilizar este material. En otro aspecto, el material
termoplástico 120 se une al sustrato 100 y, por consiguiente,
fija el material 110 polimérico absorbente al sustrato 100.
Los materiales termoplásticos muy preferidos también
penetrarán en el material 110 polimérico absorbente y en una
capa 100 de sustrato, proporcionando así una inmovilización y
fijación adicionales.
Lógicamente, aunque los materiales termoplásticos
descritos en la presente memoria proporcionan una
inmovilización en estado húmedo mucho mejor, es decir una
inmovilización del material absorbente cuando el artículo está
mojado o al menos parcialmente cargado, estos materiales
termoplásticos también proporcionan una inmovilización del
material absorbente muy buena cuando el artículo está seco.
De acuerdo con la presente invención, el material 110
polimérico absorbente también puede ser mezclado con material
fibroso, tal como material de fieltro de aire, que puede
proporcionar la matriz para una inmovilización adicional del
material polimérico superabsorbente. Sin embargo,
preferiblemente se utiliza una cantidad relativamente baja de
material fibroso de celulosa, preferiblemente menos de 40%,
20% ó 10%, en peso de material fibroso de celulosa con
respecto al peso de material 110 polimérico absorbente.
Un núcleo absorbente alternativo se muestra en la Figura
4. El núcleo absorbente mostrado en la Figura 4 además
comprende una capa 130 de cubierta. Esta capa de cubierta puede
proporcionarse del mismo material que la capa 100 de sustrato,
o puede proporcionarse de un material diferente. Los materiales
preferidos para la capa de cubierta son los materiales no
tejidos, de forma típica los materiales descritos anteriormente
como útiles para la capa superior 56 y la capa inferior 58. En
esta realización partes de la capa 130 de cubierta se unen con
partes de la capa 100 de sustrato a través del material
termoplástico 120. Así, la capa 100 de sustrato junto con la
capa 130 de cubierta proporcionan cavidades para inmovilizar el
material 110 polimérico absorbente.
En las Figuras 3 y 4 las zonas de contacto directo entre
el material termoplástico 120 y el material 100 de sustrato
reciben el nombre de zonas de unión 140. La forma, el número y
la disposición de las zonas de unión 140 afectarán a la
inmovilización del material 110 polimérico absorbente. Las
zonas de unión pueden tener forma cuadrada, rectangular o
circular. Las zonas de unión preferidas tienen forma circular.
Preferiblemente tienen un diámetro de más de 0,5 mm ó 1 mm ó
1,5 mm y de menos de 10 mm ó 5 mm ó 3 mm ó 2 mm. Si las zonas
de unión 140 no tienen forma circular, tienen preferiblemente
un tamaño como para encajar dentro de un círculo de cualquiera
de los diámetros preferidos mencionados anteriormente.
Las zonas de unión 140 pueden estar dispuestas en un
diseño normal o irregular. Por ejemplo, las zonas de unión 140
pueden estar dispuestas a lo largo de líneas como se muestra
en la Figura 5. Estas líneas pueden estar alineadas con el eje
longitudinal del núcleo absorbente o de forma alternativa
pueden tener un cierto ángulo con respecto a los bordes
longitudinales del núcleo. Se ha descubierto que una
disposición a lo largo de líneas paralelas a los bordes
longitudinales del núcleo absorbente 28 crean canales en la
dirección longitudinal que producen una menor inmovilización
en estado húmedo. Preferiblemente, por tanto, las zonas de
unión 140 están dispuestas a lo largo de líneas que forman un
ángulo de 20 grados, 30 grados, 40 grados ó 45 grados con los
bordes longitudinales del núcleo absorbente 28. Otro diseño
preferido para las zonas de unión 140 es un diseño que
comprende polígonos, por ejemplo pentágonos y hexágonos, o una
combinación de pentágonos y hexágonos. También son preferidos
los diseños irregulares de las zonas de unión 140, que también
se ha observado que proporcionan una buena inmovilización en
estado húmedo.
Según la presente invención se pueden seleccionar dos
diseños fundamentalmente diferentes para las zonas de unión
140. En una realización, las zonas de unión son discontinuas.
Se encuentran colocadas dentro de zonas de material
absorbente, como islas en el mar. Las zonas de materiales
absorbentes se mencionan como zonas unidas. En una realización
alternativa, las zonas de unión pueden estar unidas. Entonces,
el material absorbente puede estar depositado en un diseño
discontinuo o, en otras palabras, el material absorbente
representa islas en un mar de material termoplástico (120).
Por tanto, una capa discontinua de material 110 polimérico
absorbente puede comprender zonas conectadas de material 110
polimérico absorbente o puede comprender zonas discontinuas de
material 110 polimérico absorbente.
En otro aspecto de la presente invención, se ha
descubierto que se pueden formar núcleos absorbentes que
proporcionan una buena inmovilización en estado húmedo
combinando dos capas como se muestra en la Figura 3 y se
describe en su contexto. Esta realización, que es una
realización de la presente invención, se muestra en la Figura
6. El material del núcleo absorbente mostrado en la figura
comprende dos capas 100 de sustrato, dos capas de material 110
polimérico absorbente y dos capas de materiales 120
termoplásticos fibrosos. Las dos capas de almacenamiento están
unidas con la primera superficie de la capa (100) de sustrato
de la primera capa (60) de almacenamiento orientada de cara a
la primera superficie de la capa (100) de sustrato de la
segunda capa (60) de almacenamiento. Las dos capas
discontinuas de material 110 polimérico absorbente se disponen
de forma típica de forma que el material polimérico absorbente
de una capa esté orientado hacia las zonas de unión 140 de la
otra capa.
Los núcleos descritos en las Figuras 3, 4 y 6 pueden
utilizarse para proporcionar la capa 60 de almacenamiento de un
núcleo absorbente. Sin embargo, también pueden utilizarse para
proporcionar el núcleo totalmente absorbente 28. En este caso
no se utilizan otros materiales de envoltura del núcleo, tales
como la capa superior 56 y la capa inferior 58. Con respecto a
la realización de la Figura 3, la capa 100 de sustrato puede
proporcionar la función de la capa inferior 58 y la capa 120 de
material fibroso termoplástico puede proporcionar la función de
la capa superior 56. En la Figura 4 la capa 130 de cubierta
puede proporcionar la función de la capa superior 56 y la capa
100 de sustrato puede proporcionar la función de la capa
inferior 58. En la Figura 6, las dos capas 100 de sustrato
utilizadas pueden proporcionar las funciones de la capa
superior 56 y de la capa inferior 58, respectivamente.
Según la presente invención la capa termoplástica 120 es un
adhesivo termofusible. Diferentes composiciones termoplásticas
son adecuadas para inmovilizar el material absorbente.
Algunos materiales inicialmente termoplásticos pueden
posteriormente perder su termoplasticidad debido a una etapa de
curado, p. ej. iniciada mediante calor, radiación UV, exposición
a un haz de electrones o humedad u otro medio de curado, dando
lugar a una formación irreversible de una red reticulada de
enlaces covalentes. Los materiales que han perdido su
comportamiento termoplástico inicial también se consideran en la
presente memoria como materiales termoplásticos 120.
Sin pretender imponer ninguna teoría, se ha descubierto
que estas composiciones termoplásticas son de máxima utilidad
para inmovilizar el material 110 polimérico absorbente,
combinando una buena cohesión y un buen comportamiento de
adhesión. Una buena adhesión es crítica para garantizar que la
capa termoplástica 120 mantenga un buen contacto con el
material 110 polimérico absorbente y en particular con el
sustrato. La buena adhesión representa un reto, especialmente
cuando se utiliza un sustrato no tejido. La buena cohesión
garantiza que el adhesivo no se rompa, en particular como
respuesta a fuerzas externas y especialmente como respuesta a
la deformación. El adhesivo está sometido a fuerzas externas
cuando el producto absorbente ha absorbido líquido, que después
es almacenado en el material 110 polimérico absorbente el cual,
como respuesta, se hincha. Un adhesivo preferido permitirá este
hinchamiento sin romperse y sin transmitir demasiada fuerza de
compresión, lo que impediría que el material 110 polimérico
absorbente se hinchara. Cabe destacar que, de acuerdo con la
presente invención, el adhesivo no debería romperse ya que esto
afectaría a la inmovilización en estado húmedo. Las
composiciones termoplásticas preferidas que cumplen estos
requisitos tienen las siguientes características:
La composición termoplástica puede comprender, en su
conjunto, un único polímero termoplástico o una mezcla de
polímeros termoplásticos que tienen un punto de
reblandecimiento, determinado mediante el método ASTM D-36-95
“Ring and Ball”, en el intervalo de 50 °C a 300 °C, o de forma
alternativa la composición termoplástica puede ser un adhesivo
de fusión en caliente que comprende al menos un polímero
termoplástico junto con otros diluyentes termoplásticos tales
como resinas adhesivas, plastificantes y aditivos tales como
antioxidantes.
El polímero termoplástico tiene de forma típica un peso
molecular (PM) de más de 10.000 y una temperatura de
transición vítrea (Tg) habitualmente inferior a la temperatura
ambiente. Las concentraciones típicas del polímero en una masa
fundida están en el intervalo de 20% -40% en peso. Una amplia
variedad de polímeros termoplásticos son adecuados para su uso
en la presente invención. Estos polímeros termoplásticos son
preferiblemente insensibles al agua. Ejemplos de polímeros son
los copolímeros de bloques (estirénicos) incluyendo
estructuras de tres bloques A-B-A, estructuras de dos bloques
A-B y estructuras de copolímero de bloques radiales (A-B)n en
donde los bloques A son bloques de polímeros no elastoméricos,
de forma típica que comprenden poliestireno, y los bloques B
son dieno conjugado insaturado o versiones (parcialmente)
hidrogenadas de éste. El bloque B es de forma típica isopreno,
butadieno, etileno/butileno (butadieno hidrogenado),
etileno/propileno (isopreno hidrogenado) y mezclas de los
mismos.
Otros polímeros termoplásticos adecuados que pueden ser
utilizados son las poliolefinas de metaloceno, que son
polímeros de etileno que se preparan utilizando catalizadores
de sitio único o de metaloceno. En éstos al menos un
comonómero puede ser polimerizado con etileno para preparar un
copolímero, terpolímero o polímero de orden superior. También
son aplicables las poliolefinas amorfas o las polialfaolefinas
amorfas (APAO) que son homopolímeros, copolímeros o
terpolímeros de alfaolefinas C2 a C8.
La resina tiene de forma típica un PM inferior a 5.000 y
un valor Tg habitualmente superior a la temperatura ambiente y
las concentraciones típicas de la resina en una masa fundida
están en el intervalo de 30% -60%. El plastificante tiene un
PM bajo, de forma típica de menos de 1.000, y un valor Tg
inferior a la temperatura ambiente, siendo una concentración
típica de 0% -15%.
El adhesivo está presente en forma de fibras por todo el
núcleo, es decir, el adhesivo es fibroso. Preferiblemente, las
fibras tendrán un espesor medio de 1-50 micrómetros y una
longitud media de 5 mm a 50 cm.
Para mejorar la adhesión del material termoplástico 120 a
la capa 100 de sustrato o a cualquier otra capa, en particular
cualquier otra capa de material no tejido, esta capa puede ser
tratada previamente con un adhesivo auxiliar.
Preferiblemente, el adhesivo cumplirá al menos uno de los
parámetros siguientes, y más preferiblemente varios o todos
ellos:
Un adhesivo preferido tendrá un módulo de almacenamiento G’
medido a 20 °C de al menos 30.000 Pa y menos de 300.000 Pa
preferiblemente menos de 200.000 Pa, más preferiblemente menos
de 100.000 Pa. El módulo de almacenamiento G’ a 20 °C es una
medida de la “pegajosidad” permanente o de la adhesión
permanente del material termoplástico utilizado. Una buena
adhesión garantizará un contacto bueno y permanente entre el
material termoplástico y por ejemplo la capa 100 de sustrato. En
otro aspecto, el módulo de almacenamiento G’ medido a 60 °C
debería ser menos de 300.000 Pa y más de 18.000 Pa,
preferiblemente más de 24.000 Pa, con máxima preferencia más de
30.000. El módulo de almacenamiento medido a 60 °C es una medida
de la estabilidad de forma del material termoplástico a
temperatura ambiente elevada. Este valor es especialmente
importante si el producto absorbente es utilizado en un clima
cálido donde la composición termoplástica perdería su integridad
si el módulo de almacenamiento G’ a 60 °C no fuera
suficientemente elevado.
En otro aspecto, el ángulo de pérdida Tan Delta del
adhesivo a 60 °C debería ser inferior a 1, preferiblemente
inferior a 0,5. El ángulo de pérdida Tan Delta a 60 °C está
relacionado con el carácter líquido de un adhesivo a elevada
temperatura ambiente. Cuanto más bajo es Tan Delta, más se
comportará un adhesivo como un sólido en lugar de como un
líquido, es decir menor será su tendencia a fluir o migrar y
menor será la tendencia de una superestructura adhesiva como
- la descrita
- en la presente memoria a deteriorarse o incluso
- aplastarse
- con el tiempo. Este valor es, por tanto,
- especialmente
- importante si el artículo absorbente es
- utilizado en un clima cálido.
En otro aspecto, el adhesivo preferido debería tener una
temperatura de transición vítrea Tg inferior a 25 °C,
preferiblemente inferior a 22 °C, más preferiblemente inferior
a 18 °C y, con máxima preferencia, inferior a 15 °C. Una
temperatura de transición vítrea Tg baja es beneficiosa para
una buena adhesión. En otro aspecto una temperatura de
transición vítrea Tg baja garantiza que el material
termoplástico adhesivo no se vuelva quebradizo.
En otro aspecto, un adhesivo preferido tendrá una
temperatura de transición Tx suficientemente elevada. Se ha
descubierto que una temperatura de transición Tx suficientemente
elevada es beneficiosa para la estabilidad a alta temperatura
de la capa termoplástica y, por tanto, garantiza un buen
rendimiento del producto absorbente y en particular una buena
inmovilización en estado húmedo incluso en climas cálidos y a
temperaturas elevadas. Por tanto, Tx debería preferiblemente ser
superior a 80 °C, más preferiblemente superior a 85 °C y, con
máxima preferencia, superior a 90 °C.
En otro aspecto importante, los adhesivos preferidos de acuerdo con la presente invención tendrán un parámetro � de resistencia cohesiva suficiente. El parámetro � de resistencia cohesiva se mide utilizando el ensayo de fluencia reológica, como se describe a continuación. Un parámetro � de resistencia cohesiva suficientemente bajo es representativo de un adhesivo elástico que, por ejemplo, puede ser estirado sin desgarrarse. Si se aplica una tensión � de = 1.000 Pa, el parámetro � de resistencia cohesiva es preferiblemente inferior a 100%, más preferiblemente inferior a 90% y, con máxima preferencia, inferior a 75%. Para una tensión � de = 125.000 Pa, el parámetro � de resistencia cohesiva es preferiblemente inferior a 1.200%, más preferiblemente inferior a 1.000% y con máxima preferencia inferior a 800%.
Un adhesivo muy preferido útil como material termoplástico
(120) según se describe en la presente memoria cumplirá la
mayor parte o todos los parámetros anteriores. Deberá
dedicarse especial atención a garantizar que el adhesivo
proporcione tanto una buena cohesión como una buena adhesión.
El proceso para fabricar núcleos absorbentes 28
preferidos de acuerdo con la presente invención comprende las
siguientes etapas:
El núcleo absorbente 28 es aplicado sobre un tambor
descendente que presenta una superficie no uniforme. En una
primera etapa del proceso la capa 100 de sustrato es aplicada
sobre la superficie no uniforme. Debido a la gravedad, o
preferiblemente utilizando un medio de vacío, la capa de
material de sustrato seguirá el contorno de la superficie no
uniforme y de esta forma la capa de material de sustrato
adoptará una forma de montaña y valle. Sobre esta capa (100)
de sustrato se dispone de material polimérico absorbente por
medios conocidos en la técnica. El material polimérico
absorbente se acumulará en los valles de la capa 100 de
sustrato. En otra etapa del proceso un adhesivo de fusión en
caliente se coloca sobre el material polimérico absorbente.
Aunque puede utilizarse cualquier medio de aplicación de
adhesivo conocido en la técnica para colocar el adhesivo
termofusible sobre el material polimérico absorbente, el
adhesivo termofusible preferiblemente se aplica mediante un
sistema de boquilla. Preferiblemente, se utiliza un sistema de
boquilla que puede proporcionar una cortina de adhesivo
relativamente fina pero ancha. Esta cortina de adhesivo es a
continuación colocada sobre la capa 100 de sustrato y el
material polimérico absorbente. Como las partes altas de la
montaña de la capa 100 de sustrato están menos cubiertas por
material polimérico absorbente, el adhesivo entrará en
contacto con estas zonas de la capa de sustrato.
En otra etapa opcional del proceso, una capa 130 de
cubierta se coloca sobre la capa 100 de sustrato, el material
polimérico absorbente y la capa de adhesivo de fusión en
caliente. La capa 130 de cubierta estará en contacto adhesivo
con la capa 100 de sustrato en las zonas de unión 140. En
estas zonas de unión 140 el adhesivo está en contacto directo
con la capa 100 de sustrato. La capa 130 de cubierta de forma
típica no estará en contacto adhesivo con la capa 100 de
sustrato allí donde los valles de la capa 100 de sustrato
están llenos con material polimérico absorbente.
De forma alternativa la capa 130 de cubierta puede ser
aplicada sobre un tambor con una superficie no uniforme y la
- capa
- 100 de sustrato puede ser añadida en una etapa
- consecutiva
- del proceso. El núcleo mostrado en la Fig. 4
- podría producirse mediante este proceso.
En una realización alternativa, la capa 130 de cubierta y
la capa 100 de sustrato se proporcionan a partir de una hoja
de material unitaria. La colocación de la capa 130 de cubierta
sobre la capa 100 de sustrato implicará entonces el
plegamiento de la pieza de material unitaria.
Por tanto, la operación irregular del sistema de
aplicación, que preferiblemente es un tambor aplicador, de
forma típica determina la distribución de material polimérico
absorbente en la capa 60 de almacenamiento y de forma análoga
determina el diseño de las zonas de unión 140. De forma
alternativa, la distribución del material polimérico
absorbente puede variarse mediante vacío.
Preferiblemente la distribución del material polimérico
absorbente tiene un perfil, y con máxima preferencia tiene un
perfil en la dirección longitudinal. Por tanto, a lo largo del
eje longitudinal del núcleo absorbente, que normalmente coincide
con el eje longitudinal del artículo absorbente, por ejemplo del
pañal, el peso por unidad de superficie del material polimérico
absorbente variará. Preferiblemente, el peso base de material
polimérico absorbente en al menos un primer cuadrado
seleccionado libremente de medidas 1 cm x 1 cm es al menos 10%,
o 20%, o 30%, 40% o 50% superior al peso base de material
polimérico absorbente en al menos un segundo cuadrado
seleccionado libremente de medidas 1 cm x 1 cm. Preferiblemente,
el criterio se adopta si el primer y el segundo cuadrado están
centrados alrededor del eje longitudinal.
Opcionalmente, el núcleo absorbente también puede
comprender un material fibroso absorbente, por ejemplo fibras
de celulosa. Este material fibroso puede ser mezclado
previamente con el material polimérico absorbente para ser
aplicado en una etapa del proceso o de forma alternativa para
ser aplicado en diferentes etapas del proceso.
Se ha descubierto que resulta beneficioso utilizar un
material polimérico absorbente en forma de partículas para los
núcleos absorbentes realizados en la presente invención. Sin
pretender imponer ninguna teoría, se cree que este material,
incluso en estado hinchado, es decir, cuando el líquido ha
sido absorbido, no obstruye prácticamente el flujo de líquido
a través del material, especialmente cuando la permeabilidad
expresada por la conductividad en flujo de solución salina del
material polimérico absorbente es mayor que 10, 20, 30 ó 40
unidades SFC, en donde 1 unidad SFC es 1 x 10-7 (cm3 x s) / g.
La conductividad en flujo de solución salina es un parámetro
bien conocido en la técnica y se mide de acuerdo con el ensayo
descrito en EP 752 892 B.
Para conseguir una capacidad de absorción suficiente en
un artículo absorbente preferido según la presente invención,
y especialmente si el artículo absorbente es un pañal o un
producto para adultos incontinentes, el material polimérico
superabsorbente estará presente con un peso por unidad de
superficie de más de 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700,
800 ó 900 g/m2.
Los artículos preferidos según la presente invención
alcanzan una ancho de entrepierna relativamente estrecho, que
aumenta el confort de uso. Un artículo preferido según la
presente invención alcanza un ancho de entrepierna de menos de
100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm o incluso de menos de
50 mm. Por tanto, preferiblemente un núcleo absorbente según
la presente invención tiene un ancho de entrepierna medido a
lo largo de una línea transversal que está situada a igual
distancia del borde frontal que del borde trasero del núcleo
que es de menos de 100 mm, 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm o
incluso de menos de 50 mm. Se ha descubierto que en la mayoría
de los artículos absorbentes la descarga de líquido se produce
predominantemente en la mitad frontal. La mitad frontal del
núcleo absorbente debería, por tanto, comprender la mayor
parte de la capacidad de absorción del núcleo. Preferiblemente
la mitad frontal de dicho núcleo absorbente comprende más de
60%, más preferiblemente más de 65%, 70%, 75%, 80%, 85% o 90%,
de la capacidad de absorción.
Ensayo de fluencia reológica
Equipos:
- •
- Reómetro AR 2000 de TA Instruments como se describe a continuación
- •
- Resto
Reómetro:
En un conjunto de ensayos para realizar el ensayo de
fluencia se utiliza el reómetro AR 2000 de TA Instruments. En
el mercado se encuentran disponibles otros reómetros con los
que se obtienen prácticamente los mismos resultados. La Figura
8 proporciona una representación esquemática del reómetro
(400). El reómetro es capaz de aplicar un esfuerzo de
cizallamiento al adhesivo y medir la respuesta a la
deformación resultante (deformación por cizallamiento) a
temperatura constante. El adhesivo se coloca entre un elemento
Peltier que actúa como placa fija inferior (410) y una placa
superior (420) con un radio R de 10 mm, que está unida al
árbol de accionamiento de un motor para generar el esfuerzo de
cizallamiento. La distancia entre ambas placas tiene una
altura H de 1500 micrómetros. El elemento Peltier permite
controlar la temperatura del material (± 0,5 °C).
Preparación de la muestra:
- •
- Homogeneizar el adhesivo a 150 °C-175 °C (dependiendo del tipo de adhesivo) durante 1 hora en un horno de laboratorio.
- •
- Agitar ocasionalmente para garantizar un mezclado adecuado de la envoltura y el adhesivo pero evitando la formación de burbujas de aire.
- •
- Después de la homogeneización en el horno verter la muestra sobre papel de silicona para que se enfríe.
- •
- Una vez que el material se ha enfriado a TA, pesar aproximadamente 0,6 g de adhesivo para el ensayo de fluencia y colocar el material sobre la placa Peltier.
Ejecución del ensayo:
- •
- Fundir el adhesivo a 120 °C (o a una temperatura superior en caso necesario) sobre la placa Peltier
- •
- En cuanto el adhesivo se encuentra completamente fundido, bajar la placa superior a una distancia de
1.500 micrómetros para ponerla en contacto adecuado
con el adhesivo fundido
- •
- Retirar el exceso de material
- •
- Ajustar la temperatura a la temperatura de medición de 35 °C
- •
- Ajustar el tiempo de acondicionado a 20 min para garantizar el equilibrio térmico entre el elemento Peltier, el adhesivo y la placa superior
- •
- Fijar la tensión de medición � a un valor constante
(p. ej. 10.000 Pa o a 125.000 Pa) para aplicarla
inmediatamente al adhesivo al comenzar la etapa de
retardo
- •
- Ajustar el tiempo de retardo a 5 min
- •
- Ajustar la tensión a 0 para eliminar inmediatamente la tensión al comienzo de la etapa de recuperación
- •
- Ajustar el tiempo de recuperación a 5 min
- •
- Una vez finalizado el ensayo, fundir el adhesivo, levantar la placa superior y retirar el adhesivo, tanto del elemento Peltier como de la placa superior
- •
- Volver a ajustar la temperatura a la temperatura de medición o a la temperatura de espera (TA)
Informe de resultados
• Anotar la deformación en % (�, en la presente memoria mencionada como parámetro de resistencia cohesiva) como una función de la temperatura y la tensión después de 5 min de aplicar tensión (al final de la etapa de retardo), p. ej. a 35 °C y 10.000 Pa o a 35 °C y
Análisis mecánico dinámico (DMA) – Barrido en temperatura
• Equipos:
- •
- Reómetro AR 2000 de TA Instruments como se describe a continuación
- •
- Resto
Reómetro:
El ensayo establecido para realizar el barrido en
temperatura comprende el reómetro AR 2000 de TA Instruments
como se describe en la presente memoria. En el mercado se
encuentran disponibles otros reómetros con los que se obtienen
prácticamente los mismos resultados. La Figura 8 proporciona
una representación esquemática del reómetro (400). El reómetro
es capaz de aplicar un esfuerzo de cizallamiento al adhesivo y
medir la respuesta a la deformación resultante (deformación
por cizallamiento) a temperatura constante.
El reómetro es capaz de aplicar una pequeña tensión
oscilatoria para conseguir una deformación oscilatoria
constante dentro de la región viscoelástica lineal del
adhesivo (p. ej. 0,05%). El instrumento permite medir el
módulo de almacenamiento resultante, el módulo de pérdida y la
desviación de fase entre la tensión y la deformación (factor
de pérdida) en función de la temperatura. La frecuencia de
oscilación es 1 Hz. El adhesivo se coloca entre un elemento
Peltier que actúa como placa fija inferior (410) y una placa
superior (420) con un radio R de 10 mm, que está unida al
árbol de accionamiento de un motor para generar el esfuerzo de
cizallamiento. La distancia entre ambas placas tiene una
altura H de 1500 micrómetros. El elemento Peltier permite
controlar la temperatura del material (± 0,5 °C).
Preparación de la muestra:
- •
- Homogeneizar el adhesivo a 150 °C-175 °C (dependiendo del tipo de adhesivo) durante 1 hora en un horno de laboratorio.
- •
- Agitar ocasionalmente para garantizar un mezclado adecuado de la envoltura y el adhesivo pero evitando la formación de burbujas de aire.
- •
- Después de la homogeneización en el horno, verter la muestra sobre papel de silicona para que se enfríe.
- •
- Después de enfriar el material a TA, pesar aproximadamente 0,6 g de adhesivo, hacer un barrido en temperatura y colocar el material sobre la placa Peltier.
Ejecución del ensayo:
- •
- Fundir el adhesivo a 120 °C (o a una temperatura superior en caso necesario) sobre la placa Peltier
- •
- En cuanto el adhesivo se encuentra completamente fundido, bajar la placa superior a una distancia de
1.500 micrómetros para ponerla en contacto adecuado
con el adhesivo fundido
- •
- Retirar el exceso de material y ajustar la temperatura a la temperatura inicial de medición (p. ej., 150 °C, dependiendo del intervalo de temperatura de interés � ver más adelante)
- •
- Ajustar la temperatura a la temperatura inicial dependiendo del intervalo de temperatura en donde se desean determinar las propiedades reológicas del adhesivo (p. ej., 150 °C, en cualquier caso comenzar con la temperatura más alta)
- •
- Ajustar el tiempo de acondicionado a 20 min para asegurar equilibrio térmico entre el elemento Peltier, adhesivo y placa superior
- •
- Ajustar la temperatura inicial (véase más arriba)
- •
- Ajustar la deformación constante de medición (p. ej., 0,05%)
- •
- Ajustar la frecuencia constante (p. ej., 1 Hz)
- •
- Ajustar la velocidad de enfriamiento (p. ej., 2 °C/min)
- •
- Ajustar la temperatura final (p. ej. -5 °C) dependiendo del intervalo de temperatura en donde se
desean determinar las propiedades reológicas del
adhesivo y en función de la capacidad de enfriamiento
del elemento Peltier.
- •
- Ajustar la temperatura a TA
- •
- Una vez finalizado el ensayo, fundir el adhesivo, levantar la placa superior y retirar el adhesivo del elemento Peltier y de la placa superior
- •
- Volver a ajustar la temperatura a TA
Informe de resultados
- •
- Anotar el módulo de almacenamiento G’ en Pa y el factor de pérdida Tan Delta (adimensional) a 20 °C y 60 °C
- •
- Anotar la temperatura de transición vítrea Tg en °C (punto de inflexión de G’)
- •
- Anotar la temperatura de transición Tx en °C a la cual G’ es igual a G’’ al final de la meseta de caucho hacia una temperatura superior (comienzo de la zona terminal)
Determinación de la tensión superficial
La tensión superficial (unidad: mN/m) se determina según
la siguiente prueba.
Aparato:
Equipos: Tensiómetro K10 proporcionado por Krüss GmbH,
Alemania, o equivalente. La velocidad de elevación del
recipiente debería ser 4 mm/min. La altura de la superficie
del líquido debe detectarse automáticamente cuando se utiliza
una placa o un anillo. El equipo debe ser capaz de ajustar
automáticamente la posición de la muestra a la altura
correcta. La precisión del ensayo debería ser de +/-0,1 mN/m.
Procedimiento:
- 1.
- Verter 40 ml de solución salina (0,9% en peso de NaCl en agua desionizada) en un vaso de precipitados limpio.
- 2.
- Analizar la tensión superficial con un anillo de platino o una placa de platino. La tensión superficial debería ser 71-72 mN/m a 20 °C.
- 3.
- Limpiar el vaso de precipitados con agua desionizada e isopropanol y quemar con un quemador de gas durante algunos segundos. Esperar hasta equilibrar a temperatura ambiente.
- 4.
- Colocar 10 piezas de material no tejido de 60x60 mm en un vaso de precipitados limpio. El material no tejido debería tener un peso por unidad de superficie de al menos 10 g/m2.
- 5.
- Añadir 40 ml de solución salina (0,9% en peso de NaCl en agua desionizada).
- 6.
- Agitar con una varilla de plástico limpia sin tensioactivo durante 10 segundos.
- 7.
- Dejar reposar la solución con material no tejido durante 5 minutos.
- 8.
- Agitar de nuevo durante 10 segundos.
- 9.
- Eliminar del disolvente el material no tejido utilizando una varilla de plástico limpia sin tensioactivo.
- 10.
- Dejar reposar la solución durante 10 minutos.
- 11.
- Analizar la tensión superficial con una placa de platino o un anillo de platino.
Determinación de la penetración
El ensayo se realiza de acuerdo con el método Edana
150.3-96 (febrero 1996) para determinar el tiempo de
penetración. Una modificación principal con respecto al método
Edana consiste en que el ensayo descrito más adelante no sólo
mide el primer chorro sino también varios chorros posteriores.
Aparato ‹ Equipo Lister para medir la penetración: -Embudo equipado con válvula magnética: Velocidad de descarga de 25 ml en 3,5 (± 0,25) segundos
- Placa de penetración: Construida con vidrio
acrílico de 25 mm de espesor. El peso total de la
placas debe ser 500 g. Los electrodos deberían ser
de material no corrosivo. Los electrodos se fijan
en ranuras que tienen (4,0 mm x 7,0 mm) de sección
transversal, se cortan en la base de la placa y se
fijan con resina epoxi de endurecimiento rápido.
-Placa base: Un cuadrado de vidrio acrílico de 125 mm x 125 mm aproximadamente. ‹ Soporte circular para sujetar el embudo ‹ Temporizador electrónico que mide hasta 0,01 segundos ‹ Bureta con 50 ml de capacidad
‹ Papel de filtro Core de grado Ahlström 989 o equivalente (tiempo medio de penetración 1,7 s + 0,3 s, dimensiones: 10 x 10 cm)
Procedimiento
- 1.
- Cortar cuidadosamente el número necesario de muestras de 12,5 cm x 12,5 cm tocando la muestra sólo por el borde de la misma.
- 2.
- Separar 10 capas de papel de filtro Core.
- 3.
- Colocar una muestra sobre el conjunto de 10 capas de papel de filtro sobre la placa base. La muestra debe colocarse sobre el papel de filtro de forma que la cara del material no tejido prevista para estar orientada hacia la piel del usuario (cuando se aplica en un artículo absorbente) sea la superior.
- 4.
- Colocar la placa de penetración encima del todo con el centro de la placa sobre el centro de la pieza analizada.
- 5.
- Centrar la bureta y el embudo sobre la placa.
- 6.
- Comprobar que los electrodos están unidos al temporizador. Enchufar el temporizador y ajustar el reloj a cero.
- 7.
- Llenar la bureta con solución salina (0,9% en peso de NaCl en agua desionizada).
- 8.
- Mantener la válvula de descarga del embudo cerrada y enviar 5,0 ml de líquido (= un chorro) de la bureta al embudo.
- 8.
- Abrir la válvula magnética del embudo para descargar 5,0 ml de líquido. El flujo inicial de líquido cerrará el circuito eléctrico y activará el temporizador. Este se parará cuando el líquido haya penetrado en la almohadilla y caído por debajo del nivel de los electrodos en la placa de penetración.
- 9.
- Registrar el tiempo indicado en el temporizador electrónico.
- 10.
- Esperar 60 segundos y volver al punto 6 para repetir con el segundo chorro, tercer chorro y chorros posteriores, en donde cada chorro comprende 5 ml de líquido.
- 11.
- Apuntar: Los tiempos en segundos del 1°,2° y posteriores chorros.
Claims (18)
- REIVINDICACIONES1. Un núcleo absorbente (28) útil para un artículo absorbente(20) que comprende dos capas (60) de almacenamiento,comprendiendo cada capa de almacenamiento: una capa (100) de sustrato que comprende una primera superficie y una segunda superficie,comprendiendo dicha capa de almacenamiento además una capadiscontinua de material absorbente, con zonas que comprenden material absorbente y zonas exentas de material absorbente,estando conectadas dichas zonas que comprenden materialabsorbente o estando conectadas dichas zonas exentas de material absorbente,comprendiendo dicho material absorbente un material (110)polimérico absorbente, comprendiendo dicho material absorbente de forma opcional un material fibroso absorbente yno representando dicho material fibroso absorbente más de 20% en peso del peso total del material (110) polimérico absorbente,comprendiendo dicha capa discontinua de material absorbenteuna primera superficie y una segunda superficie, comprendiendo además cada capa de almacenamiento una capa de material (120) termoplástico,comprendiendo dicha capa de material (120) termoplástico una primera superficie y una segunda superficie en dondedicha segunda superficie de dicha capa discontinua de material absorbente está en contacto al menos parcial con dicha primera superficie de dicha capa (100) de sustrato,en donde partes de dicha segunda superficie de dicha capa de material(120) termoplástico están en contacto directo con dicha primera superficie de dicha capa (100) de sustrato y partes de dicha segunda superficie de dicha capa de material (120) termoplástico están en contacto directo con dicha primera superficie de dicha capa discontinua de material absorbente,y en donde la primera y la segunda capas de almacenamiento se unen, de manera que la primera superficie del material
- (100)
- de sustrato de la primera capa (60) de almacenamiento está orientada de cara a la primera superficie de la capa
- (100)
- de sustrato de la segunda capa (60) de almacenamiento, en donde dicho material (120) termoplástico es un adhesivo
termofusible y es fibroso. -
- 2.
- Un núcleo absorbente (28) según la reivindicación 1, en donde el material termoplástico está presente en forma de fibras que tienen un espesor medio de 1-50 µm.
-
- 3.
- Un núcleo absorbente (28) según la reivindicación 1 ó 2, en donde el material termoplástico está presente en forma de fibras que tienen una longitud media de 5 mm a 50 cm.
-
- 4.
- Un núcleo absorbente (28) según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en donde dicha capa de material (120) termoplástico comprende una estructura de tipo reticular.
-
- 5.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho adhesivo tiene un parámetro de resistencia cohesiva �, determinado según el ensayo de fluencia reológica descrito en la presente
memoria, inferior a 100%, preferiblemente inferior a 90%, más preferiblemente inferior a 75%, a una tensión aplicada de 10.000 Pa y/o inferior a 1.200%, preferiblemente inferior a 1.000%, más preferiblemente inferior a 800% a una tensión aplicada de 125.000 Pa. -
- 6.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho adhesivo tiene un módulo de almacenamiento G’ medido a 60 °C inferior a
- 300.000 Pa y superior a 18.000 Pa, preferiblemente superior a 24.000 Pa, más preferiblemente superior a 30.000 Pa.
-
- 7.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho adhesivo tiene una temperatura de transición Tx superior a 80 °C, preferiblemente superior a 85 °C, más preferiblemente superior a 90 °C.
-
- 8.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho adhesivo tiene una temperatura de transición vítrea Tg inferior a 25 °C, preferiblemente inferior a 22 °C, más preferiblemente inferior a 18 °C, con máxima preferencia inferior a 15 °C.
-
- 9.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho adhesivo tiene un módulo de almacenamiento G’ medido a 20 °C de al menos
- 30.000 Pa e inferior a 300.000 Pa, preferiblemente inferior a 200.000 Pa, más preferiblemente inferior a 100.000 Pa.
-
- 10.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el ángulo de pérdida Tan Delta del adhesivo a 60 °C es inferior a 1, preferiblemente inferior a 0,5.
-
- 11.
- Un núcleo absorbente (28) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho material (110)
polimérico absorbente comprende partículas poliméricas absorbentes. -
- 12.
- Un núcleo absorbente (28) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho material (110) polimérico absorbente está presente en todo el área de dicho núcleo absorbente (28) en un peso base de al menos 100 g/m2 y preferiblemente al menos 300 g/m2.
-
- 13.
- Un núcleo absorbente según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una capa (130) de cubierta.
-
- 14.
- Un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una de dichas capas (100) de sustrato o al menos una de dichas capas (130) de cubierta comprende un material no tejido permanentemente hidrófilo, y preferiblemente un material no tejido permanentemente hidrófilo que tiene una tensión superficial de al menos 55 mN/m cuando está humedecido con solución salina y tiene un tiempo de penetración de líquido inferior a 5 s para un quinto chorro de líquido.
-
- 15.
- Un proceso para proporcionar un núcleo absorbente (28) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene dos capas (60) de almacenamiento, comprendiendo el proceso, para formar cada capa de almacenamiento, las etapas de:
- proporcionar un material (100) de sustrato que comprende una primera superficie y una segunda superficie;- depositar material absorbente sobre dicha primera superficie de dicho material (100) de sustrato en un diseño, comprendiendo el diseño zonas que están exentas de material absorbente, y el diseño comprendiendo zonas que comprenden material absorbente; comprendiendo dichas zonas materialabsorbente que está conectado o estando conectadas dichas zonas exentas de material absorbente, comprendiendo dicho material absorbente un material(110) polimérico absorbente, comprendiendo dicho material absorbente de forma opcional un material fibroso absorbente y sin que dicho material fibroso absorbente represente más de 20 por ciento en peso del peso total del material (110) polimérico absorbente;- depositar un material (120) termoplástico sobre dicha primera superficie de dicho material (100) de sustrato y dicho material absorbente, de manera que partes de dicho material (100) termoplástico están en contacto directo con dicha primera superficie de dicho sustrato y partes de dicho material (120) termoplástico están en contacto directo con dicho material absorbente,comprendiendo el proceso para proporcionar el núcleo absorbente una etapa de unir dos de dichas capas (60) de almacenamiento para proporcionar un núcleo absorbente (28) que comprende dos capas de almacenamiento, tales que la primera superficie del material (100) de sustrato de la primera capa (60) de almacenamiento esté orientada de cara a la primera superficie de la capa (100) de sustrato de la segunda capa (60) de almacenamiento, siendo las capas de almacenamiento tales que proporcionan un núcleo absorbente según cualquier reivindicación anterior. - 16. Un proceso según la reivindicación 15, en donde dicho material absorbente comprende 80 por ciento en peso, preferiblemente 90 por ciento en peso, preferiblemente 100 por ciento en peso de material polimérico absorbente.
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