ES2542631T3 - Estructura laminar absorbente de agua - Google Patents

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ES2542631T3 ES10843195.8T ES10843195T ES2542631T3 ES 2542631 T3 ES2542631 T3 ES 2542631T3 ES 10843195 T ES10843195 T ES 10843195T ES 2542631 T3 ES2542631 T3 ES 2542631T3
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Tetsuhiro Hinayama
Junichi Maruo
Masayoshi Handa
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Abstract

Estructura laminar absorbente de agua que comprende una estructura en la que una capa absorbente que comprende una resina absorbente de agua y un adhesivo está interpuesta entre tejidos no tejidos a partir de una cara superior y una cara inferior de la capa absorbente, en la que la resina absorbente de agua está contenida en una cantidad de 10 g/m2 o superior y de menos de 100 g/m2, caracterizada por que la resina absorbente de agua está dispersada de manera uniforme en la capa absorbente, la resina absorbente de agua presenta una capacidad de retención de agua de solución salina desde 35 a 80 g/g, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción y la estructura laminar absorbente de agua presenta una resistencia a la peladura desde 0,05 a 3,0 N/7 cm, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción.

Description

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DESCRIPCIÓN
Estructura laminar absorbente de agua.
Campo técnico
La presente invención se refiere a una estructura laminar absorbente de agua que se puede utilizar en el sector de los materiales higiénicos y similares. Más específicamente, la presente invención se refiere a una estructura laminar absorbente de agua que es delgada y se puede utilizar adecuadamente en artículos absorbentes, tales como pañales higiénicos. Además, la presente invención se refiere a un artículo absorbente, tal como pañales higiénicos, que utiliza la estructura laminar absorbente de agua.
Técnica anterior
Los artículos absorbentes, representados por los pañales higiénicos, las compresas para la incontinencia o similares, presentan una estructura en la que un material absorbente destinado a absorber un líquido, tal como un fluido corporal, se interpone entre una lámina de superficie flexible permeable a líquidos (lámina superior), dispuesta sobre una cara que está en contacto con el cuerpo, y una lámina de cara posterior impermeable a líquidos (lámina posterior), dispuesta sobre una cara opuesta a la que está en contacto con el cuerpo.
Convencionalmente, ha existido una creciente demanda de mayor delgadez y ligereza en los artículos absorbentes para las propiedades de diseño, la comodidad de transporte y la eficiencia durante la distribución. Además, en los últimos años ha surgido cada vez más la necesidad de satisfacer las llamadas intenciones ecológicas, según las cuales los recursos se utilizan de manera eficaz, de modo que se evita, en lo posible, el uso de materiales naturales que requieren mucho tiempo para crecer, como árboles, con el fin de proteger el medio ambiente. Convencionalmente, un procedimiento para conseguir mayor delgadez que suele llevarse a cabo en artículos absorbentes es, por ejemplo, un procedimiento que consiste en reducir las fibras hidrófilas, tales como la pasta de un material de madera triturado, que tiene la función de fijar una resina absorbente de agua en un material absorbente, a la vez que se aumenta la resina absorbente de agua.
Con un material absorbente en el que se utiliza en gran cantidad una resina absorbente de agua con un volumen menor y una mayor capacidad de absorción de agua, con una proporción reducida de fibra hidrófila, que resulta voluminosa y tiene una menor propiedad absorbente de agua, pretende alcanzarse una disminución del espesor reduciendo los materiales voluminosos, a la vez que se obtiene una capacidad de absorción adecuada al diseño de un artículo absorbente, de modo que se considera un procedimiento mejorado razonable. Sin embargo, si se tiene en cuenta la distribución o difusión de un líquido en el uso real en un artículo absorbente, tal como pañales higiénicos, se da la desventaja de que, si una gran cantidad de la resina absorbente de agua adopta un estado de tipo gel blando por absorción del líquido, tiene lugar el llamado “fenómeno de bloqueo por gel”, en el que la difusibilidad del líquido se reduce notablemente y disminuye la velocidad de permeación de líquido en el material absorbente. Este “fenómeno de bloqueo por gel” es un fenómeno en el que, particularmente cuando un material absorbente en el que las resinas absorbentes de agua están muy densificadas absorbe un líquido, las resinas absorbentes de agua presentes cerca de una capa de superficie absorben el líquido y forman geles blandos que están aún más densificados cerca de la capa de superficie, de modo que se bloquea la permeación de líquido hacia el interior del material absorbente, con lo que el interior de la resina absorbente de agua resulta incapaz de absorber eficazmente el líquido.
Convencionalmente, a partir de lo expuesto anteriormente, y como modo de inhibir el fenómeno de bloqueo por gel que tiene lugar cuando se reducen las fibras hidrófilas a la vez que se utiliza una resina absorbente de agua en una cantidad elevada, se han propuesto, por ejemplo, un procedimiento que utiliza un polímero absorbente con las propiedades especificadas de conductividad de flujo salino y rendimiento a presión (véase la publicación de patente 1) y un procedimiento que utiliza una resina absorbente de agua preparada por tratamiento térmico de un precursor especificado de resina absorbente de agua con un agente de reticulación superficial especificado (véase la publicación de patente 2).
Sin embargo, en estos procedimientos, las propiedades de absorción de líquidos en materiales absorbentes en los que se utilizan resinas absorbentes de agua en grandes cantidades no son satisfactorias. Además, se producen algunos problemas por el hecho de que la resina absorbente de agua es susceptible de desplazarse antes de la utilización o durante la misma, ya que se han reducido las fibras hidrófilas, que tienen la función de fijar la resina absorbente de agua. El material absorbente en el que tiene lugar la localización de la resina absorbente es más susceptible de experimentar el fenómeno de bloqueo por gel.
Además, un material absorbente en el que se reducen las fibras hidrófilas, que contribuyen a la retención de la forma, tiene una menor capacidad de retención de la forma como material absorbente, de modo que resulta probable que se produzcan deformaciones, tales como una flexión por torsión o desgarros antes o después de la absorción de un líquido. Un material absorbente que presenta deformación tiene una difusibilidad de líquidos notablemente disminuida, de modo que no puede exhibir las capacidades inherentes al material absorbente. Para tratar de evitar
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estos fenómenos, habría que limitar la proporción de fibras hidrófilas con respecto a resina absorbente de agua, lo que plantearía límites al adelgazamiento del artículo absorbente.
Teniendo en cuenta lo anterior, a fin de obtener un material absorbente de nueva generación capaz de aumentar el contenido de resina absorbente de agua con la mínima utilización posible de fibras hidrófilas, en los últimos años se han llevado a cabo amplios estudios para alcanzar un laminado absorbente que no contenga sustancialmente fibras hidrófilas en una capa absorbente, una lámina absorbente de agua o similares. Dichos estudios incluyen, por ejemplo, un procedimiento para mantener una resina absorbente de agua en la reticulación de un tejido no tejido voluminoso (véase la publicación de patente 3), un procedimiento de sellado de un polímero absorbente de agua entre dos láminas de tejidos no tejidos de soplado en fusión (“meltblown”) (véase la publicación de patente 4), un procedimiento de interposición de partículas poliméricas absorbentes de agua entre un tejido no tejida hidrófobo y una lámina hidrófila (véase la publicación de patente 5), y similares.
Sin embargo, si casi no se utilizan fibras hidrófilas, es probable que se produzca el fenómeno de bloqueo por gel descrito anteriormente. Incluso si no se produce dicho fenómeno de bloqueo por gel, falta algo que desempeñe el papel de las fibras hidrófilas convencionales, por el que un fluido corporal, tal como la orina, se ve sometido temporalmente a retención de agua y a la difusión del líquido a un material absorbente general, de modo que es probable que se produzca una fuga de líquido en el laminado absorbente, incapaz de capturar el líquido en grado suficiente.
Además, si se utiliza un adhesivo para retener la forma del laminado absorbente, la superficie de la resina absorbente de agua se recubre con un adhesivo, de modo que es probable que disminuyan sus propiedades absorbentes. Alternativamente, una parte superior y una parte inferior de los tejidos no tejidos se adhieren fuertemente con un adhesivo a fin de confinar la resina absorbente de agua en una forma de bolsa o similar, de modo que es menos probable que la resina absorbente de agua exhiba las propiedades de absorción de agua que le son inherentes.
Si se debilita la fuerza adhesiva de un laminado absorbente con el fin de mejorar las propiedades de absorción de líquidos de dicho laminado absorbente, no sólo una gran cantidad de la resina absorbente se separa durante la manipulación del laminado, lo que resulta económicamente desfavorable, sino que, además, el laminado sufre peladura debido a la falta de fuerza adhesiva, por lo que existe la posibilidad de pérdida de valor comercial. Dicho de otro modo, si se fortalece la adhesión, tiene lugar el fenómeno de bloqueo por gel o de fuga de líquido, y si se debilita la adhesión, se puede producir el desprendimiento de la resina absorbente de agua y la rotura del laminado, de modo que hasta ahora todavía no se ha obtenido un laminado absorbente o una lámina absorbente de agua en los que se hayan resuelto los problemas mencionados.
También se han llevado a cabo estudios para la mejora del equilibrio entre la adherencia y las propiedades de absorción de líquidos en las láminas absorbentes de agua, tal como se han descrito anteriormente. Dichos estudios incluyen, por ejemplo, un procedimiento de utilización de un laminado absorbente que comprende dos láminas de tejidos no tejidos adheridos con capas reticulares dispuestas entre dichos tejidos no tejidos, y que comprende una capa superior y una capa inferior de adhesivo termofusible (véase la publicación de patente 6), un procedimiento de aplicación de un determinado adhesivo termofusible reactivo sobre un sustrato compuesto por un tejido no tejido o una película, fijando de este modo una resina absorbente de agua (véase la publicación de patente 7), un procedimiento de recubrimiento de una celulosa fina y una resina absorbente de agua con un adhesivo termofusible de tipo reticular a fin de fijarlas (véase la publicación de patente 8), y similares. Sin embargo, aunque se definen las propiedades de un tejido no tejido, una resina absorbente de agua y un adhesivo, o las condiciones de uso de los mismos, resulta difícil obtener una lámina absorbente de agua con propiedades elevadas de absorción de líquidos y capacidad de retención de la forma. Además, incluso aunque se mejoren las propiedades de absorción de líquidos, no resulta deseable aplicar un determinado adhesivo o método de adhesión desde el punto de vista de la rentabilidad y la productividad.
También existe un procedimiento que consiste en inmovilizar una resina absorbente de agua sobre un sustrato sin utilizar ningún adhesivo. Dicho procedimiento incluye, por ejemplo, un procedimiento de adhesión de partículas poliméricas absorbentes de agua en el proceso de polimerización a un sustrato fibroso sintético, a fin de llevar a cabo la polimerización en el sustrato fibroso (véase la publicación de patente 9), un procedimiento de polimerización de una composición acuosa de monómeros que contiene ácido acrílico y una sal de ácido acrílico como componentes principales sobre un sustrato de tejido no tejido mediante irradiación de un haz de electrones (véase la publicación de patente 10), y similares.
En estos procedimientos, aunque el sustrato fibroso sintético penetra en las partículas poliméricas y se adhiere firmemente, se dan algunas desventajas por el hecho de que resulta difícil completar la reacción de polimerización en el sustrato, de modo que los monómeros que no han reaccionado y similares permanecen en grandes cantidades en el mismo.
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Publicaciones según la técnica anterior
Publicaciones de patente
Documento de patente 1: publicación de patente japonesa sin examinar Hei-9-510889
Publicación de patente 2: patente japonesa abierta a inspección pública Hei-8-057311
Publicación de patente 3: publicación de patente japonesa sin examinar Hei-9-253129
Publicación de patente 4: patente japonesa abierta a inspección pública Hei-7-051315
Publicación de patente 5: patente japonesa abierta a inspección pública 2002-325799
Publicación de patente 6: patente japonesa abierta a inspección pública 2000-238161
Publicación de patente 7: publicación de patente japonesa sin examinar 2001-158074
Publicación de patente 8: publicación de patente japonesa sin examinar 2001-096654
Publicación de patente 9: patente japonesa abierta a inspección pública 2003-011118
Publicación de patente 10: patente japonesa abierta a inspección pública Hei-2-048944
El documento EP 2.022.452 da a conocer una estructura laminar absorbente de agua según el preámbulo según la reivindicación 1.
Características de la invención
Problemas que pretende resolver la invención
Teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente, un objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una estructura laminar absorbente de agua capaz de evitar el fenómeno de bloqueo por gel incluso cuando la estructura laminar absorbente de agua contiene una cantidad muy pequeña de pastas, de modo que la estructura laminar absorbente de agua tiene excelentes propiedades fundamentales (pequeña cantidad de rehumectación, elevada velocidad de permeación de líquidos, pequeña fuga de líquido y capacidad de retención de la forma) y es capaz de experimentar una reducción de su espesor.
Medios para resolver los problemas
La presente invención da a conocer una estructura laminar absorbente de agua, que comprende una estructura en la que una capa absorbente, que comprende una resina absorbente de agua y un adhesivo, se intercala entre tejidos no tejidos por una cara superior y una cara inferior de dicha capa absorbente, en la que la resina absorbente de agua está contenida en una cantidad de 10 g/m2 o más y de menos de 100 g/m2, caracterizada por que la resina absorbente de agua está uniformemente dispersada en la capa absorbente, la resina absorbente de agua tiene una capacidad de retención de agua de solución salina comprendida entre 35 y 80 g/g, medida de acuerdo con el procedimiento expuesto en la descripción, y la estructura laminar absorbente de agua tiene una resistencia a la peladura comprendida entre 0,05 y 3,0 N/7 cm, medida de acuerdo con el procedimiento expuesto en la descripción.
Efectos de la invención
La estructura laminar absorbente de agua según la presente invención exhibe efectos tales como que una estructura laminar absorbente de agua tiene una excelente capacidad de retención de la forma incluso cuando dicha estructura es delgada, de modo que la estructura laminar absorbente de agua no sufre ninguna deformación ni antes ni después de la absorción de líquido, y es capaz de exhibir en grado suficiente propiedades absorbentes, no únicamente con respecto a un líquido de baja viscosidad, como la orina, sino también con respecto a un líquido de viscosidad elevada, tal como la menstruación. Además, se utiliza una resina absorbente de agua con determinadas propiedades de absorción de agua a fin de que una cantidad de la resina absorbente de agua utilizada pueda controlarse, con lo que se puede llevar a cabo un adelgazamiento muy significativo del material absorbente. Por consiguiente, la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención se utiliza para un material absorbente, tal como pañales higiénicos y compresas para la incontinencia, por lo que se pueden obtener materiales higiénicos finos y con una excelente propiedad de diseño, y que al mismo tiempo no presentan desventajas tales como la cantidad de rehumectación o la fuga de líquido. Además, la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención se puede utilizar, además de dentro del sector de los materiales higiénicos, en el sector agrícola y en el de los materiales de construcción. Se puede alcanzar un adelgazamiento incluso mayor en los artículos manufacturados que no exigen el mismo nivel de capacidad de absorción que los pañales desechables.
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Breve descripción de los dibujos
[Figura 1] Vista esquemática que muestra un esbozo de la estructura de un aparato utilizado para medir la capacidad de absorción de agua bajo carga de una resina absorbente de agua.
[Figura 2] Vista esquemática que muestra un esbozo de la estructura de un aparato utilizado para medir la resistencia de una estructura laminar absorbente de agua.
[Figura 3] Vista esquemática que muestra un esbozo de la estructura de un aparato utilizado para llevar a cabo una prueba de fugas en pendiente en una estructura laminar absorbente de agua.
[Figura 4] Vista esquemática de la sección transversal de una forma de realización de una estructura laminar absorbente de agua según la presente invención.
Modos de poner en práctic la invención
La estructura laminar absorbente de agua según la presente invención es una estructura laminar absorbente de agua que comprende una estructura en la que una capa absorbente, que contiene una resina absorbente de agua y un adhesivo, se intercala entre tejidos no tejidos. Utilizando una resina absorbente de agua con determinadas propiedades y en una determinada cantidad para formar una capa absorbente con un adhesivo entre los tejidos no tejidos, y que presenta una resistencia a la peladura de una estructura laminar absorbente de agua comprendida dentro de un determinado intervalo, se puede obtener una estructura laminar absorbente de agua que también presenta excelentes propiedades de absorción de líquidos y una excelente capacidad de retención de la forma.
Además, en la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, una resina absorbente de agua se adhiere firmemente a tejidos no tejidos con un adhesivo, pudiéndose evitar la localización o la dispersión de la resina absorbente de agua, incluso cuando la misma no contiene sustancialmente ninguna fibra hidrófila, tal como fibra de pulpa, y también se puede mantener, ventajosamente, la capacidad de retención de la forma. Además, dado que la estructura laminar absorbente de agua tiene una resistencia a la peladura comprendida dentro de un intervalo especificado, la resina absorbente de agua no se encuentra en un estado en el que toda la superficie está recubierta con un adhesivo, sino en un estado en el que una parte de la misma está firmemente adherida, de modo que se considera que la resina absorbente de agua se puede hinchar suficientemente, a la vez que las propiedades de absorción de agua de la resina absorbente de agua apenas se ven inhibidas.
La estructura laminar absorbente de agua según la presente invención puede presentarse en una forma de realización en la que una fibra hidrófila, tal como fibra de pulpa, se mezcla entre los tejidos no tejidos junto con la resina absorbente de agua en una cantidad que no perjudica los efectos de la presente invención. Sin embargo, resulta preferente que la estructura se encuentre en una forma de realización en la que una fibra hidrófila no esté sustancialmente presente con vistas a un menor espesor.
En cuanto a los tipos de resina absorbente de agua, se pueden utilizar resinas absorbentes de agua disponibles en el mercado. Por ejemplo, entre las resinas absorbentes de agua se incluyen hidrolizados de copolímeros de injerto de almidón-acrilonitrilo, productos neutralizados de polímeros de injerto de almidón-ácido acrílico, productos saponificados de copolímeros de acetato de vinilo-éster de ácido acrílico, productos parcialmente neutralizados de ácido poliacrílico y similares. Entre estas resinas absorbentes de agua, resultan preferentes los productos parcialmente neutralizados de ácidos poliacrílicos para la cantidad de producción, los costes de producción, las propiedades de absorción de agua y similares. Entre los métodos de síntesis de los productos parcialmente neutralizados de ácido poliacrílico se incluyen un método de polimerización en suspensión de fase inversa, un método de polimerización en solución acuosa y similares. Entre estos métodos de polimerización, se utilizan preferentemente las resinas absorbentes de agua obtenidas según el método de polimerización en suspensión de fase inversa a fin de obtener una excelente fluidez de las partículas resultantes, una menor cantidad de polvo fino, buenas propiedades de absorción de agua, tales como capacidad de absorción de líquidos (expresada por índices tales como la capacidad de retención de agua y la capacidad de absorción de agua bajo carga), y la velocidad de absorción de agua.
El producto parcialmente neutralizado de un ácido poliacrílico tiene un grado de neutralización preferentemente del 50% en moles o mayor, y más preferentemente de entre el 70% y el 90% en moles, para aumentar la presión osmótica de la resina absorbente de agua y aumentar con ello las propiedades de absorción de agua.
La resina absorbente de agua está contenida en la estructura laminar absorbente de agua en una cantidad de 10 g o más y menor de 100 g por un metro cuadrado de estructura laminar absorbente de agua, es decir, de 10 g/m2 o más y menor de 100 g/m2, preferentemente comprendida entre 15 y 90 g/m2, y más preferentemente entre 20 y 80 g/m2, con el fin de obtener propiedades de absorción de líquidos suficientes incluso cuando la estructura laminar absorbente de agua mencionada anteriormente se utiliza en un artículo absorbente. Resulta necesario que la resina absorbente de agua esté contenida preferentemente en una cantidad de 10 g/m2 o mayor para que exhiba unas
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propiedades de absorción de líquidos suficientes como estructura laminar absorbente de agua, eliminándose de este modo especialmente la rehumectación, y resulta necesario que la resina absorbente de agua esté contenida preferentemente en una cantidad total menor de 100 g/m2 a fin de eliminar el fenómeno de bloqueo por gel, exhibiendo difusibilidad de líquidos como estructura laminar absorbente de agua y a fin de mejorar adicionalmente la velocidad de permeación de líquido.
Las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención están influidas por las propiedades de absorción de agua de la resina absorbente de agua utilizada. Por consiguiente, resulta preferente que la resina absorbente de agua que se utiliza en la presente invención se seleccione de entre las que presentan intervalos favorables de propiedades de absorción de agua, tales como la capacidad de absorción de líquido (expresada mediante índices como la capacidad de retención de agua y la capacidad de absorción de agua bajo carga) y la velocidad de absorción de agua, y el tamaño de partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua, teniendo en cuenta la constitución de cada componente de la estructura laminar absorbente de agua o similares.
En la presente memoria, la capacidad de retención de agua de la resina absorbente de agua se evalúa como capacidad de retención de agua de solución salina. La resina absorbente de agua tiene una capacidad de retención de agua de solución salina comprendida entre 35 y 80 g/g, preferentemente entre 40 y 75 g/g, más preferentemente entre 45 y 70 g/g, y aún más preferentemente entre 50 y 65 g/g, a fin de absorber un líquido en una cantidad mayor y evitar el fenómeno de bloqueo por gel a la vez que el gel se mantiene fuerte durante la absorción. La capacidad de retención de agua de solución salina de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
Además, teniendo en cuenta el caso en el que la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención se utiliza en artículos absorbentes como pañales higiénicos, la capacidad de absorción de agua bajo carga también es importante, en el sentido de que la que tenga una mayor capacidad de absorción de agua resulta preferente incluso en un estado en el que se encuentra expuesta a la carga aplicada por el portador del artículo absorbente. La resina absorbente de agua tiene preferentemente una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de 12 ml/g o mayor, más preferentemente comprendida entre 15 y 45 ml/g, aún más preferentemente comprendida entre 18 y 40 ml/g, y aún más preferentemente comprendida entre 20 y 35 ml/g. La capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.En la presente memoria, la velocidad de absorción de agua de la resina absorbente de agua se evalúa como velocidad de absorción de agua de solución salina. La resina absorbente de agua tiene una velocidad de absorción de agua de solución salina comprendida preferentemente entre 1 s y 50 s, más preferentemente comprendida entre 1 y 40 s, más preferentemente entre 2 y 35 s, y aún más preferentemente entre 3 s y 30 s, a fin de aumentar la velocidad de permeación de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, con lo que se evita la fuga de líquido durante su utilización en un artículo absorbente. La velocidad de absorción de agua de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
La resina absorbente de agua tiene un tamaño de partícula promedio en masa comprendido preferentemente entre 50 y 800 µm, más preferentemente entre 100 y 700 µm, aún más preferentemente entre 150 y 600 µm, y aún más preferentemente entre 200 y 500 µm, a fin de prevenir la dispersión de la resina absorbente de agua y el fenómeno de bloqueo por gel durante la absorción de agua de la resina absorbente de agua presente en la estructura laminar absorbente de agua, y al mismo tiempo reducir el tacto rugoso de la estructura laminar absorbente de agua, con lo que se mejora su textura. El tamaño de partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición que se describe en los ejemplos expuestos a continuación.
Los tejidos no tejidos que se pueden utilizar en la presente invención no están particularmente limitados, siempre y cuando dichos tejidos no tejidos sean tejidos no tejidos conocidos en el campo de la técnica. Entre los tejidos no tejidos se incluyen tejidos no tejidos realizados en fibras de poliolefina, tales como polietileno (PE) y polipropileno (PP); fibras de poliéster, tales como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de politrimetileno (PTT) y naftalato de polietileno (PEN); fibras de poliamida, tales como nylon; fibras de rayón y otras fibras sintéticas; tejidos no tejidos producidos mezclando fibras de algodón, seda, cáñamo, pulpa (celulosa) o similares, a fin de obtener permeabilidad a los líquidos, flexibilidad y resistencia al formar con ellos una estructura laminar absorbente de agua. Entre dichos tejidos no tejidos, se utilizan preferentemente tejidos no tejidos constituidos por fibras sintéticas, a fin de aumentar la resistencia de la estructura laminar absorbente de agua. Son particularmente preferidos los tejidos no tejidos realizados en fibras de rayón, fibras de poliolefina y fibras de poliéster. Estos tejidos no tejidos pueden ser tejidos no tejidos constituidos por las fibras individuales mencionadas anteriormente, o tejidos no tejidos constituidos por dos o más tipos de fibras combinadas.
Más específicamente, resultan más preferentes los tejidos no tejidos termounidos (“spunbond”) realizados en fibras seleccionadas dentro del grupo que comprende fibras de poliolefina, fibras de poliéster y mezclas de las mismas, a fin de obtener capacidad de retención de la forma en la estructura laminar absorbente de agua y a fin de impedir el paso de la resina absorbente de agua a través del tejido no tejido. Además, los tejidos no tejidos no
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hidroentrelazados (“spunlace”) realizados en fibras de rayón como componente principal también son más preferentes que los tejidos no tejidos utilizados en la presente invención, a fin de aumentar adicionalmente las propiedades de absorción de líquidos y la flexibilidad tras la formación de la lámina. Entre los tejidos no tejidos “spunbond” mencionados anteriormente, se utilizan más preferentemente los tejidos no tejidos spunbond-meltblownspunbond (SMS) y los tejidos no tejidos spunbond-meltblown-meltblown-spunbond (SMMS), que tienen una estructura de multicapa de fibras de poliolefina, utilizándose de forma particularmente preferente los tejidos no tejidos SMS y los tejidos no tejidos SMMS, en cada caso realizados en fibras de polipropileno como componente principal. Por otro lado, como tejidos no tejidos “spunlace” mencionados anteriormente, se utilizan preferentemente los de mezclas adecuadas de fibras de rayón como componente principal con fibras de poliolefina y/o fibras de poliéster, y entre éstos, se utilizan preferentemente tejidos no tejidos de rayón-PET y tejidos no tejidos de rayónPET-PE. Los tejidos no tejidos mencionados anteriormente pueden contener una pequeña cantidad de fibras de pulpa, siempre y cuando no aumente el espesor de la estructura laminar absorbente de agua.
Cuando la hidrofilia del tejido no tejido mencionado anteriormente es demasiado baja, las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua empeoran; por otro lado, cuando la hidrofilia está muy por encima del nivel necesario, las propiedades de absorción de líquidos no mejoran a un nivel equivalente. Por consiguiente, resulta deseable que el tejido no tejido tenga un nivel adecuado de hidrofilia. En este sentido, se utilizan preferentemente tejidos no tejidos con un grado de hidrofilia comprendido entre 5 y 200, más preferentemente con un grado de hidrofilia comprendido entre 8 y 150, aún más preferentemente con un grado de hidrofilia comprendido entre 10 y 100, y todavía más preferentemente con un grado de hidrofilia comprendido entre 12 y 80, medido de acuerdo con el método para la medición del “Grado de hidrofilia del tejido no tejido”, que se describe a continuación. El tejido no tejido con una hidrofilia tal como se ha mencionado no está particularmente limitado, y entre los tejidos no tejidos mencionados anteriormente se pueden utilizar aquellos cuyos materiales muestran hidrofilia, tales como fibras de rayón, o los que se obtienen sometiendo fibras químicas hidrófobas, tales como fibras de poliolefina o fibras de poliéster, a un tratamiento hidrófilo, de acuerdo con un método conocido, a fin de proporcionarles un grado adecuado de hidrofilia. Entre los métodos de tratamiento hidrófilo se incluyen, por ejemplo, un método que incluye someter, en un tejido no tejido de tipo “spunbond”, una mezcla de una fibra química hidrófoba con un agente de tratamiento hidrófilo a un método de unión por fibras extrusionadas a fin de obtener un tejido no tejido; un método que incluye un agente de tratamiento hidrófilo durante la preparación de un tejido no tejido de tipo “spunbond” con una fibra química hidrófoba; o un método que incluye la obtención de un tejido no tejido de tipo “spunbond” con una fibra química hidrófoba, para a continuación impregnar dicho tejido no tejido con un agente de tratamiento hidrófilo, y similares. Como agente de tratamiento hidrófilo se utilizan un tensioactivo aniónico, tal como una sal de ácido sulfónico alifático o un éster de ácido sulfúrico de un alcohol superior; un tensioactivo catiónico, tal como una sal de amonio cuaternario; un tensioactivo no iónico, tal como un éster de ácido graso de polietilenglicol, un éster de ácido graso de poliglicerol o un éster de ácido graso de sorbitán; un tensioactivo a base de silicona, tal como una silicona modificada con polioxialquileno; y un agente de liberación de manchas constituido por una resina a base de poliéster, a base de poliamida, acrílica o a base de uretano; o similares.
Resulta preferido que los tejidos no tejidos, entre los que se intercala la capa absorbente, sean hidrófilos, a fin de que aumenten aún más las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua. Especialmente con el fin de evitar la fuga de líquido en pendiente, resulta más preferible que la propiedad hidrófila de un tejido no tejido utilizado en una cara inferior de la capa absorbente sea equivalente o superior a la propiedad hidrófila de un tejido no tejido utilizado en una cara superior de la capa absorbente. Tal como se utiliza en la presente memoria, el término “cara superior de una capa absorbente” se refiere a una cara a la que se suministra un líquido que debe ser absorbido en el momento de preparar un artículo absorbente utilizando la estructura laminar absorbente de agua obtenida, y el término “cara inferior de una capa absorbente” se refiere a una cara opuesta a la misma.
Preferentemente, el tejido no tejido es un tejido no tejido con un volumen adecuado y un gramaje básico elevado, a fin de proporcionar a la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención unas excelentes permeabilidad a líquidos, flexibilidad, resistencia y capacidad de amortiguación, y a fin de aumentar la velocidad de permeación de líquido de la estructura laminar absorbente de agua. El tejido no tejido tiene un gramaje básico comprendido preferentemente entre 5 y 300 g/m2, más preferentemente entre 8 y 200 g/m2, aún más preferentemente entre 10 y 100 g/m2, y aún más preferentemente entre 11 y 50 g/m2. Además, el tejido no tejido tiene un espesor comprendido preferentemente entre 20 y 800 µm, más preferentemente entre 50 µm y 600 µm, y aún más preferentemente entre 80 y 450 µm.
Entre los adhesivos que se pueden utilizar en la presente invención se incluyen, por ejemplo, adhesivos a base de caucho, tales como cauchos naturales, cauchos de butilo y poliisopreno; adhesivos elastoméricos a base de estireno, tales como copolímeros de bloque de estireno-isopreno (SIS), copolímeros de bloque de estireno-butadieno (SBS), copolímeros de bloque de estireno-isobutileno (SIBS) y copolímeros de bloque de estireno-etileno-butilenoestireno (SEBS); adhesivos de copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA); adhesivos a base de copolímero de etileno-derivado de ácido acrílico, tales como etileno-acrilato de etilo (EEA), y copolímero de etileno-acrilato de butilo (EBA); adhesivos de copolímero de etileno-ácido acrílico (EAA); adhesivos a base de poliamida, tales como nylon copolimérico y poliamidas a base de ácido dimérico; adhesivos a base de poliolefinas, tales como polietilenos, polipropilenos, polipropilenos atácticos y poliolefinas copoliméricas; adhesivos a base de poliéster, tales como
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tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT) y poliésteres copoliméricos; y adhesivos a base de acrílicos. En la presente invención, se utilizan preferentemente adhesivos de copolímero de etileno-acetato de vinilo, adhesivos elastoméricos a base de estireno, adhesivos poliolefínicos y adhesivos a base de poliéster, a fin de obtener una fuerza adhesiva elevada, de modo que sea posible evitar la peladura del tejido no tejido y la dispersión de la resina absorbente de agua en la lámina absorbente de agua. Estos adhesivos se pueden utilizar individualmente o combinarse dos o más tipos de los mismos.
Si se utiliza un adhesivo de fusión térmica, el mismo tiene una temperatura de fusión (temperatura de reblandecimiento) comprendida preferentemente entre 60ºC y 180ºC, más preferentemente entre 70ºC y 150ºC, y aún más preferentemente entre 75ºC y 125ºC , a fin de fijar suficientemente la resina absorbente de agua al tejido no tejido y, al mismo tiempo, prevenir el deterioro térmico o la deformación del tejido no tejido.
El adhesivo presente en la estructura laminar absorbente de agua está contenido preferentemente en una cantidad correspondiente a entre 0,05 y 2,0 veces, más preferentemente entre 0,08 y 1,5 veces, y aún más preferentemente entre 0,1 y 1,0 veces la cantidad de resina absorbente de agua contenida (con respecto a la masa). Resulta preferente que el adhesivo esté contenido en una proporción de 0,05 veces o más, a fin de obtener una adhesión suficiente, evitando de este modo la peladura de los propios tejidos no tejidos o la dispersión de la resina absorbente de agua, y aumentando la capacidad de retención de la forma de la estructura laminar absorbente de agua. Resulta preferente que el adhesivo esté contenido en una proporción de 2,0 veces o menos, a fin de evitar la inhibición del hinchamiento de la resina absorbente de agua debido a una adhesión recíproca demasiado fuerte, mejorando de este modo la velocidad de permeación de líquido o la fuga de líquido de la estructura laminar absorbente de agua.
En la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, la capa absorbente contiene una resina absorbente de agua y un adhesivo, y la capa absorbente se forma, por ejemplo, dispersando uniformemente un polvo mixto de una resina absorbente de agua y un adhesivo sobre un tejido no tejido, superponiendo a ello un tejido no tejido y sometiendo las capas superpuestas a calentamiento, si es necesario calentamiento bajo presión, a una temperatura próxima a la temperatura de fusión del adhesivo. Alternativamente, la capa absorbente se forma dispersando uniformemente una resina absorbente de agua sobre un tejido no tejido recubierto de adhesivo, superponiéndole un tejido no tejido recubierto de adhesivo y sometiendo las capas superpuestas a calentamiento, si es necesario bajo presión.
La estructura laminar absorbente de agua según la presente invención se puede producir, por ejemplo, por un método como los que se describen a continuación.
(a)
Un polvo mixto de una resina absorbente de agua y un adhesivo se dispersan uniformemente sobre un tejido no tejido, se les superpone adicionalmente un tejido no tejido y las capas superpuestas se someten a prensado con calentamiento a una temperatura próxima a la temperatura de fusión del adhesivo.
(b)
Un polvo mixto de una resina absorbente de agua y un adhesivo se dispersan uniformemente sobre un tejido no tejido y se hacen pasar a través de un horno de calentamiento, a fin de fijar el polvo de modo que el mismo no se disperse. A ello se superpone un tejido no tejido y las capas superpuestas se someten a prensado con calentamiento.
(c)
Un adhesivo se dispone por fusión sobre un tejido no tejido, inmediatamente después se dispersa uniformemente una resina absorbente de agua a fin de formar una capa, y a continuación se superpone un tejido no tejido recubierto por fusión con un adhesivo en una cara superior, de tal modo que la cara recubierta de adhesivo está orientada hacia la cara correspondiente a la resina absorbente de agua dispersada, y las capas superpuestas se someten a prensado, o, si es necesario, a prensado con calentamiento, utilizando una prensa de rodillos o similar.
Se puede obtener una estructura laminar absorbente de agua, que presenta una estructura en la que una capa absorbente que contiene resinas absorbentes de agua se intercala entre dos láminas de tejidos no tejidos, por ejemplo, produciendo una estructura laminar absorbente de agua según el método indicado en cualquiera de los puntos (a) a (c). De entre estos métodos, los correspondientes a (a) y (c) son más preferentes para una mayor conveniencia del método de producción y una elevada eficiencia de producción.
En este caso, la estructura laminar absorbente de agua puede producirse utilizando combinadamente los métodos ejemplificados en los puntos (a) a (c). La estructura laminar absorbente de agua se puede someter a un tratamiento de estampación durante el prensado con calentamiento, durante o después de la producción de la lámina, a fin de mejorar la sensación y las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua.
El adhesivo que participa en la producción de la estructura laminar absorbente de agua se mezcla preferentemente en una proporción correspondiente a entre 0,05 y 2,0 veces, más preferentemente entre 0,08 y 1,5 veces, y aún más preferentemente entre 0,1 y 1,0 veces la cantidad de resina absorbente de agua contenida (con respecto a la masa). Resulta preferido que el adhesivo se mezcle en una proporción de 0,05 veces o más, a fin de obtener una adhesión suficiente, evitando de este modo la peladura de los propios tejidos no tejidos o la dispersión de la resina absorbente de agua, y aumentando la capacidad de retención de la forma de la estructura laminar absorbente de agua. Resulta
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preferido que el adhesivo se mezcle en una proporción de 2,0 veces o menos, a fin de evitar la inhibición del hinchamiento de la resina absorbente de agua debido a una adhesión recíproca demasiado fuerte, mejorando de este modo la velocidad de permeación de líquido o la fuga de líquido de la estructura laminar absorbente de agua.
Además, la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención se puede formular adecuadamente con un aditivo, tal como un desodorante, un agente antibacteriano o un estabilizador de gel.
Una de las características de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención es que la estructura laminar absorbente de agua tiene una resistencia a la peladura comprendida dentro de un intervalo determinado, comprendido entre 0,05 y 3,0 N/7 cm, preferentemente entre 0,1 y 2,5 N/7 cm, más preferentemente entre 0,15 y 2,0 N/7 cm, y aún más preferentemente entre 0,2 y 1,5 N/7 cm. Si la estructura laminar absorbente de agua tiene una resistencia a la peladura superior a 3,0 N/7 cm, la adherencia de la capa absorbente es demasiado fuerte, de manera que no se puede obtener un efecto por la adición de una determinada cantidad de una resina absorbente de agua con unas determinadas propiedades de absorción de agua. Si la estructura laminar absorbente de agua tiene una resistencia a la peladura menor de 0,05 N/7 cm, la adherencia de la capa absorbente es demasiado débil, de modo que la acción de la resina absorbente de agua no se inhibe; sin embargo, la estructura laminar absorbente de agua tiene una menor capacidad de retención de la forma, lo que permite la migración de la resina absorbente de agua y la peladura de los tejidos no tejidos, dificultando la producción con ella de artículos absorbentes, tales como pañales higiénicos. En la presente memoria, la resistencia a la peladura de la estructura laminar absorbente de agua es un valor que se puede determinar por un método de medición como el que se describe en los siguientes ejemplos.
Teniendo en cuenta la utilización de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención en pañales higiénicos y similares, la estructura laminar absorbente de agua tiene una capacidad de retención de agua de solución salina comprendida preferentemente entre 250 y 7.000 g/m2, más preferentemente entre 300 y 6.500 g/m2, aún más preferentemente entre 400 y 6.000 g/m2, y aún más preferentemente entre 500 y 5.500 g/m2, dado que resulta preferente que la resina absorbente de agua contenida en la misma presente propiedades de absorción de agua suficientes, de modo que la estructura laminar absorbente de agua tenga una capacidad de absorción de líquidos aún mayor. En la presente memoria, la capacidad de retención de agua de solución salina de la estructura laminar absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
Además, la capacidad de retención de agua de solución salina A [g/m2] de la estructura laminar absorbente de agua satisface preferentemente la fórmula relacional: 0,5B x C ≤ A ≤ 0,9B x C, más preferentemente satisface la fórmula relacional: 0,55B x C ≤ A ≤ 0,85B x C, y aún más preferentemente satisface la fórmula relacional: 0,6B x C ≤ A ≤ 0,8B x C, dependientes de la cantidad B [g/m2] de la resina absorbente de agua contenida, mencionada anteriormente, y la capacidad de retención de agua C [g/g] de la resina absorbente de agua mencionada anteriormente, dado que resulta preferente que la resina absorbente de agua esté inmovilizada por una adhesión adecuada, en una medida tal que las propiedades de absorción de agua de la resina absorbente de agua no se vean muy inhibidas.
En la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, cada uno de los componentes está diseñado preferentemente para que pueda mezclarse adecuadamente. En particular, la cantidad B [g/m2] de resina absorbente de agua mencionada anteriormente, contenida en la estructura laminar absorbente de agua, satisface preferentemente la fórmula relacional: 150 -2C ≤ B ≤ 200 -2C, y más preferentemente satisface la fórmula relacional: 160 -2C ≤ B ≤ 190 -2C, dependientes de la capacidad de retención de agua C [g/g] de la resina absorbente de agua mencionada anteriormente, dado que resulta preferente que se utilice la resina absorbente de agua con unas propiedades de absorción de agua especificadas en una cantidad especificada. En este contexto, los parámetros B y C de las fórmulas relacionales anteriores están sujetos únicamente a los valores numéricos, sin tener en cuenta cada una de las unidades.
En la presente invención, la estructura laminar absorbente de agua mencionada anteriormente también puede adoptar una estructura en la que una parte de una cara o toda una cara de la capa absorbente se divide en una capa absorbente primaria de la cara superior y una capa absorbente secundaria de la cara inferior, utilizando una capa divisora transpirable apropiada en una dirección perpendicular (la dirección del espesor de la lámina). Mediante la estructura anterior se mejoran enormemente las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua, especialmente las fugas de líquido en pendiente.
La capa divisora transpirable tiene una transpirabilidad y una permeabilidad a líquidos adecuadas, y puede ser una capa a través de la cual no puede pasar una sustancia en forma de partículas, tal como una resina absorbente de agua. Entre los ejemplos específicos de la misma se incluyen productos tales como redes con poros finos constituidas por fibras de PE o PP; películas porosas, tales como películas perforadas; papeles para uso sanitario, tales como pañuelos de papel; y tejidos no tejidos de fibra sintética con celulosa, tales como tejidos no tejidos tendidos al aire constituidos por pulpa/PE/PP, o tejidos no tejidos de fibras sintéticas constituidos por fibras de rayón, fibras de poliolefina y fibras de poliéster. Entre estos ejemplos, se utilizan preferentemente los mismos tejidos no
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tejidos que en el intercalado de la capa absorbente en la presente invención, para las propiedades de la estructura laminar absorbente de agua obtenido.
La resina absorbente de agua de la capa absorbente secundaria se utiliza preferentemente en una cantidad correspondiente a entre 0,01 y 1,0 veces, más preferentemente entre 0,05 y 0,8 veces, y aún más preferentemente entre 0,1 y 0,5 veces la cantidad de resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente primaria (relación de masas). La resina absorbente de agua de la capa absorbente secundaria está presente preferentemente en una cantidad correspondiente a 0,01 veces o más, para que la capa absorbente secundaria presente propiedades suficientemente absorbentes de líquidos y a evitar las fugas de líquido, y la resina absorbente de agua está presente preferentemente en una cantidad correspondiente a 1,0 veces o menos, para aumentar la sensación de sequedad en la superficie tras la absorción de líquido y a reducir la cantidad de rehumectación.
Las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención están influidas por las propiedades de absorción de agua de la resina absorbente de agua utilizada. Por consiguiente, resulta preferente que la resina absorbente de agua de la capa absorbente primaria utilizada en la presente invención se seleccione de entre las que presentan intervalos favorables de propiedades de absorción de agua, tales como la capacidad de absorción de líquido (expresada mediante índices como la capacidad de retención de agua, y la capacidad de absorción de agua bajo carga) y la velocidad de absorción de agua, y el tamaño de partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua, teniendo en cuenta la constitución de cada componente de la estructura laminar absorbente de agua o similares. Además, la resina absorbente de agua de la capa absorbente secundaria puede ser idéntica a la resina absorbente de agua de la capa absorbente primaria, o puede estar dentro del intervalo descrito a continuación.
Más específicamente, resulta preferente una forma de realización en la que una resina absorbente de agua utilizada, por lo menos, en una de las capas absorbentes, es una resina absorbente de agua que se obtiene por un método de polimerización en suspensión de fase inversa, resulta más preferida una forma de realización en la que una resina absorbente de agua utilizada en una capa absorbente secundaria es una resina absorbente de agua que se obtiene por un método de polimerización en suspensión de fase inversa, y resulta aún más preferente una forma de realización en la que las dos resinas absorbentes de agua que se utilizan en la capa absorbente primaria y la capa absorbente secundaria son resinas absorbentes de agua que se obtienen por un método de polimerización en suspensión de fase inversa.
En la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, resulta preferido que exista una diferencia positiva entre los valores de velocidad de absorción de agua de solución salina de la resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente primaria y la velocidad de absorción de agua de solución salina de la resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria. Cuanto mayor sea la diferencia, más se notará el efecto de evitar el estancamiento de un líquido en la capa absorbente primaria mencionada anteriormente, aumentando la sensación de sequedad y mostrándose aún más intensamente los efectos de evitar la fuga de líquido. Específicamente, (velocidad de absorción de agua de solución salina de una resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente primaria) -(velocidad de absorción de agua de solución salina de una resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria) es preferentemente de 5 s o mayor, más preferentemente de 10 s o mayor, y aún más preferentemente de 15 s o mayor.
Con el fin de mejorar las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua, en una forma de realización preferente, en un caso en el que la resina absorbente de agua de la capa absorbente primaria y la resina absorbente de agua de la capa absorbente secundaria son diferentes, la resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente primaria tiene preferentemente una velocidad de absorción de agua de solución salina comprendida entre 10 s y 50 s, más preferentemente entre 15 y 40 s, y aún más preferentemente entre 18 y 35 s, y todavía más preferentemente entre 20 y 30 s, a fin de acelerar la velocidad de permeación de líquido de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, evitando de este modo el estancamiento de un líquido en la capa absorbente primaria y aumentando así la sensación de sequedad al tacto en su utilización en un artículo absorbente. Por otro lado, la resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria tiene una velocidad de absorción de agua de solución salina comprendida preferentemente entre 1 y 30 s, más preferentemente entre 2 y 25 s, aún más preferentemente entre 2 y 20 s, y todavía más preferentemente entre 3 y 15 s, a fin de reducir la fuga en pendiente de la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención, con lo que se evita la sensación desagradable provocada por la fuga de líquido durante su utilización en un artículo absorbente.
En general, las resinas absorbentes de agua con un tamaño medio de partícula grande tienen más probabilidades de tener una menor velocidad de absorción de agua, y las resinas absorbentes de agua con un tamaño medio de partícula pequeño tienen más probabilidades de tener una mayor velocidad de absorción de agua. Sin embargo, si el tamaño medio de partícula de una resina absorbente de agua se hace demasiado pequeño con el fin de acelerar la velocidad de absorción de agua, la fluidez del polvo empeora considerablemente, de modo que surgen diversos problemas, tales como un empeoramiento del entorno de trabajo debido a los polvos y una reducción de la productividad debida a la dispersión y el desprendimiento de la resina absorbente de agua del tejido no tejido. Además, cuando la cantidad de polvo fino de la resina absorbente de agua aumenta, es más probable que tenga el
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lugar el fenómeno de bloqueo por gel mencionado anteriormente, lo que también provoca la disminución de las propiedades de absorción de líquidos de la estructura laminar absorbente de agua. Además, probablemente se reduce el efecto adhesivo debido al hecho de que es más probable que una resina absorbente de agua con un tamaño medio de partícula pequeño recubra el adhesivo, reduciéndose con ello el efecto adhesivo, por lo que es más probable que el laminado sufra exfoliación.
Con el fin de evitar estas desventajas, resulta preferente utilizar una resina absorbente de agua con un tamaño medio de partícula apropiado y una velocidad de absorción de agua elevada en una capa absorbente secundaria. Con el fin de obtener una resina absorbente de agua tal como se ha descrito anteriormente, resulta preferido utilizar un método específico para producir una resina absorbente de agua, y resulta preferido utilizar, por ejemplo, un método de polimerización en solución acuosa en el que se introducen burbujas continuas por espumación durante la polimerización, o utilizar un método de polimerización en suspensión de fase inversa con un determinado agente emulsionante, siendo más preferente, de entre dichos métodos, este último, a fin de obtener buenas propiedades de absorción de agua y una velocidad de absorción de agua elevada. Como agente emulsionante especificado, se utiliza preferentemente un tensioactivo no iónico con una hidrofilia adecuada, y una resina absorbente de agua procedente de una polimerización en suspensión de fase inversa que utiliza dichos tensioactivos se obtiene habitualmente en una forma esférica o granular, y una forma aglomerada de las mismas. Preferentemente, se utiliza una resina con la forma anteriormente mencionada a fin no solo de que prácticamente no se necesite pulverización, sino también de que dicha resina absorbente de agua tenga una fluidez excelente en forma de polvo y una excelente procesabilidad durante la producción de la estructura laminar absorbente de agua o similares.
En este caso, la capacidad de retención de agua de solución salina, la capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa y el tamaño de partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria no están particularmente limitadas, y se utilizan preferentemente las que se encuentran dentro de los mismos intervalos que en la capa absorbente primaria mencionada anteriormente, las que se encuentran dentro del intervalo ilustrado a continuación.
La resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria tiene una capacidad de retención de agua de solución salina comprendida entre 35 y 80 g/g, preferentemente entre 40 y 75 g/g, más preferentemente entre 45 y 70 g/g, y aún más preferentemente entre 50 y 65 g/g, a fin de absorber un líquido en una cantidad mayor y evitar el fenómeno de bloqueo por gel a la vez que el gel se mantiene fuerte durante la absorción. La capacidad de retención de agua de solución salina de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
La resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria tiene preferentemente una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de preferentemente 12 ml/g o mayor, más preferentemente comprendida entre 15 y 45 ml/g, aún más preferentemente comprendida entre 18 y 40 ml/g, y aún más preferentemente comprendida entre 20 y 35 ml/g. La capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
La resina absorbente de agua utilizada en la capa absorbente secundaria tiene un tamaño de partícula promedio en masa comprendido preferentemente entre 50 y 800 µm, más preferentemente entre 100 y 700 µm, aún más preferentemente entre 150 y 600 µm, y todavía más preferentemente entre 200 y 500 µm, a fin de prevenir la dispersión de la resina absorbente de agua y el fenómeno de bloqueo por gel durante la absorción de agua de la resina absorbente de agua presente en la estructura laminar absorbente de agua, y al mismo tiempo reducir el tacto rugoso de la estructura laminar absorbente de agua, con lo que se mejora su textura. El tamaño de partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua es un valor que se puede obtener por un método de medición que se describe en los ejemplos expuestos a continuación.
La estructura laminar absorbente de agua según la presente invención tiene como característica que permite el adelgazamiento de la lámina. Cuando se tiene en cuenta la utilización en artículos absorbentes, la estructura laminar absorbente de agua tiene preferentemente un espesor, en estado seco, de 3 mm o menor, más preferentemente de 2,5 mm o menor, aún más preferentemente comprendido entre 0,1 y 2 mm y aún más preferentemente comprendido entre 0,2 y 1,5 mm. El estado seco se refiere a un estado anterior a la absorción de líquido por parte de la estructura laminar absorbente de agua. En la presente memoria, el espesor de la estructura laminar absorbente de agua en estado seco es un valor que se puede determinar por un método de medición como el que se describe en los siguientes ejemplos.
Además, la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención tiene como característica que la cantidad de rehumectación tras la permeación de líquido es pequeña. Cuando se tiene en cuenta su utilización en un artículo absorbente, la cantidad de rehumectación de un líquido de ensayo A en la estructura laminar absorbente de agua (un líquido de ensayo de viscosidad baja) es preferentemente de 5 g o menor, más preferentemente de 3 g o menor, y aún más preferentemente de 1 g o menor, y la cantidad de rehumectación de un líquido de ensayo B en la estructura laminar absorbente de agua (un líquido de ensayo de viscosidad elevada) es preferentemente de 10 g o menor, más preferentemente de 8 g o menor, y aún más preferentemente de 6 g o menor. En la presente memoria,
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la cantidad de rehumectación de un líquido de ensayo A y un líquido de ensayo B en la estructura laminar absorbente de agua es un valor que se puede determinar por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
Además, la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención tiene como característica que un líquido tiene una velocidad de permeación elevada. Cuando se tiene en cuenta su utilización en un artículo absorbente, el líquido de ensayo A en la estructura laminar absorbente de agua tiene preferentemente una velocidad de permeación de 30 s o menor, más preferentemente de 25 s o menor, y aún más preferentemente de 20 s o menor, y el líquido de ensayo B tiene preferentemente una velocidad de permeación de 100 s o menor, más preferentemente de 90 s o menor, y aún más preferentemente de 80 s o menor. En la presente memoria, las velocidades de permeación de un líquido de ensayo A y un líquido de ensayo B en la estructura laminar absorbente de agua es un valor que se puede determinar por un método de medición descrito en los ejemplos expuestos a continuación.
Además, la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención tiene como característica que un líquido presenta una fuga líquido en pendiente menor y la estructura laminar absorbente de agua tiene preferentemente una cantidad de fuga (cuando se utiliza un líquido de ensayo A) de 7 g o menor, más preferentemente de 5 g o menor, y aún más preferentemente de 3 g o menor, cuando se tiene en cuenta su utilización como artículo absorbente. En la presente memoria, la cantidad de fuga de la estructura laminar absorbente de agua es un valor que se puede determinar por un método de medición descrito en los siguientes ejemplos.
Además, dado que la estructura laminar absorbente de agua según la presente invención tiene una cantidad muy pequeña de material derivado de la naturaleza, se ha tenido en cuenta el medio ambiente a la vez que se obtiene un elevado rendimiento en cuanto a espesor, velocidad de permeación y cantidad de fuga, tal como se ha mencionado anteriormente. La proporción de material natural utilizado es preferentemente del 30% en masa o menor, más preferentemente del 20% en masa o menor, aún más preferentemente del 15% en masa o menor y aún más preferentemente del 10% en masa o menor. La proporción de material natural utilizado se calcula dividiendo el contenido total de pasta de papel, algodón, cáñamo, seda y similares contenidos en cantidades muy pequeñas como constituyentes de la estructura laminar absorbente de agua por la masa de estructura laminar absorbente de agua.
Ejemplos
A continuación, la presente invención se describe específicamente a través de los ejemplos, sin con ello pretender limitar su alcance a los mismos.
Las propiedades de la resina absorbente de agua y la estructura laminar absorbente de agua se midieron y evaluaron de acuerdo con los métodos siguientes.
< Capacidad de retención de agua de solución salina de una resina absorbente de agua >
Se pesó la cantidad de 2,0 g de resina absorbente de agua en una bolsa de algodón (Cottonbroad n.º 60, anchura 100 mm x longitud 200 mm) y se introdujo en un vaso de precipitados de 500 ml. Se vertió solución salina (solución acuosa al 0,9% en masa de cloruro de sodio, en lo sucesivo denominada del mismo modo) en la bolsa de algodón en una cantidad de 500 g en una sola vez y la solución salina se dispersó a fin de no provocar un grumo no hinchado de la resina absorbente de agua. La parte superior de la bolsa de algodón se ató con una cinta de goma y la bolsa se dejó en reposo durante 1 hora a fin de que la resina absorbente de agua se hinchara suficientemente. La bolsa de algodón se deshidrató durante 1 minuto con un deshidratador (fabricado por Kokusan Enshinki Co., Ltd., número de producto: H-122) ajustado a una fuerza centrífuga de 167 g. Se midió la masa Wa (g) de la bolsa de algodón que contenía geles hinchados tras la deshidratación. Se llevaron a cabo los mismos procedimientos sin la adición de resina absorbente de agua y se midió la masa vacía Wb (g) de la bolsa de algodón tras la humidificación. La capacidad de retención de agua de solución salina de la resina absorbente de agua se calculó a partir de la siguiente fórmula:
Capacidad de retención de agua de solución salina (g/g) de la resina absorbente de agua = [Wa -Wb] (g)/Masa (g) de resina absorbente de agua
< Capacidad de absorción de agua de solución salina de la resina absorbente de agua bajo una carga de 2,07 kPa >
La capacidad de absorción de agua de solución salina de la resina absorbente de agua bajo una carga de 2,07 kPa se midió con un aparato de medición X, cuya estructura esquemática se muestra en la figura 1.
El aparato de medición X que se muestra en la figura 1 comprendía una sección de bureta 1, un tubo de plomo 2, una plataforma de medición 3 y una sección de medición 4 colocados en la plataforma de medición 3. La sección de bureta 1 estaba conectada a un tapón de goma 14 en la parte superior de la bureta 10, y a un tubo de entrada de aire 11 y una llave 12 en la parte inferior de la misma, y la sección de bureta comprendía además una llave 13 en la
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parte superior del tubo de entrada de aire 11. El tubo de plomo 2 se fijó entre la sección de bureta 1 y la plataforma de medición 3. El tubo de plomo 2 tenía un diámetro de 6 mm. Se realizó un agujero con un diámetro de 2 mm en la sección central de la plataforma de medición 3 y se conectó el tubo de plomo 2 al mismo. La sección de medición 4 tenía un cilindro 40, una malla de nylon 41 adherida al fondo del cilindro 40 y un peso 42. El cilindro 40 tenía un diámetro interior de 2,0 cm. La malla de nylon 41 tenía una abertura de 200 mallas (abertura del tamiz: 75 µm) y, por otra parte, se extendió uniformemente una determinada cantidad de la resina absorbente de agua 5 sobre la malla de nylon 41. El peso 42 tenía un diámetro de 1,9 cm y una masa de 59,8 g. Dicho peso 42 se colocó sobre la resina absorbente de agua 5, de tal modo que la carga de 2,07 kPa se pudo aplicar de manera uniforme a la resina absorbente de agua 5.
Las mediciones de capacidad de absorción de agua de solución salina bajo carga utilizando el aparato de medición X se llevaron a cabo de acuerdo con los siguientes procedimientos. Las mediciones se tomaron en espacios interiores a una temperatura de 25ºC y una humedad comprendida entre el 45 y el 75%. En primer lugar, se cerraron la llave 12 y la llave 13 de la sección de bureta 1 y se vertió una solución salina ajustada a 25ºC desde la parte superior de la bureta 10, y la parte superior de la bureta se taponó fuertemente con el tapón de goma 14. A continuación, se abrieron la llave 12 y la llave 13 de la sección de bureta 1. A continuación, la altura de la plataforma de medición 3 se ajustó de manera que el extremo del tubo de plomo 2 de la sección central de la plataforma de medición 3 y un orificio de introducción de aire del tubo de entrada de aire 11 se encontraran a la misma altura.
Por otra parte, se extendieron uniformemente 0,10 g de la resina absorbente de agua 5 sobre la malla de nylon 41 del cilindro 40, y el peso 42 se colocó sobre dicha resina absorbente de agua 5. La sección de medición 4 se colocó de forma que su centro estuviera alineado con un orificio de entrada del tubo de plomo en la sección central de la plataforma de medición 3.
La reducción de volumen de la solución salina en la bureta 10, es decir, el volumen de solución salina absorbida por la resina absorbente de agua 5, Wc (ml), se leyó de forma continua a partir del momento en que la resina absorbente de agua 5 empezó a absorber agua.
En la medición realizada con el aparato de medición X, la capacidad de absorción de agua de solución salina bajo carga de la resina absorbente de agua 5 tras 60 minutos desde el momento en el que empieza la absorción de agua se calculó mediante la siguiente fórmula.
Capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa (ml/g) de resina absorbente de agua = Wc (ml) ÷ 0,10 (g)
< Velocidad de absorción de agua de solución salina de la resina absorbente de agua >
Este ensayo se llevó a cabo en un espacio interior con temperatura controlada a 25 ± 1ºC. Se pesó la cantidad 50 ± 0,1 g de solución salina en un vaso de precipitados de 100 ml y se introdujo una barra magnética de agitación (8 mmϕ x 30 mm, sin anillo). El vaso de precipitados se sumergió en un termostato con una temperatura del líquido controlada a 25 ± 0,2ºC. A continuación, el vaso de precipitados se colocó sobre el agitador magnético, de modo que se generó un vórtice en la solución salina a una velocidad de rotación de 600 r/min, luego se añadió rápidamente la resina absorbente de agua en una cantidad de 2,0 ± 0,002 g a dicho vaso de precipitados y se midió con un cronómetro el tiempo (segundos) transcurrido desde el momento de adición de la resina absorbente de agua hasta el momento de convergencia del vórtice de la superficie del líquido, lo que se definió como la velocidad de absorción de agua de la resina absorbente de agua.
< Tamaño de partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua >
Se mezcló una sílice amorfa (Sipernat 200, Degussa, Japón) en una cantidad de 0,5 g como lubricante con 100 g de una resina absorbente de agua a fin de preparar una resina absorbente de agua para la medición.
La resina absorbente de agua mencionada anteriormente se hizo pasar a través de un tamiz estándar según las normas JIS con una abertura de tamiz de 250 µm, y el tamaño de partícula promedio en masa se midió utilizando una combinación de tamices (A) en un caso en el que se permitió pasar la resina en una cantidad del 50% en masa
o más, o una combinación de tamices (B) en un caso en el que el 50% en masa o más de la resina permaneció en el tamiz.
(A)
tamices estándares según las normas JIS, un tamiz con una abertura de 425 µm, un tamiz con una abertura de 250 µm, un tamiz con una abertura de 180 µm, un tamiz con una abertura de 150 µm, un tamiz con una abertura de 106 µm, un tamiz con una abertura de 75 µm, un tamiz con una abertura de 45 µm y una bandeja de recepción se combinaron en orden desde la parte superior.
(B)
tamices estándares según las normas JIS, un tamiz con una abertura de 850 µm, un tamiz con una abertura de 600 µm, un tamiz con una abertura de 500 µm, un tamiz con una abertura de 425 µm, un tamiz con una abertura de
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300 µm, un tamiz con una abertura de 250 µm, un tamiz con una abertura de 150 µm y una bandeja de recepción se combinaron en orden desde la parte superior.
La resina absorbente de agua mencionada anteriormente se colocó en el tamiz más elevado de los tamices combinados y se agitó durante 20 minutos con un agitador rotatorio y de golpeo a fin de clasificar la resina.
Tras la clasificación, se representaron las relaciones entre la apertura del tamiz y la integral del porcentaje en masa de la resina absorbente de agua que permaneció en el tamiz en un papel de probabilidad logarítmica, calculando la masa de resina absorbente de agua que permaneció en cada tamiz como porcentaje en masa con respecto a una cantidad entera, y acumulando los porcentajes en masa en orden, empezando por los que tenían mayores diámetros de partícula. El diámetro de partícula correspondiente al 50% en masa de porcentaje en masa acumulado se define como el tamaño de partícula promedio en masa uniendo los diagramas del papel de probabilidad en una línea recta.
< Grado de hidrofilia de los tejidos no tejidos >
En la presente memoria, el grado de hidrofilia de los tejidos no tejidos se midió con un aparato descrito en “Determination of Water Repellency”, descrito en JAPAN TAPPI Test Method No. 68 (2000).
Específicamente, una pieza de ensayo de tejido no tejido, cortada en forma de tira rectangular con unas dimensiones de longitud x anchura de 10 cm x 30 cm, de modo que la dirección longitudinal era una dirección de la longitud (dirección de alimentación de la máquina) del tejido no tejido, se fijó a un aparato de fijación de piezas de ensayo con una pendiente de 45º. Una bureta en la que se controló la abertura de una llave de la misma, de modo que se suministraran 10 g de agua destilada en 30 segundos, se secó y se fijó de manera que se dispuso una pieza 5 mm por encima en dirección vertical desde la parte superior de una pieza de ensayo fijada al aparato inclinado en la punta de la bureta. Se suministraron aproximadamente 60 g de agua destilada por la parte superior de la bureta y se midió el tiempo transcurrido (segundos) desde el inicio del goteo de un líquido sobre una pieza de ensayo de tejido no tejido desde la punta de la bureta hasta el punto en el que el líquido goteó por la parte inferior porque la pieza de ensayo ya no podía retenerlo, y se definió como el grado de hidrofilia del tejido no tejido. Se considera que, cuanto mayor son los valores numéricos, mayor es el grado de hidrofilia.
Habitualmente, el propio material del tejido no tejido que presenta hidrofilia o un tejido no tejido sometido a un tratamiento hidrófilo tienen un valor numérico correspondiente al grado de hidrofilia de 5 o mayor, mientras que, en un tejido no tejido de un material con una hidrofilia baja, es más probable que los líquidos rebosen cerca de la superficie y experimenten fugas más rápidamente por una parte inferior.
< Capacidad de retención de agua de solución salina de una estructura laminar absorbente de agua >
La estructura laminar absorbente de agua cortada en forma de cuadrado de 7 cm de lado se preparó como muestra y se midió su masa Wd (g). La muestra se colocó en una bolsa de algodón (Cottonbroad No. 60, anchura 100 mm x longitud 200 mm), y a continuación dicha bolsa se introdujo en un vaso de precipitados de 500 ml. Se vertió solución salina en la bolsa de algodón en una cantidad de 500 g de una sola vez, luego la bolsa de algodón se ató por la parte superior con una cinta de goma y se dejó reposar durante 1 hora a fin de dejar que la muestra se hinchara suficientemente. La bolsa de algodón se deshidrató durante 1 minuto con un deshidratador (fabricado por Kokusan Enshinki Co., Ltd., número de producto: H-122) ajustado a una fuerza centrífuga de 167 g. Se midió la masa We (g) de la bolsa de algodón que contenía la muestra tras la deshidratación. Se llevaron a cabo los mismos procedimientos sin añadir la muestra, y se midió la masa vacía Wf (g) de la bolsa de algodón tras la humidificación. La capacidad de retención de agua de solución salina de la estructura laminar absorbente de agua se calculó a partir de la siguiente fórmula:
Capacidad de retención de agua de solución salina (g/m2) de la estructura laminar absorbente de agua = [We -Wf -Wd] (g)/0,0049 (m2)
< Resistencia de la estructura laminar absorbente de agua >
La resistencia de la estructura laminar absorbente de agua se evaluó según el método siguiente.
La estructura laminar absorbente de agua resultante se cortó hasta un tamaño de 10 cm x 10 cm. A continuación, toda una cara de dos piezas, respectivamente, de placas acrílicas de 10 cm x 10 cm (masa: aproximadamente 60 g) se adhirió con una cinta adhesiva de doble cara. Como se muestra en la figura 2, la estructura laminar mencionada anteriormente se adhirió de manera que quedara superpuesta sobre una placa acrílica 22, de tal modo que las líneas diagonales de las placas acrílicas 21, 22 formaban un ángulo de 45 grados, y se adhirió una placa acrílica 21 a la estructura laminar absorbente de agua 23 a fin de fijarla a presión, de modo que la cinta adhesiva de doble cara estaba encarada hacia la cara de la estructura laminar absorbente de agua 23.
Las piezas de ensayo de resistencia de la estructura laminar absorbente de agua, preparadas del modo descrito anteriormente, se colocaron en una bandeja metálica de tamices, utilizada en la sección anterior < Tamaño de
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partícula promedio en masa de la resina absorbente de agua >, y se le colocó una tapa. A continuación, la bandeja metálica tapada se hizo rotar con golpeos y rotaciones con un agitador rotatorio y de golpeo durante 3 minutos. La resistencia de la estructura laminar absorbente de agua se evaluó a partir de la apariencia externa de las piezas de ensayo de resistencia tras el golpeo según los siguientes criterios.
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O: La estructura laminar absorbente de agua no mostraba cambios en su aspecto externo y no se movía fácilmente, ni siquiera cuando se trataban de desplazar las placas acrílicas.
∆: La estructura laminar absorbente de agua no mostraba cambios en su aspecto externo, pero se dividió cuando se 10 desplazaron las placas acrílicas.
X: La estructura laminar absorbente de agua se dividió y el contenido se esparció.
< Sensación al tacto de la estructura laminar absorbente de agua >
15 Se evaluó la sensación al tacto de una estructura laminar absorbente de agua mediante el siguiente método. Se utilizó como muestra una estructura laminar absorbente de agua cortada a un tamaño de 8 cm x 20 cm. Se pidió a diez panelistas que llevaran a cabo una evaluación en tres categorías sobre si una muestra satisfacía o no la suavidad y la capacidad de retención de la forma de la estructura laminar absorbente de agua de acuerdo con los
20 siguientes criterios, y las puntuaciones asignadas por dichos panelistas se promediaron a fin de evaluar la sensación al tacto de una estructura laminar absorbente de agua.
Categoría A: La sensación durante la flexión es suave y no se observa ninguna dispersión del contenido (puntuación: 5).
25 Categoría B: Se experimenta sensación de resistencia durante la flexión; se observa a menudo una dispersión del contenido, mientras que el tacto es suave (puntuación: 3).
Categoría C: La estructura laminar es menos fácil de doblar y tiene una capacidad de recuperación más pobre tras la
30 flexión, o la estructura laminar es demasiado suave, por lo que es frecuente la dispersión del contenido, y el tejido no tejido se da la vuelta fácilmente (puntuación: 1).
< Resistencia a la peladura (N/7 cm) de la estructura laminar absorbente de agua >
35 La resistencia a la peladura de la estructura laminar absorbente de agua se midió según el método siguiente. Una estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó en forma de cuadrado con unas dimensiones de 7 cm x 7 cm. A continuación, una cara de una pieza de ensayo se despegó de manera uniforme en una porción con una anchura de 2 cm, de modo que la dirección longitudinal (dirección de alimentación de la máquina) de tejido no tejido que formaba la estructura laminar absorbente de agua era la dirección de estiramiento.
40 La porción con una anchura de 2 cm que se desprendió se fijó respectivamente al mandril superior y al mandril inferior de un medidor de ensayo de tracción provisto con mandriles de sujeción con una anchura de 8,5 cm (fabricado por Shimadzu Corporation, Autograph AGS-J), y la distancia entre los mandriles se tomó como cero.
45 La pieza de ensayo se estiró en una dirección de 180º a una velocidad de 0,5 cm/minuto, y los valores de ensayo (cargas) se registraron de forma continua con un ordenador hasta una distancia entre mandriles de 4 cm. Se definió el promedio de los valores de ensayo (cargas) para una distancia de estiramiento de entre 0 cm y 4 cm como la resistencia a la peladura (N/7 cm) de la estructura laminar absorbente de agua. Las mediciones se realizaron 5 veces y se utilizó un promedio de 3 puntos excluyendo un valor mínimo y un valor máximo.
50 < Medición del espesor de la estructura laminar absorbente de agua en estado seco >
Se utilizó como muestra una estructura laminar absorbente de agua, que se cortó en tiras rectangulares con un tamaño de 8 cm x 20 cm, de modo que una dirección longitudinal de las mismas se encontrara en una dirección de
55 la longitud (dirección de alimentación de la máquina) del tejido no tejido. El espesor de la estructura laminar absorbente de agua resultante se midió mediante un instrumento de medición del espesor (fabricado por Kabushiki Kaisha Ozaki Seisakusho, número de modelo: J-B) en tres puntos de medición tomados en una dirección longitudinal, en el extremo izquierdo, el centro y el extremo derecho; por ejemplo, el extremo izquierdo se fijó en un punto situado a 5 cm de distancia del lado izquierdo, el centro se fijó en un punto situado a 10 cm de distancia del
60 mismo y el extremo derecho se fijó en un punto situado a 15 cm de distancia del mismo. Como dirección de la anchura, se midió una parte central. El valor de medición para el espesor se obtuvo mediante la medición por triplicado en cada punto y obteniendo el promedio para cada uno de ellos. Además, se promediaron los valores correspondientes al extremo izquierdo, el centro y el extremo derecho, y el valor obtenido se definió como el espesor de una estructura laminar absorbente de agua general.
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< Evaluaciones de la velocidad de permeación y la cantidad de rehumectación de la estructura laminar absorbente de agua >
Se utilizó como muestra una estructura laminar absorbente de agua, que se cortó en tiras rectangulares con un tamaño de 8 cm x 20 cm, de modo que una dirección longitudinal de las mismas se encontrara en una dirección de la longitud (dirección de alimentación de la máquina) del tejido no tejido.
Como líquidos de ensayo, se utilizaron los líquidos de ensayo A y B, tal como se describen a continuación. La velocidad de permeación y la cantidad de rehumectación se obtuvieron para cada uno de los líquidos de ensayo.
Líquido de ensayo A (líquido de ensayo de viscosidad baja): La solución salina (solución acuosa de cloruro de sodio al 0,9% en masa) se tiñó con una pequeña cantidad de Blue No. 1.
Líquido de ensayo B (líquido de ensayo de viscosidad elevada): Se cargó un recipiente de 10 l con 60 g de cloruro de sodio, 24 g de carbonato de sodio (anhídrido), 60 g de glicerol y una cantidad adecuada de agua destilada para alcanzar la completa disolución. Se añadió agua destilada a fin de ajustar el peso de la solución acuosa total a 600 g, y a continuación dicha solución acuosa se tiñó con una pequeña cantidad de Blue No. 1.
Se colocó una lámina de polietileno de tipo permeable al aire porosa y permeable a líquidos con el mismo tamaño que la muestra (8 cm x 20 cm) y un gramaje básico de 22 g/m2 sobre una cara superior de una muestra (estructura laminar absorbente de agua). Además, debajo de la muestra se colocó una lámina de polietileno impermeable a líquidos con el mismo tamaño y gramaje básico que la lámina, a fin de obtener un artículo absorbente sencillo. Se colocó un cilindro cilíndrico con un diámetro interior de 3 cm cerca de la sección central de dicho artículo absorbente y se le suministraron de una vez 20 ml de un líquido de ensayo. Al mismo tiempo, se midió con un cronómetro el período transcurrido hasta que la solución de ensayo permeó por completo en el artículo absorbente, período que se denomina velocidad de permeación (s).
5 minutos después del inicio del suministro del líquido de ensayo, se apilaron papeles de filtro (alrededor de 80 láminas) con unas dimensiones de 5 cm x 15 cm, cuya masa (Wg (g), aproximadamente 30 g) se midió previamente, cerca del punto de suministro de líquido del artículo absorbente, y se colocó encima un peso de 4,5 kg, cuya cara inferior tenía un tamaño de 5 cm x 15 cm. Tras 5 minutos de aplicación de la carga, se midió la masa (Wh (g)) de los papeles de filtro y se definió el aumento de la masa como la cantidad de rehumectación (g), tal como se indica a continuación.
Cantidad de rehumectación (g) = Wh -Wg
< Ensayo de fugas en pendiente >
Se llevó a cabo un ensayo de fugas en pendiente utilizando un dispositivo como el que se muestra en la figura 3.
Esquemáticamente, el mecanismo es el siguiente. Se utilizó un soporte 31 comercialmente disponible para equipos experimentales a fin de mantener inclinada y fijar una placa acrílica 32, a continuación se suministró la solución de ensayo mencionada anteriormente a un artículo absorbente 33 colocado sobre la placa, a través de un embudo de adición 34 colocado verticalmente sobre el artículo absorbente, y se midió la cantidad de fuga con una balanza 35. Las especificaciones detalladas se indican a continuación.
La placa acrílica 32 tenía una longitud en la dirección del plano de pendiente de 45 cm, y se fijó de manera que el ángulo que formaba con el soporte 31 contra la horizontal era de 45 ± 2º. La placa acrílica 32 tenía una anchura de aproximadamente 100 cm y un espesor de aproximadamente 1 cm, y se podían medir simultáneamente varios artículos absorbentes 33. La placa acrílica 32 tenía una superficie lisa, de modo que ningún líquido se veía detenido
o absorbido por la placa.
Se fijó un embudo de adición 34 en una posición verticalmente por encima de la placa acrílica inclinada 32 mediante el soporte 31. El embudo de adición 34 tenía un volumen de 100 ml y el diámetro interior del extremo de la punta era de 4 mm, y la abertura de la llave se ajustó de manera que el líquido se suministrara a una velocidad de 6 ml/s.
La balanza 35, sobre la que se colocó una bandeja metálica 36, se dispuso en la parte inferior de la placa acrílica 32, y todas las soluciones de ensayo que fluyeron placa abajo se recibieron como fuga, y la masa se registró con una precisión de 0,1 g.
Se llevó a cabo un ensayo de fugas en pendiente utilizando un dispositivo tal como el descrito anteriormente, de acuerdo con los siguientes procedimientos. Se midió la masa de una estructura laminar absorbente de agua, que se cortó en una tira rectangular con un tamaño de 8 cm x 20 cm, de modo que una dirección longitudinal de la misma se encontrara en una dirección de la longitud (dirección de alimentación de la máquina), del tejido no tejido, y se fijó un tejido no tejido permeable a líquidos de polietileno de tipo permeable al aire (gramaje básico: 22 g/m2) del mismo tamaño se fijó en una cara superior de la misma, y adicionalmente se fijó un tejido no tejido de polietileno
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impermeable a líquidos con el mismo gramaje básico y el mismo tamaño a una cara inferior de la misma a fin de preparar un artículo absorbente 33 sencillo. Dicho artículo absorbente 33 sencillo se adhirió a la placa acrílica 32 (a fin de no detener la fuga intencionadamente, el extremo inferior del artículo absorbente 33 no se adhirió a la placa acrílica 32).
Se puso una marca en el artículo absorbente 33, en un punto situado a 1 cm de distancia en dirección descendente desde un extremo superior del mismo, y se fijó una entrada de suministro para el embudo de adición 34, de modo que dicha entrada quedó colocada a una distancia de 5 mm ± 2 mm verticalmente por encima de la marca.
Se encendió una balanza 35 y se taró de tal modo que indicara cero, y a continuación se suministraron de una vez 20 ml del líquido de ensayo A mencionado anteriormente al embudo de adición 34. Se midió la cantidad de líquido vertido en una bandeja 36 después de dejar que la solución de ensayo fluyera por encima de una placa acrílica inclinada 32 sin ser absorbida en un artículo absorbente 33, y dicha cantidad de líquido se definió como una primera cantidad de fuga (g).
Cuanto menor es dicha cantidad, menor es la cantidad de fuga en pendiente de una estructura laminar absorbente de agua, con lo que se considera que se trata de una excelente estructura laminar absorbente de agua.
(Ejemplo de producción 1: resina absorbente de agua A)
Se dispuso un matraz cilíndrico separable de fondo redondo con un diámetro interno de 100 mm, equipado con un condensador de reflujo, un embudo de adición, un tubo de entrada de nitrógeno gaseoso y un agitador con dos etapas de pala de agitación con 4 hojas de pala inclinadas y con un diámetro de hoja de 50 mm. Dicho matraz se cargó con 500 ml de n-heptano y se añadieron como tensioactivos 0,92 g de un estearato de sacarosa con un HLB de 3 (fabricado por Mitsubishi-Kagaku Foods Corporation, éster de azúcar Ryoto, S-370) y 0,92 g de un copolímero de etileno-propileno modificado con anhídrido maleico (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc., Hi-wax 1105A). La temperatura se elevó a 80ºC para disolver los tensioactivos y a continuación la solución se enfrió a 50ºC.
Por otro lado, se cargó un matraz Erlenmeyer de 500 ml con 92 g de una solución acuosa de ácido acrílico al 80,5% en masa y se añadieron gota a gota 154,1 g de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 20,0% en masa con refrigeración externa a fin de neutralizar el 75% en moles. A continuación se añadieron 0,11 g de persulfato potásico y 9,2 mg de N,N’-metilenbisacrilamida a fin de disolverlos y preparar una solución acuosa de monómero para la primera etapa.
Se añadió una cantidad entera de la solución acuosa de monómero mencionada anteriormente al matraz separable mencionado anteriormente, ajustando la velocidad de rotación del agitador a 600 r/min y manteniendo la temperatura a 35ºC durante 30 minutos, a la vez que se sustituía el interior del sistema con nitrógeno. A continuación, el matraz se sumergió en un baño de agua a 70ºC y se llevó a cabo una polimerización, obteniéndose una suspensión tras la polimerización de primera etapa.
Por otro lado, se cargó otro matraz Erlenmeyer de 500 ml con 128,8 g de una solución acuosa de ácido acrílico al 80,5% en masa y se añadieron gota a gota 174,9 g de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 24,7% en masa con refrigeración externa a fin de neutralizar el 75% en moles. A continuación se añadieron 0,16 g de persulfato potásico y 12,9 mg de N,N’-metilenbisacrilamida a fin de disolverlos y preparar una solución acuosa de monómero para la segunda etapa. La temperatura se mantuvo aproximadamente a 25ºC.
La velocidad de rotación del agitador que contenía la suspensión tras la polimerización mencionada anteriormente se cambió a 1.000 r/min y a continuación se bajó la temperatura a 28ºC. Se añadió una cantidad entera de la solución acuosa de monómero para la segunda etapa mencionada anteriormente al interior del sistema, y la temperatura se mantuvo durante 30 minutos mientras se sustituía el interior del sistema con nitrógeno. El matraz se volvió a sumergir en un baño de agua a 70ºC y la temperatura se elevó a fin de llevar a cabo la polimerización, obteniéndose una suspensión tras la polimerización de segunda etapa.
A continuación, la temperatura se elevó con un baño de aceite a 120ºC y se llevó a cabo una destilación azeotrópica de agua y n-heptano, eliminándose 269,8 g de agua al exterior del sistema mientras el n-heptano se mantenía a reflujo. A continuación se añadieron 8,83 g de una solución acuosa de etilenglicol diglicidil éter al 2% y la mezcla se mantuvo a 80ºC durante 2 horas. A continuación, el n-heptano se evaporó a sequedad, obteniéndose 231,2 g de una resina absorbente de agua A en forma de partículas esféricas aglomeradas. La resina absorbente de agua A resultante tenía propiedades como un tamaño de partícula promedio en masa de 300 µm, una velocidad de absorción de agua de solución salina de 24 s, una capacidad de retención de agua de solución salina de 43 g/g y una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de 32 ml/g.
(Ejemplo de producción 2: resina absorbente de agua B)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo de producción 1, excepto porque la cantidad de solución acuosa al 2% de etilenglicol diglicidil éter añadida tras la eliminación de agua al exterior del sistema por
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destilación azeotrópica se cambió a 2,21 g, en el ejemplo de producción 1 mencionado anteriormente, obteniéndose 230,8 g de una resina absorbente de agua B en forma de partículas esféricas aglomeradas. La resina absorbente de agua B resultante tenía propiedades como un tamaño de partícula promedio en masa de 290 µm, una velocidad de absorción de agua de solución salina de 27 s, una capacidad de retención de agua de solución salina de 51 g/g y una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de 20 ml/g.
(Ejemplo de producción 3: resina absorbente de agua C)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo de Producción 1, excepto porque se añadió la misma cantidad de diclorhidrato de 2,2’-azobis(2-amidinopropano) (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; V-50) en lugar de persulfato de potasio a las soluciones acuosas de monómero en la primera y la segunda etapas, en el ejemplo de producción 1 mencionado anteriormente, obteniéndose 230,5 g de una resina absorbente de agua C en forma de partículas esféricas aglomeradas. La resina absorbente de agua C resultante tenía propiedades como un tamaño de partícula promedio en masa de 280 µm, una velocidad de absorción de agua de solución salina de 29 s, una capacidad de retención de agua de solución salina de 62 g/g y una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de 28 ml/g.
(Ejemplo de producción 4: producción de una resina absorbente de agua D)
Se dispuso un matraz cilíndrico separable de fondo redondo con un diámetro interno de 100 mm, equipado con un condensador de reflujo, un embudo de adición, un tubo de entrada de nitrógeno gaseoso y un agitador con dos etapas de pala de agitación con 4 hojas de pala inclinadas y con un diámetro de hoja de 50 mm. Dicho matraz se cargó con 550 ml de n-heptano y se añadieron 0,84 g de un monolaurato de sorbitán con un HLB de 8,6 (fabricado por NOF Corporation, Nonion LP-20R) como tensioactivo. La temperatura se elevó a 50ºC para disolver el tensioactivo y a continuación la solución se enfrió a 40ºC.
Por otro lado, se cargó un matraz Erlenmeyer de 500 ml con 70 g de una solución acuosa de ácido acrílico al 80,5% en masa y se añadieron gota a gota 112,3 g de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 20,9% en masa con refrigeración a fin de neutralizar el 75% en moles. A continuación se añadieron 0,084 g de persulfato potásico a fin de disolverlos y preparar una solución acuosa de monómero.
Se añadió una cantidad entera de la solución acuosa de monómero mencionada anteriormente al matraz separable mencionado anteriormente, ajustando la velocidad de rotación del agitador a 800 r/min y el interior del sistema se sustituyó con nitrógeno durante 30 minutos. A continuación, el matraz se sumergió en un baño de agua a 70ºC para elevar la temperatura y se llevó a cabo una polimerización durante dos horas.
A continuación, la temperatura se elevó con un baño de aceite a 120ºC y se llevó a cabo una destilación azeotrópica de agua y n-heptano, eliminándose 85,5 g de agua al exterior del sistema mientras el n-heptano se mantenía a reflujo. A continuación, se añadieron 2,10 g de una solución acuosa de etilenglicol diglicidil éter al 2% y la mezcla se mantuvo a 80ºC durante 2 horas. A continuación, el n-heptano se evaporó a sequedad, obteniéndose 71,8 g de una resina absorbente de agua D en forma de gránulos. La resina absorbente de agua D resultante tenía propiedades como un tamaño de partícula promedio en masa de 240 µm, una velocidad de absorción de agua de solución salina de 3 s, una capacidad de retención de agua de solución salina de 50 g/g y una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de 20 ml/g.
(Ejemplo de producción 5: resina absorbente de agua E)
Se dispuso un matraz cilíndrico separable de fondo redondo con un diámetro interno de 100 mm, equipado con un condensador de reflujo, un embudo de adición, un tubo de entrada de nitrógeno gaseoso y un agitador con dos etapas de pala de agitación con 4 hojas de pala inclinadas y con un diámetro de hoja de 50 mm. Dicho matraz se cargó con 500 ml de n-heptano y se añadieron como tensioactivos 0,92 g de un estearato de sacarosa con un HLB de 3 (fabricado por Mitsubishi-Kagaku Foods Corporation, éster de azúcar Ryoto, S-370) y 0,92 g de un copolímero de etileno-propileno modificado con anhídrido maleico (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc., Hi-wax 1105A). La temperatura se elevó a 80ºC para disolver los tensioactivos y a continuación la solución se enfrió a 50ºC.
Por otro lado, se cargó un matraz Erlenmeyer de 500 ml con 92 g de una solución acuosa de ácido acrílico al 80,5% en masa y se añadieron gota a gota 154,1 g de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 20,0% en masa con refrigeración externa a fin de neutralizar el 75% en moles. A continuación se añadieron 0,11 g de persulfato potásico y 9,2 mg de N,N’-metilenbisacrilamida a fin de disolverlos y preparar una solución acuosa de monómero para la primera etapa.
Se añadió una cantidad entera de la solución acuosa de monómero mencionada anteriormente al matraz separable mencionado anteriormente, ajustando la velocidad de rotación del agitador a 450 r/min y manteniendo la temperatura a 35ºC durante 30 minutos, a la vez que se sustituía el interior del sistema con nitrógeno. A continuación, el matraz se sumergió en un baño de agua a 70ºC y se llevó a cabo una polimerización, obteniéndose una suspensión tras la polimerización de primera etapa.
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Por otro lado, se cargó otro matraz Erlenmeyer de 500 ml con 128,8 g de una solución acuosa de ácido acrílico al 80,5% en masa y se añadieron gota a gota 174,9 g de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 24,7% en masa con refrigeración externa a fin de neutralizar el 75% en moles. A continuación se añadieron 0,16 g de persulfato potásico y 12,9 mg de N,N’-metilenbisacrilamida a fin de disolverlos y preparar una solución acuosa de monómero para la segunda etapa. La temperatura se mantuvo aproximadamente a 25ºC.
La velocidad de rotación del agitador que contenía la suspensión tras la polimerización mencionada anteriormente se cambió a 1.000 r/min y a continuación se bajó la temperatura a 25ºC. Se añadió una cantidad entera de la solución acuosa de monómero para la segunda etapa mencionada anteriormente al interior del sistema, y la temperatura se mantuvo durante 30 minutos mientras se sustituía el interior del sistema con nitrógeno. El matraz se volvió a sumergir en un baño de agua a 70ºC y la temperatura se elevó a fin de llevar a cabo la polimerización, obteniéndose una suspensión tras la polimerización de segunda etapa.
A continuación, la temperatura se elevó con un baño de aceite a 120ºC y se llevó a cabo una destilación azeotrópica de agua y n-heptano, eliminándose 265,5 g de agua al exterior del sistema mientras el n-heptano se mantenía a reflujo. A continuación se añadieron 8,83 g de una solución acuosa de etilenglicol diglicidil éter al 2% y la mezcla se mantuvo a 80ºC durante 2 horas. A continuación, el n-heptano se evaporó a sequedad, obteniéndose 231,2 g de una resina absorbente de agua E en forma de partículas esféricas aglomeradas. La resina absorbente de agua E resultante tenía propiedades como un tamaño de partícula promedio en masa de 360 µm, una velocidad de absorción de agua de solución salina de 44 s, una capacidad de retención de agua de solución salina de 30 g/g y una capacidad de absorción de agua de solución salina bajo una carga de 2,07 kPa de 33 ml/g.
(Ejemplo 1)
Se cargó un distribuidor de rodillo (fabricado por HASHIMA CO, LTD, SINTERACE M/C) por su entrada de suministro con una mezcla preparada mezclando homogéneamente 30 partes en masa de un copolímero de etilenoacetato de vinilo (EVA; punto de fusión: 95ºC) como adhesivo y 90 partes en masa de una resina absorbente de agua A según el ejemplo de producción 1 como resina absorbente de agua. Por otro lado, un tejido no tejido “spunbond-meltblown-spunbond” (SMS) de polipropileno con una anchura de 30 cm tratado hidrofílicamente con un agente de tratamiento hidrófilo (gramaje básico: 13 g/m2, espesor: 150 µm, contenido de polipropileno: 100%, grado de hidrofilia: 16, denominado “tejido no tejido B”) se extendió sobre un transportador en la parte inferior del distribuidor. A continuación se pusieron en marcha el rodillo distribuidor y la parte inferior del transportador, permitiendo que la mezcla mencionada anteriormente recubriera uniformemente el tejido no tejido mencionado anteriormente con un gramaje básico de 120 g/m2.
El producto recubierto obtenido se intercaló con otro tejido no tejido A, y a continuación se fundió con calor con una máquina de laminación térmica (fabricada por HASHIMA CO., LTD., prensa de fusión lineal HP-600LF) cuya temperatura de calentamiento se fijó en 130ºC para su integración, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La sección transversal de la estructura laminar absorbente de agua resultante tenía una estructura tal como la que se muestra esquemáticamente en la figura 4. En la figura 4, una estructura laminar absorbente de agua 51 tenía una estructura en la que una capa absorbente 53 estaba intercalada entre los tejidos no tejidos 56 y 57 por las caras superior e inferior de la capa absorbente 53. La capa absorbente 53 tenía una estructura que comprendía una resina absorbente de agua 52 y un adhesivo 50. La estructura laminar absorbente de agua resultante se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Ejemplo 2)
Un tejido no tejido SMMS de polipropileno con una anchura de 30 cm tratada hidrofílicamente con un agente de tratamiento hidrófilo (gramaje básico: 15 g/m2, espesor: 170 µm, contenido de polipropileno: 100%, grado de hidrofilia: 20, denominado “tejido no tejido B”) se extendió sobre un aplicador de fusión en caliente (fabricado por HALLYS Corporation, Marshall 150), cuya temperatura de calentamiento se fijó en 150ºC, y a continuación se aplicó un copolímero de bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS, punto de reblandecimiento: 85ºC) como adhesivo sobre el tejido no tejido con un gramaje básico de 15 g/m2.
A continuación, se cargó un distribuidor de rodillo (fabricado por HASHIMA CO., LTD., SINTERACE M/C) por su entrada de suministro con la resina absorbente de agua B según el ejemplo de producción 2 como resina absorbente de agua. Por otro lado, el tejido no tejido mencionado anteriormente recubierto con adhesivo se extendió sobre un transportador en la parte inferior del distribuidor. A continuación, se pusieron en marcha el rodillo distribuidor y el transportador de la parte inferior, permitiendo que la resina absorbente de agua B recubriera uniformemente el tejido no tejido con un gramaje básico de 800 g/m2.
El producto recubierto obtenido se intercaló por una cara superior con otro tejido no tejido B, al que se aplicó el SBS mencionado anteriormente como adhesivo del mismo modo que anteriormente con un gramaje básico de 15 g/m2, y a continuación se fundió con calor con una máquina de laminación térmica (fabricada por HASHIMA CO., LTD.,
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(Ejemplo 3)
Se cargó un distribuidor de rodillo (fabricado por HASHIMA CO, LTD, SINTERACE M/C) por su entrada de alimentación con una mezcla preparada mezclando homogéneamente 10 partes en masa de polietileno de baja densidad (punto de fusión: 107ºC) como adhesivo y 45 partes en masa de una resina absorbente de agua C según el ejemplo de producción 3 como resina absorbente de agua. Por otro lado, un tejido no tejido “spunlace” de rayón/tereftalato de polietileno con una anchura de 30 cm (gramaje básico: 40 g/m2, espesor: 400 µm, contenido de rayón: 70%, grado de hidrofilia: 55, denominado “tejido no tejido C”) se extendió sobre un transportador en la parte inferior del distribuidor. A continuación, se pusieron en marcha el rodillo distribuidor y el transportador de la parte inferior, permitiendo que la mezcla mencionada anteriormente recubriera uniformemente el tejido no tejido con un gramaje básico de 55 g/m2.
El producto recubierto obtenido se intercaló con otro tejido no tejido C, y a continuación se fundió con calor con una máquina de laminación térmica (fabricada por HASHIMA CO., LTD., prensa de fusión lineal HP-600LF) cuya temperatura de calentamiento se fijó en 140ºC para su integración, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Ejemplo 4)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 2, excepto porque se cambió el tejido no tejido utilizado en el ejemplo 2 por el tejido no tejido D, indicado en la tabla 3, porque la resina absorbente de agua se cambió por una resina absorbente de agua D según el ejemplo de producción 4, y porque el contenido de la resina absorbente de agua y similares se cambiaron a los indicados en la tabla 1, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Ejemplo 5)
Un tejido no tejido SMS de polipropileno con una anchura de 30 cm tratada hidrofílicamente con un agente de tratamiento hidrófilo (gramaje básico: 11 g/m2, espesor: 120 µm, contenido de polipropileno: 100%, grado de hidrofilia: 12, denominado “tejido no tejido E”) se extendió sobre un aplicador de fusión en caliente (fabricado por HALLYS Corporation, Marshall 150), cuya temperatura de calentamiento se fijó en 150ºC, y a continuación se aplicó un copolímero SBS (punto de reblandecimiento: 85ºC) como adhesivo sobre el tejido no tejido con un gramaje básico de 10 g/m2.
A continuación se cargó un distribuidor de rodillo (fabricado por HASHIMA CO., LTD., SINTERACE M/C) por su entrada de suministro con la resina absorbente de agua B como resina absorbente de agua. Por otro lado, el tejido no tejido recubierto con adhesivo mencionado anteriormente se extendió sobre un transportador en la parte inferior del distribuidor. A continuación, se pusieron en marcha el rodillo distribuidor y el transportador de la parte inferior, permitiendo que la resina absorbente de agua B recubriera uniformemente el tejido no tejido con un gramaje básico de 60 g/m2.
El producto recubierto obtenido se intercaló por una cara superior con otro tejido no tejido E, como capa de fraccionamiento transpirable, al que se aplicó el SBS mencionado anteriormente como adhesivo del mismo modo que anteriormente con un gramaje básico de 10 g/m2, y a continuación se fundió con calor con una máquina de laminación térmica (fabricada por HASHIMA CO., LTD., prensa de fusión lineal HP-600LF) cuya temperatura de calentamiento se fijó en 100ºC para su integración, obteniéndose un producto intermedio de una estructura laminar absorbente de agua.
El producto intermedio de una estructura laminar absorbente de agua se extendió sobre el aplicador de fusión en caliente, cuya temperatura de calentamiento se fijó en 150ºC del mismo modo descrito anteriormente, y a continuación el SBS mencionado anteriormente se extendió como adhesivo sobre el producto intermedio de una estructura laminar absorbente de agua con un gramaje básico de 5 g/m2.
A continuación, el rodillo distribuidor se cargó en su entrada de suministro con una resina absorbente de agua D como resina absorbente de agua. Por otro lado, el producto intermedio de una estructura laminar absorbente de agua se extendió sobre un transportador en el lado inferior del distribuidor, con el lado recubierto con un adhesivo en la parte superior. A continuación, se pusieron en marcha el rodillo distribuidor y el transportador de la parte inferior, permitiendo que la resina absorbente de agua D, como resina absorbente de agua, recubriera uniformemente el
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tejido no tejido mencionado anteriormente, constituido por el producto intermedio mencionado anteriormente, de una estructura laminar absorbente de agua, con un gramaje básico de 10 g/m2.
El producto recubierto obtenido se intercaló por una cara superior con otro tejido no tejido E, al que se aplicó el SBS mencionado anteriormente como adhesivo del mismo modo que anteriormente con un gramaje básico de 5 g/m2, y a continuación se fundió con calor con una máquina de laminación térmica (fabricada por HASHIMA CO., LTD., prensa de fusión lineal HP-600LF), cuya temperatura de calentamiento se fijó en 100ºC para su integración, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un tamaño determinado, con una capa absorbente que utilizaba una resina absorbente de agua B en una cara superior (capa absorbente primaria) a fin de llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2. Cabe señalar que la medición de la resistencia a la peladura de la estructura laminar absorbente de agua de este ejemplo se llevó a cabo del siguiente modo, tal como se indica en el método para la medición de la resistencia a la peladura de la estructura laminar absorbente de agua mencionado anteriormente. Se suministraron diez piezas de ensayo, cinco de las cuales se prepararon como muestras en las que únicamente un tejido no tejido de una cara superior se desprendió en 2 cm a fin de medir la resistencia a la peladura de la capa absorbente primaria. A continuación, las otras cinco piezas de ensayo se prepararon como muestras en las que únicamente un tejido no tejido de una cara inferior se desprendió en 2 cm a fin de medir la resistencia a la peladura de la capa absorbente secundaria.
(Ejemplo comparativo 1)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 2, excepto porque se cambió la resina utilizada en el ejemplo 2 por una resina absorbente de agua E obtenida en el ejemplo de producción 5 mencionado anteriormente, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Ejemplo comparativo 2)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1, excepto porque el contenido de la resina absorbente de agua y el adhesivo y similares del ejemplo 1 se cambiaron tal como se indica en la tabla 1, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Ejemplo comparativo 3)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 3, excepto porque el contenido de la resina absorbente de agua y el adhesivo y similares del ejemplo 3 se cambiaron tal como se indica en la tabla 1, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Ejemplo comparativo 4)
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que en el ejemplo 1, excepto porque el contenido de adhesivo y similares utilizado en el ejemplo 1 se cambió tal como se indica en la tabla 1, obteniéndose una estructura laminar absorbente de agua. La estructura laminar absorbente de agua obtenida se cortó a un determinado tamaño para llevar a cabo las diversas mediciones y evaluaciones mencionadas anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla 2.
[Tabla 1]
21
Tabla 1
22
Ej. nº
Tejidos no tejidos Resina absorbente de agua (g/m2 ) Adhesivo
Carasuperior
g/m 2 Carainferior g/m 2 Tipo g/m 2 Proporción decontenido
Ej. 1
Tejido notejido A 13 Tejido notejido A 13 Resina A 90 EVA 30 0,33
Ej. 2
Tejido notejido B 15 Tejido notejido B 15 Resina B 80 SBS 30 0,38
Ej. 3
Tejido notejido C 40 Tejido notejido C 40 Resina C 45 Polietileno 10 0,22
Ej. 4
Tejido notejido D 18 Tejido notejido D 18 Resina D 70 SBS 30 0,43
Ej. 5*
Tejido notejido E 11 Tejido notejido E 11 Resina B/Resina D 60/10 SBS 20/10 0,43
Ej.comp. 1
Tejido notejido B 15 Tejido notejido B 15 Resina E 80 SBS 30 0,38
Ej.comp. 2
Tejido notejido A 13 Tejido notejido A 13 Resina A 250 EVA 220 0,88
Ej.comp. 3
Tejido notejido C 40 Tejido notejido C 40 Resina C 5 Polietileno 3 0,60
Ej.comp. 4
Tejido notejido A 13 Tejido notejido A 13 Resina A 90 EVA 200 2,22
*La capa absorbente primaria y la capa absorbente secundaria se separaron con un tejido no tejido SMS de polipropileno de 11 g/m2.
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La proporción de contenido de adhesivo es el contenido (en masa) de adhesivo con respecto a resina absorbente de agua.
23
Tabla 2
Ej. nº
Espesor(mm) Líquido de ensayo A Líquido de ensayo B Ensayo defugas enpendiente(g) Resistenciaa laexfoliaciónN/7 cm Capacidadderetenciónde aguag/m 2 Porcentajeefectivoderetenciónde agua Resistencia Sensaciónal tacto
Velocidaddepermeación(s)
Cantidad derehumectación(g) Velocidaddepermeación(s) Cantidad derehumectación(g)
Ej. 1
0,4 18 1,2 79 5,4 2 1,12 2,790 72% O 4,8
Ej. 2
0,3 15 0,3 64 3,6 3 1,24 2,730 67% O 4,8
Ej. 3
0,8 12 0,1 59 2,3 2 0,94 2,120 76% O 4,9
Ej. 4
0,6 8 2,3 43 6,0 1 0,88 2,310 66% O 4,7
Ej. 5
1,0 11 0,1 47 2,8 0 1,21/0,92 2,420 68% O 4,7
Ej. comp. 1
0,3 31 9,0 101 12,0 9 1,11 1,730 72% O 4,7
Ej. comp. 2
0,8 52 5,8 133 10,8 8 2,32 4,730 44% O 3,0
Ej. comp. 3
0,2 43 13,0 122 14,0 8 0,04 220 86% X 4,7
Ej. comp. 4
0,5 61 7,8 145 13,0 12 3,87 850 22% O 2,3
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[Tabla 3] Tabla 3
Abreviación
Estructura Material Gramaje básico g/m2 Espesor µm Grado de hidrofilia
Tejido no tejido A
SMS Polipropileno 13 150 16
Tejido no tejido B
SMMS Polipropileno 15 170 20
Tejido no tejido C
“Spunlace” Rayón, PET 40 400 55
Tejido no tejido D
SMS Polipropileno 18 200 24
Tejido no tejido E
SMS Polipropileno 11 120 12
5 A partir de los resultados anteriores, se pudo apreciar que las estructuras laminares absorbentes de agua de los ejemplos tenían mayores velocidades de permeación de líquido, menores cantidades de rehumectación, menores fugas de líquido en pendiente y propiedades de absorción de líquidos más favorables que las de los ejemplos comparativos. Además, a partir de los resultados de los ejemplos 1 y 3 y de los ejemplos comparativos 3 y 4, se
10 pudo observar que, cuando la estructura laminar absorbente de agua tenía una resistencia a la peladura menor de 0,05 N/7 cm o mayor de 3,0 N/7 cm, no se podían satisfacer las propiedades fundamentales de las estructuras laminares absorbentes de agua, tales como la capacidad de retención de agua y la propiedad de retención de forma. Los resultados pusieron de manifiesto que, de entre diversos elementos relativos a las propiedades de absorción de líquidos, tales como el tipo de materiales que se utilizan en las estructuras laminares absorbentes de agua y las
15 propiedades físicas de las mismas, o las condiciones de producción de las láminas, la resistencia a la peladura de la estructura laminar absorbente de agua constituye un elemento decisivo prometedor para las propiedades fundamentales de la estructura laminar absorbente de agua, tales como una velocidad de penetración de líquido elevada, una capacidad de retención de agua suficiente, una pequeña cantidad de rehumectación de líquido, una pequeña fuga de líquido y una buena propiedad de retención de forma.
20
Aplicabilidad industrial
La estructura laminar absorbente de agua según la presente invención se puede utilizar para artículos absorbentes en los campos correspondientes a materiales higiénicos, aplicaciones agrícolas, materiales de construcción, etc., y,
25 en particular, dado que se utiliza una resina absorbente de agua con determinadas propiedades absorbentes de agua, la estructura laminar absorbente de agua se puede utilizar adecuadamente para pañales higiénicos o compresas para la incontinencia, aprovechando algunas de las ventajas, como que se puede controlar la cantidad de resina absorbente de agua, de modo que puede alcanzarse un adelgazamiento muy significativo.
30 Leyenda de símbolos numéricos
X aparato de medición:
1 sección de bureta
35 2 tubo de plomo
3 plataforma de medición
40 4 sección de medición
5 resina absorbente de agua
10 bureta
45 11 tubo de entrada de aire
12 llave
50 13 llave
14 tapón de goma
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21 placa acrílica
22 placa acrílica
5
23 estructura laminar absorbente de agua
31 soporte
10
32 placa acrílica 33 artículo absorbente
34 embudo de adición
15
35 balanza
36 bandeja
20
40 cilindro 41 malla de nylon
42 peso
25
50 adhesivo
51 estructura laminar absorbente de agua
30
52 resina absorbente de agua 53 capa absorbente
56 tejido no tejido
35
57 tejido no tejido

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    REIVINDICACIONES
    1.
    Estructura laminar absorbente de agua que comprende una estructura en la que una capa absorbente que comprende una resina absorbente de agua y un adhesivo está interpuesta entre tejidos no tejidos a partir de una cara superior y una cara inferior de la capa absorbente, en la que la resina absorbente de agua está contenida en una cantidad de 10 g/m2 o superior y de menos de 100 g/m2, caracterizada por que la resina absorbente de agua está dispersada de manera uniforme en la capa absorbente, la resina absorbente de agua presenta una capacidad de retención de agua de solución salina desde 35 a 80 g/g, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción y la estructura laminar absorbente de agua presenta una resistencia a la peladura desde 0,05 a 3,0 N/7 cm, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción.
  2. 2.
    Estructura laminar absorbente de agua según la reivindicación 1, en la que la estructura laminar absorbente de agua presenta una capacidad de retención de agua de solución salina desde 250 a 7.000 g/m2.
  3. 3.
    Estructura laminar absorbente de agua según la reivindicación 1 o 2, en la que la resina absorbente de agua presenta una velocidad de absorción de agua de solución salina desde 1 a 50 s, como se mide según el procedimiento descrito en la descripción.
  4. 4.
    Estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la resina absorbente de agua presenta un tamaño de partícula promedio en masa desde 50 a 800 µm.
  5. 5.
    Estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que los tejidos no tejidos son tejidos no tejidos realizados en por lo menos una fibra seleccionada de entre el grupo que consiste en fibras de rayón, fibras de poliolefina y fibras de poliéster.
  6. 6.
    Estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el adhesivo es por lo menos un elemento seleccionado de entre el grupo que consiste en adhesivos de copolímero de etilenoacetato de vinilo, adhesivos de elastómero a base de estireno, adhesivos a base de poliolefina y adhesivos a base de poliéster.
  7. 7.
    Estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el adhesivo está contenido en una proporción desde 0,05 a 2,0 veces la cantidad de resina absorbente de agua contenida (base másica).
  8. 8.
    Estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la capacidad de retención de agua de solución salina A [g/m2] de la estructura laminar absorbente de agua satisface una fórmula relacional, basada en una cantidad B [g/m2] de resina absorbente de agua contenida y en una capacidad de retención de agua de solución salina C [g/g] de la resina absorbente de agua, de 0,5B x C ≥ =A ≥ = 0,9B x C, en la que la capacidad de retención de agua de solución salina se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción.
  9. 9.
    Estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la estructura laminar absorbente de agua satisface las propiedades de los (A) a (D) siguientes:
    (A)
    un espesor de 3 mm o inferior en estado seco como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción;
    (B)
    una cantidad de rehumectación de 5 g o inferior, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción;
    (C)
    una velocidad de permeación de 30 s o inferior, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción; y
    (D)
    una cantidad de fuga de 7 g o inferior, como se mide de acuerdo con el procedimiento descrito en la descripción, en la que dichos (B) a (D) se miden con el líquido de ensayo A, que es solución salina (0,9% en masa de cloruro de sodio acuoso) teñida con una cantidad pequeña de Blue nº 1.
  10. 10.
    Artículo absorbente que comprende la estructura laminar absorbente de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, interpuesta entre una lámina permeable a líquidos y una lámina impermeable a líquidos.
    27
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