ES2842441T3 - Método para producir una estructura compuesta - Google Patents

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particulate
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Drylock Technologies NV
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Abstract

Un proceso para proporcionar una estructura absorbente que comprende una capa portadora, un material absorbente intermedio y una capa auxiliar, en donde el material absorbente está al menos parcialmente encerrado por la capa portadora y la capa auxiliar, que comprende las etapas de: - proporcionar una capa portadora móvil (101); - colocar el material absorbente en un patrón deseado de grupos de material absorbente sobre la capa portadora móvil; - cubrir el material absorbente con una capa auxiliar (102); caracterizado porque el método comprende, además: - unir la capa portadora a la capa auxiliar para formar la estructura absorbente con los grupos de material absorbente entre ellos; - antes de unir la capa portadora (101) a la capa auxiliar (102), alterar la distribución del material absorbente sobre la capa portadora móvil a través de un flujo de aire soplando sobre al menos un área de unión (2) desde debajo del área de unión (2), de tal manera para disminuir la cantidad de material absorbente en la posición donde la capa portadora y la capa auxiliar se unirán posteriormente, y para proporcionar áreas donde sustancialmente no haya material absorbente entre los grupos de material absorbente en el estructura absorbente; en donde las áreas están destinadas a actuar como un canal de distribución y transporte adicional que facilita el flujo de líquido desde el punto de descarga y hacia los grupos de material absorbente, en donde el flujo de aire se crea por al menos un orificio de soplado (40) situado debajo del área de unión (2) y al menos un orificio de succión (30) situado debajo del área de unión (2) a cada lado de la misma.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para producir una estructura compuesta
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un proceso de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Tal proceso es particularmente útil en la fabricación de una estructura absorbente de un artículo absorbente, preferentemente un artículo desechable, tal como una prenda de higiene femenina, un pañal de bebé, calzones de bebé y una prenda de incontinencia para adultos.
Antecedentes de la invención
Los artículos absorbentes desechables tienen una estructura absorbente para absorber exudados corporales, una lámina delantera suave permeable a los líquidos en el lado del portador y una lámina posterior impermeable a los líquidos en el lado de la prenda. La estructura absorbente intermedia normalmente se hace de una mezcla de fibras de celulosa u otra sustancia fibrosa y un material polimérico absorbente. Estas sustancias fibrosas hacen que estos artículos absorbentes sean típicamente bastante esponjosos y voluminosos.
En los últimos años ha habido una demanda creciente de estructuras absorbentes ligeras, flexibles y más delgadas para resolver diversos problemas de fabricación, comercialización, diseño, ajuste, comodidad de uso, distribución, eliminación de basura, consumo de material y energía, costos de transporte y almacenamiento y similares.
El método más común usado actualmente para satisfacer estas demandas en artículos absorbentes desechables es reducir la cantidad de fibra de celulosa u otro material de soporte dentro y alrededor de la estructura absorbente y/o usar cantidades mayores de materiales poliméricos absorbentes. En consecuencia, tales artículos absorbentes tienen una proporción más pequeña de fibras de celulosa hidrófilas y/o una proporción más alta de materiales poliméricos absorbentes. Algunos de estos artículos absorbentes pueden ser mejores para almacenar líquido, sin embargo, no son necesariamente buenos para absorber y distribuir líquido cuando el artículo absorbente se está mediante el uso de realmente. Por lo tanto, será evidente a partir de lo anterior que las proporciones absoluta y relativa del material fibroso y el material polimérico absorbente están estrechamente vinculadas a la luz del comportamiento del artículo. Por lo tanto, existen límites para reducir la cantidad de fibra de celulosa hidrófila y reducir el grosor de los núcleos absorbentes.
Se han realizado muchos intentos para fabricar estructuras absorbentes ligeras, delgadas y flexibles, que constan de una gran cantidad de material polimérico absorbente. Para obtener una buena absorbencia, distribución y retención dentro de tales estructuras absorbentes, se ha encontrado que es importante inmovilizar al menos parcialmente el material absorbente. No proporcionar suficiente integridad estructural da como resultado la pérdida de características de desempeño funcional tales como coherencia, absorción, distribución y/o retención y da como resultado fallos relacionados, pero no limitados a, por ejemplo, fugas, altos valores de rehumedecimiento, etc. Por otro lado, sin embargo, la presencia de esta interacción física y/o química entre el material absorbente y el material de restricción a menudo también conduce a un rendimiento de absorción, distribución y/o retención reducido. Este es especialmente el caso cuando tales estructuras absorbentes flexibles, delgadas y ligeras, que consisten en un material polímero absorbente, se colocan entre múltiples capas envolventes.
La mayor proporción de materiales poliméricos absorbentes y los requisitos de inmovilización relacionados en artículos absorbentes sustancialmente libres de celulosa pueden, por lo tanto, inhibir en gran medida la absorción, distribución y/o retención de líquidos si se gestionan de forma inadecuada. Será evidente que las proporciones absoluta y relativa de las fibras de celulosa hidrófilas y los materiales poliméricos absorbentes deben controlarse estrictamente para mantener las propiedades absorbentes de las estructuras absorbentes. Ciertamente, la velocidad de absorción y la distribución de fluidos disminuidas son causas comunes de fallo. Dado que tales artículos absorbentes higiénicos son generalmente también desechables y en algunos casos necesitan ser usados durante muchas horas, requieren un funcionamiento en un estado seco, así como también en un estado parcial y totalmente cargado de exudados corporales.
La habilidad y capacidad de un material polimérico absorbente para absorber, distribuir y retener líquido depende de la forma, posición y/o manera en que el material polimérico absorbente se incorpora a la estructura absorbente. Dado que muchas estructuras absorbentes tienen una distribución relativamente homogénea y continua de material polimérico absorbente, y por lo tanto exhiben un hinchamiento sustancialmente homogéneo, para la segunda, tercera y siguiente descargas líquidas, tales capas absorbentes pueden actuar realmente como una barrera para líquidos. Este bloqueo del gel se produce cuando el material polimérico absorbente situado en las regiones de primer contacto comienza a aumentar de volumen como consecuencia de la absorción del fluido, formando así un hidrogel. El gel que bloquea en una zona de la capa absorbente de contacto inicial con el líquido y adyacente a ella evita que el líquido se disperse o absorba rápidamente más allá del material de "bloqueo" hacia el resto de la capa absorbente y, a continuación, la capa absorbente debe absorber más líquido a través de, por ejemplo, un proceso de difusión que es mucho más lento que la velocidad a la que se aplica el líquido a la capa absorbente. Especialmente cuando las concentraciones de material polimérico absorbente son absoluta o relativamente altas y están humedecidas, el hidrogel puede bloquear el fluido inicial y/o adicional para que no alcance otras regiones aún más absorbentes del núcleo absorbente, lo que conduce a una capacidad absorbente no apreciada, infrautilizada o no utilizada. La capacidad disminuida da como resultado fugas, mucho antes de que el núcleo absorbente esté completamente saturado.
El bloqueo del gel se incrementa incluso en estructuras delgadas sustancialmente libres de celulosa donde el líquido encuentra pequeños o limitados huecos y/o espacios macroscópicos que pueden usarse para el almacenamiento de líquido temporal, intermedio o final. Además, las restricciones de volumen estructural de estas estructuras absorbentes conducen a un rendimiento absorbente reducido adicional debido a que la capacidad de hinchamiento limitada del material polimérico absorbente aumenta la tendencia a fallos funcionales y fugas. Para remediarlo, los diseñadores de artículos absorbentes tienen y utilizan típicamente puños laterales y capas de adquisición adicionales que son caras, ineficaces y sólo pueden remediar parcialmente estas limitaciones. Al no abandonar completamente el uso de materiales fibrosos hidrófilos junto al uso de materiales poliméricos absorbentes, este problema puede resolverse parcialmente, sin embargo, será evidente que en tal caso las proporciones absoluta y relativa de materiales absorbentes se restringirán involuntariamente y, por lo tanto, cualquier reducción del grosor de la estructura absorbente no se optimizará totalmente.
Se ha descubierto que, para poder mantener los materiales absorbentes compartimentados, restringidos y/o unidos dentro de las estructuras absorbentes durante el uso, se prefiere depositar dicho material absorbente en una ubicación, rejillas o patrón predeterminados y deseados durante el proceso de fabricación. Por lo tanto, es muy conveniente permitir el depósito de materiales absorbentes en un patrón sustancialmente continuo, específico, bien definido y dispuesto discretamente sobre una capa portadora que se mueve a una velocidad relativamente alta.
La presente invención no solo es útil para la industria de la higiene (por ejemplo, para prendas para la higiene femenina, pañales para bebés y calzones para bebés, prendas para la incontinencia en adultos), sino que puede encontrar aplicaciones en una multitud de industrias como la industria alimentaria (por ejemplo, para almohadillas de café), la industria de consumo (por ejemplo, para calentadores corporales desechables), la industria doméstica (por ejemplo, artículos detergentes formados en láminas), la construcción (por ejemplo, materiales de filtro y aislamiento), así como muchas otras áreas donde es deseable depositar e inmovilizar materiales en partículas sobre un capa portadora de alta velocidad.
Se han realizado múltiples intentos para proporcionar métodos para fabricar estructuras compuestas con regiones seleccionadas de materiales particulados localizadas de forma intermitente y discreta a lo largo de la longitud de una capa portadora. El documento US-5494622 describe un proceso y aparato para formar estructuras en forma intercalada que tienen grupos de material absorbente particulado que están en una cámara de patrón directamente extraídos y depositados sobre la superficie de la capa portadora por medios de vacío facilitados por el flujo de gas. Debido al hecho de que la cámara del patrón está en contacto con varias regiones de bolsas a la vez, el llenado de las bolsas a menudo da como resultado un llenado insuficiente y/o excesivo durante el proceso de formación, lo que conduce a un uso ineficiente de las materias primas y conduce a estructuras absorbentes de bajo rendimiento, fallos estructurales y fugas. El documento EP1621166 describe un proceso y aparato para formar una estructura tipo intercalada sustancialmente libre de celulosa que tiene grupos medidos previamente de material particulado absorbente mantenidos en patrones preestablecidos antes de ser depositados discretamente sobre la capa portadora para tener los mismos grupos medidos previamente ubicados en patrones predefinido antes de ser inmovilizados y envueltos entre el portador y el material de recubrimiento. Si bien los intentos de la técnica anterior describen enfoques para fabricar estructuras intercaladas y mecanismos para obtener bolsas de material particulado discretas, se cree que los métodos anteriores adolecen de múltiples inconvenientes. Los métodos de la técnica anterior carecen de precisión y repetibilidad de los patrones de material particulado absorbente y tienen medios de premedición, medición, formación y transporte desequilibrados. Los grandes y costosos medios de premedición, formación y succión requeridos para el transporte y agrupamiento de material particulado requieren una personalización muy específica para cada concepto/tamaño/absorbencia de producto y son muy costosos de diseñar, construir, instalar y reemplazar. Además, estos aparatos consumen una cantidad relativamente alta de energía y requieren importantes recursos para funcionar durante la producción normal. Los materiales de trama requieren operar dentro de tolerancias muy estrechas en relación con el agrupamiento y depósito de material en partículas y solo pueden operar a velocidades de producción relativamente limitadas, lo que exige maquinaria e instalaciones grandes y complejas que están sujetas a excesivas roturas, desgaste, mantenimiento, limpieza, ajuste, etc. Además, los métodos de la técnica anterior requieren que la capa de portadora sea al menos suficientemente permeable a los gases, mientras que, para muchas aplicaciones en el manejo de fluidos y el almacenamiento de productos, como por ejemplo pañales para bebés, sería conveniente que la capa portadora estuviera compuesta de una capa de barrera impermeable a líquido y sustancialmente a gas. Tales métodos ineficientes e ineficaces y los complejos procesos de fabricación hacen que ninguno de los métodos de la técnica anterior sea ventajoso desde el punto de vista económico, técnico y/o medioambiental.
Por lo tanto, todavía existe una necesidad en la técnica de un método y aparato confiables, rentables y de fácil mantenimiento para disponer, colocar y guardar de manera consistente materiales particulados continuamente en un patrón de acumulación específico, bien definido y dispuesto discretamente en la superficie de una capa portadora que se mueve a una alta velocidad de producción con un consumo y/o desperdicio de recursos limitado como, por ejemplo, energía y materias primas que soportan el proceso de producción.
Como resultado de una investigación exhaustiva para abordar los problemas anteriormente identificados y relacionados, el inventor ha encontrado un proceso de fabricación más favorable y ventajoso para obtener tales conceptos y estructuras, que se explicarán con mayor detalle a continuación.
El documento WO 2007/020562 describe un método y aparato para formar un taco de material particulado que puede usarse en un artículo absorbente.
El documento US 2002/0095127 describe una estructura laminada que se forma a partir de un primer sustrato, un segundo sustrato y se proporcionan regiones discretas de partículas intercaladas entre ellos.
El documento US 5,494,622 describe un aparato y método para formar una trama compuesta que tiene regiones de bolsas discretas seleccionadas que se distribuyen sobre una capa portadora y contienen material de alta absorbencia.
El documento EP 1621 167 describe un proceso para formar un patrón muy bien definido de material particulado en un material compuesto que comprende un material en trama y material absorbente particulado. El documento EP 1 621 167 también describe un método para determinar el diseño del equipo y los parámetros del proceso para tal proceso.
El documento GB 2283680 describe un artículo que comprende una primera capa portadora permeable a los líquidos, al menos una segunda capa portadora y medios de unión sensibles al agua que aseguran juntas las capas portadoras para proporcionar zonas sustancialmente unidas y zonas sustancialmente no unidas de las mismas, estas últimas que proporcionan una pluralidad de regiones de bolsas para material de alta absorbencia.
El documento EP 2386277 describe un aparato y método con una zona de recepción para recibir material sólido, una zona de transferencia para transferir dicho material sólido y opcionalmente una zona de liberación para liberar dicho material sólido.
Resumen de la invención
El proceso de la invención tiene las características de la reivindicación 1.
Como resultado de una investigación exhaustiva para abordar los problemas anteriormente identificados, derivados y relacionados, el inventor ha encontrado un proceso para la fabricación de estructuras absorbentes sustancialmente libres de celulosa que inmoviliza el material absorbente particulado, lo que permite la gestión de fluidos y la gestión de líquidos en estado seco, parcial y totalmente cargado de líquido.
El proceso puede comprender las etapas de proporcionar medios de agrupamiento que se correspondan esencialmente con el patrón de depósito deseado en la capa portadora móvil, impulsar los medios de agrupamiento en la misma dirección y muy cerca de la capa portadora móvil, alimentar una corriente de material en partículas desde un medio de suministro de material particulado y dirigir la corriente de material en partículas sobre la capa portadora. Preferentemente, se proporciona una etapa de posicionamiento adicional mediante un medio de posicionamiento para estabilizar, posicionar y/o reposicionar el material absorbente en su patrón de acumulación antes de inmovilizarlo en la estructura compuesta. El patrón de depósito proporcionado por los medios de agrupamiento puede, pero no necesariamente tiene que corresponder con el patrón de posicionamiento formado por los medios de posicionamiento. Por ejemplo, en el caso de patrones de depósito relativamente homogéneos, preferentemente no se corresponderá con un patrón de posicionamiento agrupado discretamente. Alternativamente, las dimensiones relativas y el patrón de los medios de depósito pueden, por ejemplo, estar sustancialmente en línea con las dimensiones relativas y el patrón de los medios de posicionamiento, por lo que las aberturas de los medios de depósito son, por ejemplo, más grandes que las aberturas de los medios de posicionamiento para permitir una impresión más rápida de los materiales requeridos optimizando posteriormente el patrón de impresión algo borroso para evitar la presencia de cualquier material particulado en las regiones de unión. Alternativamente, las aberturas de los medios de depósito pueden ser más pequeñas que, por ejemplo, las aberturas de los medios de posicionamiento para permitir una impresión más precisa sin depositar ningún material particulado dentro de las regiones entre depósitos, lo que facilita la acumulación. El material particulado tal como el material polimérico absorbente particulado es muy adecuado para usarse en una estructura absorbente sustancialmente libre de celulosa para su uso en un artículo absorbente tal como un pañal para bebés higiénico desechable o fabricado para bebés de acuerdo con la presente invención.
En una modalidad preferida, se proporciona un método para producir una estructura compuesta que comprende un patrón de material particulado, dicho método que comprende las etapas de:
a - proporcionar al menos una capa esencialmente sin fin como capa portadora y/o capa auxiliar
b - proporcionar un medio de soporte esencialmente sin fin para dicha capa portadora,
c - posicionar dicha capa portadora sobre dicho medio de soporte,
por lo que dicha capa portadora está en contacto con la superficie de contacto de dicho medio de soporte, y por lo que la velocidad relativa entre dicha capa portadora, la superficie de contacto de dicho medio de soporte portador y el medio de agrupamiento es esencialmente cero;
d - proporcionar una corriente de material particulado desde un medio de suministro de material en partículas; e - dirigir el material particulado a través de la perforación de un medio de agrupamiento;
g - combinar dicha capa portadora y dicha capa auxiliar con dicho material particulado intercalado entre ellas;
caracterizado porque,
h - dicho medio de agrupamiento guía dicho material particulado hacia la capa portadora creando así un patrón de impresión del material particulado;
i - dicho patrón de impresión que se posiciona mediante medios de posicionamiento formando así un patrón de acumulación de material particulado sobre el material portador;
j - y porque los medios de posicionamiento evacúan sustancialmente el material particulado de las zonas del patrón entre bolsas al patrón de acumulación antes de unir la capa portadora y la capa auxiliar para formar un patrón de material particulado.
En la presente descripción se describe un aparato para producir una estructura compuesta que comprende un patrón de material particulado, dicho aparato que comprende:
a - un medio de agrupamiento que tiene un patrón de perforación deseado
b - un medio de suministro de material particulado colocado para proporcionar materiales particulados en las regiones de entrada de la perforación de dicho medio de agrupamiento;
c - un medio de suministro de la capa portadora para proporcionar una capa portadora; medios de soporte para mover dicha capa portadora muy cerca de las regiones de salida del medio de agrupamiento;
d - un medio de posicionamiento que tiene un patrón de acumulación deseado
e - medios de transporte para mover dicha capa portadora con patrón de material particulado hacia los medios de unión.
En una modalidad preferida, el medio de agrupamiento con el patrón de perforación deseado se incorpora en un tambor giratorio esencialmente sin fin, el medio de agrupamiento puede montarse de forma reemplazable sobre el tambor giratorio o puede ser unitario con él. La capa portadora se coloca sobre un medio de soporte sustancialmente sin fin a una velocidad portadora con respecto a un marco fijo, por lo que la capa portadora está en contacto con el medio de soporte y por lo que la velocidad relativa entre la capa portadora, el medio de soporte y el medio de agrupamiento y/o el tambor es de manera preferente esencialmente cero. El medio de soporte sin fin puede tener medios de posicionamiento montados en el mismo o puede ser unitario con ellos. Un medio de suministro de material particulado proporciona un material particulado y la corriente de material particulado se dirige esencialmente hacia los medios de agrupamiento. El material particulado dirigido es recogido por las regiones de entrada de las perforaciones de los medios de agrupamiento y retenido al menos parcialmente en la región de salida (y/o regiones de entrada) de las perforaciones de los medios de agrupamiento hasta que sea evacuado. La capa portadora se soporta preferentemente sobre al menos parte del área superficial del medio de soporte principal mientras que el material particulado atrapado y retenido en las perforaciones se deposita sobre el material portador.
De acuerdo con una modalidad alternativa de la invención, se proporciona un material particulado a través de un medio de agrupamiento estacionario ubicado muy cerca de la capa portadora móvil. En esta modalidad alternativa, la capa portadora se coloca sobre un medio de soporte sustancialmente sin fin a una velocidad portadora con respecto al marco fijo, por lo que la velocidad relativa entre la capa portadora y el medio de agrupamiento es sustancialmente diferente de cero. En una modalidad, la corriente de material particulado se dirige homogéneamente hacia los medios de posicionamiento, mientras que en otra modalidad la corriente de material particulado se dirige de forma heterogénea mediante el agrupamiento. El material particulado homogéneo o heterogéneo se estabilizará, posicionará y/o recolocará preferentemente mediante los medios de posicionamiento durante o después del depósito por los medios de depósito. La capa portadora se soporta preferentemente sobre al menos parte del área superficial del medio de soporte principal mientras que el material particulado se dirige hacia el material portador.
En una modalidad de acuerdo con la invención, la estructura compuesta resultante de una capa portadora con grupos de material particulado depositados (y preferentemente posicionados) discretamente sobre ella, se complementa con una capa auxiliar, como por ejemplo no tejido, papel tisú, papel, material termoplástico y similares y/o se fija mediante medios de unión, como por ejemplo cola, enlaces, uniones, y similares, con los grupos de material particulado acumulados entre ellas para obtener una estructura intercalada inmovilizada utilizable en forma de estructura absorbente.
En una modalidad preferida, la estructura absorbente inmoviliza, retiene y/o restringe el material particulado y las uniones sellan, pegan y/o unen al menos parte de las capas externas de la estructura compuesta por medio de unión ultrasónica, unión térmica, unión a presión y/o medios de unión por cola. Estas uniones preferentemente forman y/o definen bolsas que contienen material particulado, por lo que las regiones de unión no comprenden esencialmente y de manera preferente material particulado. Preferentemente, la ausencia de un exceso o la eliminación completa de los aditivos de inmovilización sintéticos (por ejemplo, adhesivo y aglutinantes, tales como colas y tramas termoplásticas) usados para cubrir, restringir o unir polímeros absorbentes hace que la estructura sea técnica, ambiental y económicamente muy favorable. Sin embargo, en una modalidad alternativa, la estructura compuesta se cubre con tales materiales termoplásticos, colas, aglutinantes y/o adhesivos para fijar, embolsar, encapsular, enlazar y/o unir estos grupos de material particulado a y/o entre una o más capas. También se pueden incorporar materiales y/o capas adicionales para proporcionar ventajas funcionales y/o estructurales adicionales tales como resistencia, adquisición, absorción, distribución, transporte, retención, etc.
En una modalidad preferida de acuerdo con la invención, se proporciona un proceso para proporcionar una estructura que comprende una capa portadora, un material particulado y una capa auxiliar, mediante el cual el material particulado está al menos parcialmente encerrado por una capa portadora y auxiliar para formar una estructura compuesta, que comprende las etapas de antes de unir la capa portadora a la capa auxiliar colocar el material particulado depositado a través de un medio de posicionamiento en forma de flujo de aire. En una modalidad, el material particulado se deposita de manera sustancialmente homogénea sobre la capa portadora antes de colocarlo posteriormente a través de los medios de posicionamiento en grupos de material particulado colocados de manera discreta y heterogénea. En una modalidad preferida, el material particulado comprende material polimérico absorbente para exudados corporales y/o material para el cuidado de la piel como resinas de intercambio iónico, desodorantes, agentes antimicrobianos, partículas aglutinantes u otras partículas beneficiosas. Una estructura absorbente fabricada de acuerdo con esta modalidad preferida de la invención tiene accesorios caracterizados por propiedades de unión mejoradas. Esto es ventajoso ya que proporciona una mayor eficiencia y eficacia de los medios de unión usados, aumentando así la calidad de la unión, cantidad y/o utilización de la energía o materiales de unión, lo cual es crucial en la fabricación a alta velocidad y bajo costo de artículos absorbentes que contienen tales estructuras absorbentes en absorción, distribución, retención especificada ligera mientras se minimiza el rehumedecimiento, las fugas y los fallos estructurales.
Durante el proceso de depósito, el material particulado se dirige a la capa portadora. Si el material particulado se esparce de manera homogénea, la probabilidad de que una pequeña pieza de material particulado se coloque en un área destinada a servir como área de unión entre la capa portadora y la capa auxiliar, viene dada por Pnormal = B/(A+B), donde "B" es el área de unión en una pieza de la capa portadora y "A" es el área de la misma pieza de la capa portadora que no se debe unir al material auxiliar. De acuerdo con un método preferido de acuerdo con la presente invención, el material particulado se deposita de manera no homogénea antes de unir la capa portadora a la capa auxiliar, de modo que la probabilidad Pinv de que una pieza más pequeña de material particulado se deposite en un área de unión es menor que Pnormal:Pinv<Pnormal, preferentemente Pinv<0,5*Pnormal, con mayor preferencia Pinv<0,1*Pnormal, incluso con mayor preferencia Pinv<0,05*Pnormal, aún con mayor preferencia Pinv<0,01*Pnormal, con la máxima preferencia Pinv<0,001*Pnormal. Disminuir la posibilidad Pinv es ventajoso para el proceso de unión, ya que la presencia de material particulado en o sobre el área de unión puede conducir a una unión menos fuerte entre la capa portadora y la capa auxiliar. Obviamente, cuanto más precisos tengan que ser los requisitos de depósito de los materiales particulados, más lenta y/o más difícil será la etapa de posicionamiento durante la fabricación industrial de estructuras compuestas de acuerdo con la presente invención. Por lo tanto, los medios de posicionamiento favorables permiten un depósito menos preciso ya que mediante esta etapa de posicionamiento los materiales particulados depositados de manera incorrecta o inexacta se reposicionan hacia su posición prevista mediante el posicionamiento y reposicionamiento de los materiales particulados. Los materiales particulados adicionales depositados correctamente y con precisión se estabilizan para mantenerlos en su posición prevista por medio de estos mismos medios de posicionamiento que permiten la correcta acumulación e inmovilización de todos los materiales particulados sin propiedades de unión inferiores impartidas por materiales particulados migrados, mal colocados o perdidos.
De acuerdo con otra descripción, se proporciona un aparato para producir una estructura compuesta que comprende grupos de material particulado entre ella. Dicho aparato comprende un medio de agrupamiento que tiene un patrón de depósito deseado, un medio de suministro de material particulado colocado para proporcionar materiales particulados en las regiones de entrada de las perforaciones de dicho medio de agrupamiento, un medio de suministro de capa portadora para proporcionar una capa portadora, un medio de soporte para mover dicha capa portadora muy próxima a las regiones de salida del medio de agrupamiento y un medio de transporte para mover dicha capa portadora con grupos de material particulado lejos del medio de agrupamiento. Preferentemente, se prevén otros medios de posicionamiento para colocar el material absorbente en su posición de acumulación óptima antes de inmovilizarlos en la estructura compuesta. Los medios de posicionamiento pueden montarse o ser unitarios con los medios de soporte y/o medios de transporte.
Los medios de agrupamiento se disponen preferentemente para atrapar, recoger, retener y depositar los materiales particulados de la corriente de material particulado según lo proporcionan los medios de suministro de partículas. Las perforaciones dentro de los medios de agrupamiento se diseñan para atrapar y recolectar la corriente de material particulado por medio de las regiones de entrada, y preferentemente convergen los materiales particulados hacia las regiones de salida para acumular y formar grupos de material particulado dentro de las perforaciones listas para su depósito sobre la capa portadora, preferentemente en patrones de impresión discretos de grupos de material particulado. Resultará evidente que las perforaciones de los medios de agrupamiento pueden realizarse a partir de todas las alternativas disponibles conocidas en la técnica tales como rectángulos huecos, conos, tubos y cualquier otro formato adecuado para dirigir el material particulado a la capa portadora.
Los medios de soporte llevan la capa portadora a una posición de depósito de, preferentemente en estrecha proximidad, con mayor preferencia en contacto con, las regiones de salida de las perforaciones de los medios de agolpamiento. Preferentemente, se proporciona un nivel seleccionado de contacto de presión entre la superficie de depósito de la capa portadora y la superficie de contacto exterior de los medios de agrupamiento, para bloquear los grupos de material particulado discretos hasta que se depositen sobre la superficie de depósito de la capa portadora. En una modalidad alternativa, no se proporciona un contacto de presión sustancial entre la superficie de depósito de la capa portadora y la superficie de contacto exterior de los medios de agrupamiento, y el material particulado proporcionado a través de la corriente de material particulado se captura, recoge y deposita inmediatamente sobre la capa portadora. Preferentemente, se prevén medios de posicionamiento adicionales para estabilizar, colocar y/o reposicionar los grupos de material particulado depositados en su posición final de acumulación y patrón antes de ser inmovilizados. Un medio de transporte aleja la capa portadora y los materiales particulados.
De acuerdo con la presente invención, los grupos de material particulado depositados, y preferentemente posicionados, sobre la capa portadora están cubiertos por una capa auxiliar a través de un medio de recubrimiento para formar, por ejemplo, un área de material polimérico absorbente. En una modalidad preferida, los grupos de material particulado de la estructura compuesta están relativamente inmovilizados, adheridos, unidos y/o restringidos de otro modo entre una capa portadora y cualquier capa auxiliar adecuada. Preferentemente, se proporcionan medios de unión que conducen a una estructura intercalada compuesta de una capa portadora y una capa auxiliar con grupos de material particulado encerrados y/o inmovilizados, adheridos, unidos y/o restringidos entre ellas en forma de bolsas o compartimentos.
Preferentemente, los medios de suministro de material particulado comprenden un medio de vibración, enrollado y/o giro para proporcionar de manera precisa, continua y controlable las cantidades, tamaños y/o velocidades de material particulado requeridas hacia los medios de agrupamiento. Además, se prefiere que el material particulado se transporte entre dichos medios de vibración, enrollado y/o giro y los medios de agrupamiento mediante un medio de tubo de alimentación, que puede disponerse alternativamente con medios de presión de gas para guiar y dirigir la corriente de material particulado a las regiones de entrada de los medios de agrupamiento. En una modalidad preferida, el tubo de alimentación es sustancialmente longitudinal, vertical y/o convergente y el material particulado tiene un peso sustancial de modo que se puede usar la gravedad para transportar las partículas a través del tubo de alimentación hacia el medio de agrupamiento. Sin embargo, medios de transporte adicionales tales como mecánicos (como flujos de aire), electromagnéticos (como imanes en caso de que las partículas interactúen con un campo magnético), electrostáticos (como material particulado y/o carga del transportador) y/u otros se pueden usar para ayudar a transportar la corriente de material particulado hacia los medios de agrupamiento.
En una modalidad preferida, se usa un medio de dosificación de tipo volumétrico, gravimétrico o de otro tipo para controlar la cantidad, tamaño y/o velocidad de las partículas que entran en el medio de tubo de alimentación que se proporciona. Se prefiere además que la corriente de material particulado pueda redirigirse a través de medios de control hacia medios de eliminación para que se mueva nuevamente hacia los medios de suministro de partículas a través de medios de tubería de recuperación para su reutilización y/o menos preferentemente guiarse fuera del sistema de producción mediante medios de recolección para ser trasladada a instalaciones de almacenamiento separadas para su uso posterior y/o eliminación en caso de daños irreparables, contaminados, estropeados y/o inutilizables.
En una modalidad preferida, los medios de agrupamiento son unitarios con un tambor giratorio sustancialmente sin fin, que preferentemente tiene una carcasa exterior en forma de cilindro. En una modalidad preferida se proporciona un tambor giratorio sin fin con medios de agrupamiento reemplazables, personalizables y/o ajustables. Alternativamente, los medios de agrupamiento son medios de agrupamiento estacionarios. Los medios de agrupamiento están alineados con la abertura del medio de tubo de alimentación, dirigiendo así los materiales particulados para que caigan, sean guiados, dirigidos, empujados y/o aspirados a través de las regiones de entrada y/o regiones de salida respectivas del patrón de perforación de los medios de agrupamiento para obtener el patrón de depósito o impresión deseado. Se entiende que los medios de agrupamiento pueden tener cualquier tipo y número de perforaciones y patrones, por lo que la cantidad de perforaciones va desde al menos una perforación hasta cualquier número adecuado de perforaciones a la luz de la estructura compuesta prevista. En caso de una perforación, su dimensión puede ser similar a la del tubo de alimentación.
Se prefiere rellenar insuficientemente (o, eventualmente, "rellenar correctamente") las perforaciones de los medios de agrupamiento. El uso de un medio de suministro de material en partículas con un sistema de dosificación preferentemente gravimétrico en combinación con un medio de tubo de alimentación, como un tubo, tubería o transportador de las dimensiones y forma correctas, garantizará que se suministren los pesos adecuados, se recojan en las perforaciones y se depositen por las regiones de salida para formar el patrón de impresión deseado de grupos de material particulado según lo estipulado por el patrón de perforación de los medios de agrupamiento.
En una modalidad preferida, las regiones de entrada tienen forma de embudo con pendientes pronunciadas separadas entre sí por crestas afiladas, por lo que no quedan cantidades sustanciales de materiales particulados atrapados entre las regiones de entrada y/o en las pendientes de las regiones de entrada, pero se transportan fácilmente hacia las regiones de salida para su depósito programado sobre el material portador. En una modalidad preferida, se proporciona una combinación de regiones de entrada y regiones externas más grandes y más pequeñas que conducen a patrones de perforación más homogéneos, heterogéneos o complejos.
Preferentemente, el volumen vacío de las perforaciones es mayor que los volúmenes de material particulado que se desea imprimir, para evitar el sobrellenado de los medios de agrupamiento durante el proceso de producción. En este caso de medios de agrupamiento correctamente diseñados y un aparato de trabajo completo, eficaz y eficiente, también se puede aumentar en gran medida la precisión y confiabilidad del proceso de fabricación y, por lo tanto, eliminar también la necesidad de un medio de barrido, optimizando así el uso de materia prima, lo que limita el costo de inversión y reduce el costo de mantenimiento. Sin embargo, en caso necesario, cualquier sobrellenado, migración y/o extravío de material particulado se puede guiar y/o redirigir a través de medios de barrido, como raspadores, cepillos, soplado de aire, succión de vacío, etc., hacia una o más regiones de entrada disponibles de los medios de agrupamiento y/o guiar hacia los medios de recuperación o los medios de recogida para alejarse de los medios de agrupamiento para su reutilización, recogida y/o eliminación. Esta redirección aumenta enormemente la eficiencia del proceso.
Como también se describe en el documento EP 2450012, se proporciona una estructura absorbente tipo intercalada que comprende una capa de distribución con capacidad absorbente y una capa de inmovilización que se une a la capa de distribución para definir compartimentos entre ellas que contienen material absorbente intermedio. En particular, una estructura absorbente para su uso en un artículo absorbente comprende una capa de distribución que tiene una capacidad absorbente de al menos aproximadamente 5 g/m2, una capa de inmovilización que se une a la capa de distribución para definir compartimentos entre ellas, y un material absorbente retenido en al menos uno de los compartimentos, en donde dicho material absorbente comprende un material polimérico absorbente y de cero a una cantidad inferior a aproximadamente el 40 por ciento en peso de material fibroso absorbente, basado en el peso del material polimérico absorbente. La estructura absorbente proporciona, en particular, una estructura de comunicación de fluidos aumentada que incluye una mejor adsorción y dispersión en y entre las bolsas de material polimérico absorbente, debido a la absorción adicional y al flujo másico de líquidos provocado por la capa de distribución, lo que limita el bloqueo del gel, reduce el rehumedecimiento y minimiza las fugas. Además, proporciona un método y aparato para producir tales estructuras absorbentes a alta velocidad de producción con bajo consumo de energía y materia prima.
Como también se describe en el documento EP 2444043, se proporciona una estructura absorbente tipo intercalada que comprende una capa absorbente sustancialmente impermeable a los líquidos y una capa de inmovilización que se une a la capa absorbente para definir compartimentos entre ellas que contienen material absorbente intermedio. En particular, una estructura absorbente para su uso en un artículo absorbente comprende una capa absorbente sustancialmente impermeable a los líquidos y una capa de inmovilización que se une a la capa absorbente sustancialmente impermeable a los líquidos para definir compartimentos entre ellas, y un material absorbente contenido en al menos uno de los compartimentos, en donde dicho material absorbente comprende un material polimérico absorbente, y de cero a una cantidad inferior a aproximadamente el 40 por ciento en peso de material fibroso absorbente, basado en el peso del material polimérico absorbente. La capa absorbente sustancialmente impermeable a los líquidos permite que los líquidos no unidos como el agua, la orina y/u otros exudados corporales se extiendan más fácilmente, lo que permite una mejor distribución y transporte para mojar los lados laterales e inferior de los materiales poliméricos absorbentes dentro de las bolsas. Esto garantiza valores de rehumedecimiento más bajos, menos riesgo de fugas y menos humedad de la superficie y, por lo tanto, una mayor fiabilidad de la estructura general. Además, proporciona un método y aparato para producir tales estructuras absorbentes a alta velocidad de producción con bajo consumo de energía y materia prima.
Como también se describe en el documento EP 2441417, se proporciona una estructura absorbente tipo intercalada que comprende una capa portadora, una capa auxiliar y un material absorbente particulado intermedio entre ellas, en donde las uniones sustancialmente primarias y sustancialmente secundarias unen la capa portadora y la capa auxiliar juntas, por lo que las uniones secundarias se aflojan como resultado de exponer la estructura absorbente al líquido mientras que las uniones primarias permanecen sustancialmente intactas. Además, proporciona un método y aparato para producir tales estructuras absorbentes a alta velocidad de producción con bajo consumo de energía y materia prima.
Como también se describe en el documento EP 2441418, se proporciona una estructura absorbente tipo intercalada que comprende una capa portadora, una capa auxiliar y un material absorbente intermedio entre ellas, en donde las uniones primarias sustancialmente permanentes y las uniones secundarias sustancialmente temporales unen la capa portadora y la capa auxiliar juntas, por lo que la estructura absorbente se hincha de forma no homogénea como resultado de exponer la estructura absorbente al líquido para formar una estructura de superficie de gestión de líquido. Además, proporciona un método y aparato para producir tales estructuras absorbentes a alta velocidad de producción con bajo consumo de energía y materia prima.
Como también se describe en el documento EP 2444044, se proporciona un método y un aparato para formar una estructura tipo intercalada, depositando el material particulado en un patrón deseado sobre una capa portadora móvil.
En particular, se proporciona un método para depositar el material particulado en un patrón deseado sobre una capa portadora móvil, que proporciona un medio de ago lpamiento con perforaciones correspondientes a un patrón deseado, impulsar los medios de ago lpamiento en la misma dirección y muy cerca de la capa portadora móvil, alimentar una corriente de material en partículas desde un medio de suministro de material particulado y dirigir la corriente de material en partículas a través de los medios de agrupamiento sobre la capa portadora. Preferentemente, los materiales particulados se agrupan a través de las regiones de entrada de las perforaciones y se liberan a través de las regiones de salida de los medios de agrupamiento. El método permite la formación precisa de un patrón predeterminado de grupos de material particulado a alta velocidad de producción, con un uso reducido de materia prima y un costo relativamente bajo. Además, proporciona las estructuras absorbentes de material particulado delgadas, flexibles y ligeras mejoradas con grupos de material particulado depositados discretamente sobre las mismas, complementadas con una capa auxiliar, como por ejemplo, material no tejido, papel tisú, papel, material termoplástico y similares y/o fijadas mediante medios de unión, tales como, por ejemplo, cola, enlaces, uniones y similares, con grupos de material particulado relativamente inmovilizados entre ellas para obtener una estructura intercalada utilizable en forma de estructura absorbente.
Como también se describe en la solicitud de prioridad EP 10447027, se proporciona un método y un aparato para formar una estructura tipo intercalada, colocando material particulado en un patrón deseado sobre una capa portadora móvil. En particular, se proporciona un método para colocar material particulado en un patrón deseado sobre una capa portadora móvil, proporcionando un primer material, un material intermedio y un segundo material, de manera que antes de unir el primer material al segundo material, la distribución del material particulado intermedio se altera mediante un flujo de aire. En una modalidad preferida, el material particulado intermedio se proporciona de manera sustancialmente homogénea sobre el primer material antes de aplicar el flujo de aire de posicionamiento. Cuando el material intermedio no es deseable en el área de unión, el método describe el uso de flujos de aire, resultantes de agujeros de soplado y/o succión para evacuar el material intermedio del área de unión antes o durante la unión, lo que conduce a propiedades de unión mejoradas y controlables, aumentando así la calidad de la unión y la utilización de energía o materiales. Además, proporciona estructuras de partículas absorbentes ligeras, flexibles y delgadas mejoradas.
El método y el aparato de acuerdo con las modalidades preferidas conducen a estructuras absorbentes delgadas, flexibles y/o ligeras muy apreciadas que son económica, ambiental, técnica y/o comercialmente ventajosas, fundamentalmente ya que se obtienen sin la necesidad de cantidades sustanciales y voluminosas de materiales absorbentes fibrosos como pelusa y pulpa de madera (permitiendo reclamos publicitarios "sin pelusa") y no usan cantidades sustanciales y costosas de cola, aglutinante, adhesivo y/u otros materiales termoplásticos (permitiendo reclamos publicitarios "sin cola"). Esto no tiene precedentes en la técnica anterior.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 A-D proporciona ilustraciones esquemáticas en sección transversal de estructuras absorbentes fabricadas de acuerdo con modalidades de la invención.
La Figura 2 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de una estructura absorbente fabricada de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 3 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de grupos de material absorbente de tamaño y ubicación diferentes que se pueden obtener de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 4 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de una estructura absorbente en un estado parcialmente humedecido fabricada de acuerdo con una modalidad de la invención, que indica uniones primarias sustancialmente permanentes; y la liberación gradual de las uniones secundarias temporales aún unidas y ya aflojadas.
La Figura 5 proporciona ilustraciones esquemáticas de una vista superior de una estructura absorbente fabricada de acuerdo con una modalidad de la invención que indica diferentes patrones de agrupación.
La Figura 6 proporciona un diagrama de proceso esquemático para llevar a cabo la invención.
La Figura 7 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de un medio de agrupamiento montado sobre un tambor de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 8 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de un medio de agrupamiento de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 9 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de una capa portadora con patrones depositados y patrones de posicionamiento de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 10 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un medio de agrupamiento de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 11 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un grupo de material particulado depositado de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 12 proporciona una vista esquemática en sección ampliada de una parte del equipo para el proceso como se muestra en la Figura 13.
La Figura 13 proporciona una ilustración esquemática de un aparato para llevar a cabo la invención de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 14 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un proceso de unión que usa flujos de aire de acuerdo con una modalidad de la invención.
La Figura 15 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un proceso de unión que usa flujos de aire de acuerdo con otra modalidad de la invención.
La Figura 16 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un proceso de unión que usa flujos de aire en combinación con agujeros de soplado y succión de acuerdo con otra modalidad de la invención.
La Figura 17 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un proceso de unión que usa flujos de aire de acuerdo con otra modalidad de la invención.
La Figura 18 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de un proceso de unión que usa flujos de aire de acuerdo con otra modalidad de la invención que muestra los agujeros de soplado y/o succión.
La Figura 19 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de otro proceso de unión que usa flujos de aire de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.
La Figura 20 proporciona una ilustración esquemática de una vista superior de un medio de posicionamiento de acuerdo con una modalidad de la invención que usa flujos de aire en combinación con una máscara perforada. La Figura 21 proporciona una ilustración esquemática en sección transversal de un proceso de acuerdo con una modalidad de la invención para fabricar una estructura compuesta con material particulado encerrado mediante el uso de flujos de aire generados mediante medios de posicionamiento adicionales.
La Figura 22 proporciona una vista en planta superior de un pañal como una modalidad preferida de un artículo absorbente que comprende una estructura absorbente obtenible mediante un método y aparato de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a un método para crear estructuras compuestas que comprenden material particulado, preferentemente material particulado absorbente tal como materiales poliméricos absorbentes, con mayor preferencia material polimérico particulado absorbente; preferentemente agrupado, envuelto y/o inmovilizado entre una capa portadora y una capa auxiliar, posiblemente a través de los medios de unión primario y secundario, para formar patrones de acumulación discretos y predeterminados de láminas de material particulado para su uso en productos absorbentes, preferentemente un artículo absorbente desechable de la industria de la higiene personal, tales como prendas para la higiene femenina, pañales y calzones para bebés y prendas para la incontinencia en adultos.
A menos que se defina de otro modo, todos los términos usados en la descripción de la invención, que incluyen los términos técnicos y científicos, tienen el significado que comúnmente entiende un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Por medio de orientación adicional, se incluyen definiciones de términos para apreciar mejor las enseñanzas de la presente invención.
Como se usa en la presente descripción, los siguientes términos tienen los siguientes significados: "Un", "una" y "el/la" como se usan en la presente descripción se refieren a referentes tanto en singular como en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A modo de ejemplo, "un compartimento" se refiere a uno o más de un compartimento. "Aproximadamente", como se usa en la presente descripción, se refiere a un valor medible tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, pretende abarcar variaciones de /- 20 % o menos, preferentemente /-10 % o menos, con mayor preferencia /- 5 % o menos, incluso con mayor preferencia /-1 % o menos, y aún con mayor preferencia /- 0,1 % o menos de y desde el valor especificado, siempre que tales variaciones sean apropiadas para realizar en la invención descrita. Sin embargo, debe entenderse que el valor al que se refiere el modificador "aproximadamente" también se describe específicamente en sí mismo.
"Artículo absorbente", "prenda absorbente", "artículo que absorbe", "prenda que absorbe" y similares, como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren a dispositivos que absorben y contienen exudados corporales, y más específicamente, se refieren a dispositivos que se colocan contra o cerca del cuerpo del portador para absorber y contener los diversos líquidos descargados del cuerpo. Los artículos absorbentes incluyen, pero no se limitan a, prendas para la higiene femenina, pañales y calzones para bebés, prendas para la incontinencia en adultos, diversos sujetadores de pañales y calzones, protectores diarios, toallas, insertos absorbentes y similares.
"Componente absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere a un constituyente estructural de una estructura absorbente, por ejemplo, una pieza de un núcleo absorbente, tal como una de múltiples piezas en un núcleo absorbente de múltiples piezas.
"Elemento absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere a una parte de un constituyente funcional de una estructura absorbente, por ejemplo, una capa de adquisición de líquido, una capa de distribución de líquido o una capa de almacenamiento de líquido formada por un material o materiales que tienen características particulares de manejo de líquidos adecuadas para la función específica.
"Inserto absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere a un dispositivo adaptado para su inserción en un artículo absorbente y para servir como una estructura absorbente cuando se inserta.
"Capa absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere a un término que se refiere a un elemento en forma de lámina o trama, discreto e identificable, de una estructura absorbente que puede permanecer separado y relativamente móvil con respecto a otro elemento de este tipo o puede estar adherido o unido para permanecer asociado permanentemente con otro elemento de este tipo. Cada capa absorbente puede incluir en sí misma un laminado o combinación de varias capas, láminas y/o tramas de composiciones similares o diversas.
"Material polimérico absorbente", "material gelificante absorbente", "AGM", "superabsorbente", "material superabsorbente", "polímero superabsorbente", "SAP" y similares, tal como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren a cualquier material particulado (por ejemplo, en copos, en partículas, granular o en polvo) o polimérico reticulado fibroso adecuado que puede absorber al menos 5 veces y preferentemente al menos aproximadamente 10 veces o más su peso de una solución salina acuosa al 0,9 % según se mide mediante el uso de la prueba de capacidad de retención de centrífuga (EDANA 441.2-01).
"Área de material polimérico absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere al área de la estructura absorbente en donde las capas adyacentes están separadas por una multiplicidad de material polimérico absorbente. Las áreas de contacto incidental entre estas capas adyacentes dentro del área del material polimérico particulado absorbente pueden ser intencionales (por ejemplo, áreas de unión) o no intencionales (por ejemplo, artefactos de fabricación).
"Material polimérico particulado absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material polimérico absorbente que está en forma de partículas, tal como polvos, gránulos, copos y similares, para que pueda fluir en estado seco.
"Estructura absorbente", como se usa en la presente descripción, se refiere a aquellos elementos de un artículo absorbente que comprende material o una combinación de materiales adecuados para absorber, distribuir y retener exudados corporales.
"Absorción", como se usa en la presente descripción, se refiere al proceso mediante el cual se absorbe un líquido dentro de un material.
"Capa de adquisición", "región de adquisición", "superficie de adquisición" o "material de adquisición" y similares, como se usa en la presente descripción, se refieren a una capa que tiene una capacidad de absorción de líquido más rápida.
"Absorbencia" es la capacidad de un material para absorber fluidos por diversos medios, que incluyen la acción capilar, osmótica, solvente, química u otra. "Prenda para la incontinencia en adultos", como se usa en la presente descripción, se refiere a artículos absorbentes destinados a ser usados por adultos con incontinencia, para absorber y contener exudados corporales. "Adhesión", como se usa en la presente descripción, se refiere a la fuerza que mantiene juntos diferentes materiales en su interfaz.
"Adhesivo", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material, que puede o no fluir en solución o cuando se calienta, que se usa para unir materiales entre sí.
"Adsorción", como se usa en la presente descripción, se refiere al proceso mediante el cual un líquido es absorbido por la superficie de un material.
"Tendido al aire", como se usa en la presente descripción, se refiere a formar una trama dispersando fibras o partículas en una corriente de aire y condensándolas desde la corriente de aire sobre una pantalla en movimiento por medio de presión o vacío; una trama de fibras producida por tendido al aire se denomina en la presente descripción "tendida al aire"; una trama tendida al aire unida mediante una o más técnicas para proporcionar integridad a la tela se denomina en la presente descripción "no tejida tendida al aire".
"Densidad aparente", "densidad" y similares, como se usa en la presente descripción, se refiere al peso base de la muestra dividido por el calibre con las conversiones de unidades apropiadas incorporadas en el mismo. La densidad aparente usada en la presente descripción tiene la unidad de g/cm3
"Unir", "unido" y "unión" como se usan en la presente descripción son sinónimos de sus contrapartes de los términos "sujetar", "fijar", "asegurar", "vincular", "adherir" y "enlazar".
"Pañal para bebé", como se usa en la presente descripción, se refiere a artículos absorbentes destinados a ser usados por niños, para absorber y contener exudados corporales que el usuario sube entre las piernas y sujeta alrededor de la cintura del portador.
"Calzones de bebé", como se usa en la presente descripción, se refiere a artículos absorbentes comercializados para su uso en la transición de niños de pañales a ropa interior destinados a cubrir la parte inferior del torso de los niños, a fin de absorber y contener los exudados corporales, cuyo artículo generalmente se configura como una prenda y se fabrica con una porción completa que rodea la cintura, eliminando así la necesidad de que el usuario sujete el artículo alrededor de la cintura del portador.
La "región de la espalda", como se usa en la presente descripción, se refiere a la porción de un artículo absorbente o parte del mismo que está destinada a colocarse cerca de la espalda de un portador.
"Respaldo", como se usa en la presente descripción, se refiere a una trama u otro material que soporta y refuerza la parte posterior de un producto.
El "peso base" es el peso por unidad de área de una muestra expresado en gramos por metro cuadrado, g/m2 o gsm. "Exudados corporales", "exudados del cuerpo", "fluidos corporales", "fluidos del cuerpo", "descargas corporales", "descargas del cuerpo", "líquidos" y similares, tal como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren, pero no se limitan a, orina, sangre, secreciones vaginales, leche materna, sudores y materia fecal. "Aglutinante", "adhesivo", "cola", "resinas", "plásticos" y similares como se usan en la presente descripción se usan indistintamente y se refieren a sustancias, generalmente en forma sólida (por ejemplo, polvo, película, fibra) o como espuma, o en forma líquida (por ejemplo, emulsión, dispersión, solución) usadas, por ejemplo, a modo de impregnación, pulverización, impresión, aplicación de espuma y similares usados para unir o adherir componentes, elementos y materiales funcionales y/o estructurales, por ejemplo, que incluyen adhesivos sensibles al calor y/o a la presión, termofusibles, adhesivos activados por calor, materiales termoplásticos, adhesivos/disolventes activados químicamente, materiales curables y similares.
"Resistencia de unión", como se usa en la presente descripción, se refiere a la cantidad de adhesión entre superficies unidas. Es una medida de la tensión necesaria para separar una capa de material de la base a la que se une.
"Acción capilar", "capilaridad" o "movimiento capilar" y similares, como se usa en la presente descripción, se usan para referirse al fenómeno del flujo de líquido a través de medios porosos.
"Armazón", como se usa en la presente descripción, se refiere a un constituyente fundamental de un artículo absorbente sobre el cual el resto de la estructura del artículo se construye o superpone, por ejemplo, en un pañal, los elementos estructurales que le dan al pañal la forma de calzoncillos o calzones cuando se configura para usarse, como una lámina posterior, una lámina delantera o una combinación de una lámina delantera y una lámina posterior. "Fibras de celulosa" como se usa en la presente descripción se refiere a fibras naturales basadas en celulosa, tales como, por ejemplo, algodón, lino, etc; las fibras de pulpa de madera son un ejemplo de fibras de celulosa; las fibras artificiales derivadas de la celulosa, como la celulosa regenerada (rayón), o los derivados de celulosa parcial o totalmente acetilados (por ejemplo, acetato o triacetato de celulosa) también se consideran fibras de celulosa. "Grupo" o similar, como se usa en la presente descripción, se refiere a una aglomeración de partículas y/o fibras.
"Fibras químicamente rigidizadas", "fibras químicamente modificadas", "fibras químicamente reticuladas", "fibras rizadas" y similares, como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren a cualquier fibra que haya sido rigidizada por medios químicos para aumentar la rigidez de las fibras tanto en condiciones secas como acuosas, por ejemplo mediante la adición de agentes químicos de endurecimiento (por ejemplo, mediante revestimiento, impregnación, etc.), alterando la estructura química de las fibras mismas (por ejemplo, reticulando cadenas poliméricas, etc.) y similares.
"Cohesión", como se usa en la presente descripción, se refiere a la resistencia de materiales similares a separarse entre sí.
"Compartimento", como se usa en la presente descripción, se refiere a cámaras, cavidades, bolsas y similares.
"Comprenden", "que comprende", "comprende" y "compuesto de" como se usa en la presente descripción son sinónimos de "incluyen", "que incluye", "incluye" o "contienen", "que contiene", "contiene" y son inclusivos o términos de final abierto que especifican la presencia de lo que sigue, por ejemplo, un componente y no excluyen ni evitan la presencia de componentes, características, elementos, miembros, etapas adicionales, no enumerados, conocidos en la técnica o descritos en la misma.
"Material de recubrimiento", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material no tejido liviano usado para contener y ocultar un material de núcleo absorbente subyacente; ejemplos son la capa de revestimiento o materiales que recubren los núcleos absorbentes de las prendas para la higiene femenina, pañales y calzones para bebés y prendas para la incontinencia en adultos.
La "región de la entrepierna" de un artículo absorbente como se usa en la presente descripción se refiere a aproximadamente el 50 % de la longitud total del artículo absorbente (es decir, en la dimensión y), donde el punto de la entrepierna está ubicado en el centro longitudinal de la región de la entrepierna. Es decir, la región de la entrepierna se determina localizando primero el punto de la entrepierna del artículo absorbente y luego midiendo hacia adelante y hacia atrás una distancia del 25 % de la longitud total del artículo absorbente.
"Dirección transversal (CD)", "lateral" o "transversal" y similares como se usan en la presente descripción se usan indistintamente y se refieren a una dirección que es ortogonal a la dirección longitudinal e incluye direcciones dentro de ±45° de la dirección transversal.
"Curado", como se usa en la presente descripción, se refiere a un proceso mediante el cual se colocan resinas, aglutinantes o plásticos en o sobre tejidos, normalmente por calentamiento, para hacer que permanezcan en su lugar; el fraguado puede ocurrir quitando el solvente o mediante reticulado para hacerlos insolubles.
"Pañal", "pañal convencional", "similar a un pañal", "prenda similar a un pañal" y similares como se usan en la presente descripción se usan indistintamente y se refieren a artículos absorbentes desechables, que típicamente incluyen una porción delantera de la cintura y una porción posterior de la cintura que pueden conectarse de forma liberable alrededor de las caderas del portador durante el uso mediante sujetadores convencionales tales como sujetadores de cinta adhesiva o sujetadores del tipo de gancho y bucle. En uso, el artículo se coloca entre las piernas del portador y los sujetadores se unen de forma liberable para asegurar la porción posterior de la cintura a la porción delantera de la cintura del pañal, asegurando así el pañal alrededor de la cintura del portador. La porción delantera de la cintura y la porción posterior de la cintura se conectan por miembros relativamente no estirables o estirables (el término “estirable” como se usa en la presente descripción se refiere a materiales que son extensibles cuando se aplican fuerzas al material y ofrecen cierta resistencia a la extensión). Por lo tanto, tales artículos generalmente no se configuran para subir o bajar sobre las caderas del portador cuando se colocan los sujetadores.
"Desechable" se usa en la presente descripción para describir artículos que generalmente no están destinados a ser lavados o restaurados o reutilizados de otra manera (es decir, están destinados a ser desechados después de un solo uso y, preferentemente, a ser reciclados, compostados o desechados de una manera ambientalmente compatible).
"Capa de distribución", "región de distribución", "superficie de distribución" o "material de distribución" y similares, como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren a una capa que tiene una mayor capacidad para absorber, dispersar y distribuir líquidos.
"Tendido en seco", como se usa en la presente descripción, se refiere a un proceso para hacer una trama no tejida a partir de fibra seca; estos términos se aplican a la formación de tramas cardadas, así como a la formación de tramas al azar por tendido al aire; una trama de fibras producida por tendido en seco se denomina en la presente descripción como "tendida en seco"; una trama tendida en seco unida mediante una o más técnicas para proporcionar integridad a la tela se denomina en la presente descripción como "no tejida tendida en seco".
"Resistencia en seco", como se usa en la presente descripción, se refiere a la resistencia de una unión adhesiva determinada en condiciones de estado seco, inmediatamente después del secado en condiciones específicas o después de un período de acondicionamiento en la atmósfera estándar de laboratorio.
"Tela", como se usa en la presente descripción, se refiere a una estructura de lámina fabricada de fibras, filamentos y/o hilos.
"Prendas para la higiene femenina", como se usa en la presente descripción, se refiere a artículos de higiene absorbentes destinados a ser usados por mujeres, para absorber y contener exudados corporales.
"Fibra", como se usa en la presente descripción, se refiere a la estructura básica similar a un hilo a partir de la cual se fabrican los hilos y textiles no tejidos. Se diferencia de una partícula por tener una longitud de al menos 4 veces su ancho; las "fibras naturales" son de origen animal (lana, seda), vegetal (algodón, lino, yute) o mineral (amianto), mientras que las "fibras artificiales" pueden ser polímeros sintetizados a partir de compuestos químicos (poliéster, polipropileno, nailon, acrílico, etc.) o polímeros naturales modificados (rayón, acetato) o minerales (vidrio). "Fibra" y "filamento" se usan indistintamente.
"Película", "hoja" y similares, como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren a una lámina delgada de material esencialmente no absorbente, tal como plástico o espumas cerradas. En esta invención se refiere particularmente a materiales que no corresponden a no tejidos.
"Pulpa de pelusa", como se usa en la presente descripción, se refiere a pulpa de madera especialmente preparada para ser tendida en seco.
"Región delantera", como se usa en la presente descripción, se refiere a la porción de un artículo absorbente o parte del mismo que está destinada a colocarse cerca de la parte delantera de un portador.
"Capa orientada hacia la prenda", como se usa en la presente descripción, se refiere a elementos del armazón que forman la superficie exterior del artículo absorbente, como la lámina posterior, los paneles laterales, los sujetadores de la cintura y similares, cuando tales elementos están presentes.
"Adhesivo activado por calor", como se usa en la presente descripción, se refiere a un adhesivo seco que se vuelve pegajoso o fluido mediante la aplicación de calor, o calor y presión al conjunto.
"Adhesivo termosellante", como se usa en la presente descripción, se refiere a un adhesivo termoplástico que se funde entre las superficies adherentes mediante la aplicación de calor a una o ambas superficies adherentes adyacentes. "Expandido", como se usa en la presente descripción, se refiere al término general de telas gruesas o voluminosas de baja densidad.
"Adhesivo termofundido", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material sólido que se funde rápidamente al calentarse y luego se adhiere a una unión firme al enfriarse; usado para uniones casi instantáneas. "Hidrófilo", como se usa en la presente descripción, se refiere a tener afinidad para ser humedecido por agua o para absorber agua.
"Hidrófobo", como se usa en la presente descripción, se refiere a la falta de afinidad para ser humedecido por agua o para absorber agua.
"Capa de inmovilización", como se usa en la presente descripción, se refiere a una capa que se puede aplicar al material particulado con la intención de inmovilizar, unir, adherir y/o restringir el material particulado.
"Unir", "unido" y "que une", como se usa en la presente descripción, se refiere a configuraciones abarcadoras en las que un elemento se asegura directamente a otro elemento fijando el elemento directamente al otro elemento, así como configuraciones en las que el elemento se asegura indirectamente al otro elemento fijando el elemento a un miembro o miembros intermedios que a su vez está o están fijados al otro elemento.
"Tejer", como se usa en la presente descripción, se refiere a la técnica para entrelazar bucles de fibras con agujas o dispositivos similares.
"Capa" se refiere a componentes identificables del artículo absorbente, y cualquier parte denominada "capa" puede comprender realmente un laminado o una combinación de varias láminas o tramas del tipo de materiales requerido. Como se usa en la presente descripción, el término "capa" incluye los términos "capas" y "estratificado". "Superior" se refiere a la capa del artículo absorbente que está más próxima y se orienta hacia la capa orientada hacia el portador; a la inversa, el término "inferior" se refiere a la capa del artículo absorbente que está más próxima y se orienta hacia la capa orientada hacia la prenda. La "capa" es una estructura tridimensional con un ancho de dimensión x, una longitud de dimensión y, y un grosor o calibre de dimensiones z, dichas dimensiones x-y que están sustancialmente en el plano del artículo, sin embargo, debe tenerse en cuenta que los diversos miembros, capas y estructuras de los artículos absorbentes de acuerdo con la presente invención pueden o no ser de naturaleza generalmente plana, y pueden tener forma o perfil en cualquier configuración deseada.
"Dirección de la máquina (MD)", "longitudinal" y similares como se usan en la presente descripción se usan indistintamente y se refieren a una dirección que corre paralela a la dimensión lineal máxima de la estructura e incluye direcciones dentro de ± 45° de la dirección longitudinal.
"Superficie principal", como se usa en la presente descripción, se refiere a un término usado para describir las superficies de mayor extensión de un elemento estructural generalmente plano o en forma de lámina y para distinguir estas superficies de las superficies menores de los bordes extremos y los bordes laterales, es decir, en un elemento que tiene una longitud, un ancho y un grosor, siendo el grosor la más pequeña de las tres dimensiones, las superficies principales son las definidas por la longitud y el ancho y, por lo tanto, las que tienen la mayor extensión.
"Flujo másico", como se usa en la presente descripción, se refiere al flujo de un líquido desde un elemento o componente absorbente a otro elemento o componente absorbente mediante la acción del flujo del canal.
"Unión mecánica", como se usa en la presente descripción, se refiere a un método para unir fibras enredándolas. Esto puede lograrse mediante punción, costura con fibras o mediante el uso de chorros de aire o agua a alta presión y similares.
"No tejido", como se usa en la presente descripción, se refiere a una lámina, trama o guata fabricada de fibras orientadas direccional o aleatoriamente, unidas por fricción y/o cohesión y/o adhesión, que excluyen el papel y los productos que están tejidos, tejidos a punto, empenachados, unidos por costuras que incorporan hilos o filamentos, o afieltrados mediante fresado en húmedo, con agujas adicionales o no. Las fibras pueden ser de origen natural o artificial y pueden ser filamentos cortos o continuos o formarse in situ. Las fibras disponibles comercialmente tienen diámetros que varían desde menos de aproximadamente 0,001 mm hasta más de aproximadamente 0,2 mm y vienen en varias formas diferentes: fibras cortas (conocidas como fibras cortas o cortadas), fibras simples continuas (filamentos o monofilamentos), haces no retorcidos de filamentos continuos (estopa) y haces retorcidos de filamentos continuos (hilo). Las telas no tejidas se pueden formar mediante muchos procesos, como fusión por soplado, unión por hilado, hilado con disolvente, hilado eléctrico y cardado. El peso base de las telas no tejidas generalmente se expresa en gramos por metro cuadrado (gsm).
"Calzón", "calzón de entrenamiento", "pañales cerrados", "pañales presujetados", "pañales fáciles de poner" y "pañales" y similares como se usan en la presente descripción se usan indistintamente y se refieren a artículos absorbentes que se aplican típicamente al portador guiando primero los pies hacia las respectivas aberturas para las piernas y luego tirando de los calzones desde los pies hasta el área de la cintura sobre las caderas y las nalgas del portador y que pueden ser subidos o bajados por encima de las caderas del portador. Normalmente, tales artículos pueden incluir una porción delantera de la cintura y una porción posterior de la cintura que pueden estar conectadas alrededor de las caderas del portador mediante miembros integrales o liberables. Un calzón puede preformarse mediante cualquier técnica adecuada que incluye, pero no se limita a, unir las porciones del artículo mediante el uso de uniones que se pueden volver a sujetar y/o no se pueden volver a sujetar (por ejemplo, costura, fusión, adhesivo, unión cohesiva, sujetador, etc.). Se puede preformar un calzón en cualquier lugar a lo largo de la circunferencia del artículo (por ejemplo, sujetado lateralmente, sujetado por la cintura delantera).
"Polímero" como se usa en la presente descripción se refiere, pero no se limita a, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros de bloque, injerto, aleatorios y alternos, terpolímeros, etc. y mezclas y modificaciones de los mismos. A menos que se limite específicamente de otro modo, el término "polímero" incluye todas las configuraciones espaciales posibles de la molécula e incluye, pero no se limita a, simetrías isotácticas, sindiotácticas y aleatorias.
“Posterior”, como se usa en la presente descripción, se refiere a la porción de un artículo absorbente o parte del mismo que está destinada a colocarse cerca de la espalda del portador.
"Resina", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material polimérico sólido o semisólido.
"Sustancialmente libre de celulosa", como se usa en la presente descripción, se refiere a un artículo, estructura o núcleo absorbente, que contiene menos del 40 % en peso de fibras celulósicas, menos del 20 % de fibras celulósicas, menos del 5 % de fibras celulósicas, fibras no celulósicas o no que una cantidad inmaterial de fibras celulósicas que no afecten materialmente a su delgadez, flexibilidad o absorbencia. Esta definición también abarca completamente libre de celulosa, por lo que el porcentaje es 0 %.
"Termounión", como se usa en la presente descripción, se refiere a un método de unir fibras mediante el uso de calor y/o alta presión.
"Termoplástico", como se usa en la presente descripción, se refiere a materiales poliméricos que tienen una temperatura de fusión y pueden fluir o formarse en las formas deseadas mediante la aplicación de calor en o por debajo del punto de fusión.
"Ultrasónico", como se usa en la presente descripción, se refiere al uso de sonido de alta frecuencia para generar calor localizado a través de la vibración, lo que hace que las fibras se unan entre sí.
"Absorbente de agua", "absorbente de líquido", "absorbente", "que absorbe" y similares, como se usan en la presente descripción, se usan indistintamente y se refieren a compuestos, materiales, productos que absorben al menos agua, pero típicamente también otros fluidos acuosos y típicamente otras partes de los exudados corporales, como al menos orina o sangre.
"Capa orientada hacia el portador", como se usa en la presente descripción, se refiere a elementos del armazón que forman la superficie interior del artículo absorbente, como la lámina delantera, las bandas de las piernas y los paneles laterales, etc., cuando tales elementos están presentes.
"Tejer" como se usa en la presente descripción se refiere al proceso de entrelazar dos o más conjuntos de hilos en ángulos rectos para formar una tela; una trama de fibras producida por tejido se denomina en la presente descripción como "tejida".
"Material de trama", como se usa en la presente descripción, se refiere a un material esencialmente sin fin en una dirección, es decir, la extensión longitudinal o la longitud, o la dirección x en coordenadas cartesianas con respecto al material de trama. En este término se incluye una secuencia esencialmente ilimitada de piezas cortadas o separadas de otro modo de un material esencialmente sin fin. A menudo, aunque no necesariamente, los materiales en trama tendrán una dimensión de grosor (es decir, la dirección z) que es significativamente menor que la extensión longitudinal (es decir, en la dirección x). Normalmente, el ancho de los materiales de trama (la dirección y) será significativamente mayor que el grosor, pero menor que la longitud. A menudo, aunque no necesariamente, el grosor y el ancho de tales materiales es esencialmente constante a lo largo de la longitud de la trama. Sin pretender ninguna limitación, tales materiales de trama pueden ser materiales de fibra celulósica, papel tisú, materiales tejidos o no tejidos y similares. Normalmente, aunque no necesariamente, los materiales de trama se suministran en forma de rollo, o en carretes o en estado plegado en cajas. Las entregas individuales pueden empalmarse luego juntas para formar la estructura esencialmente sin fin. Un material de trama puede estar compuesto por varios materiales de trama, tales como no tejidos multicapa, papeles tisú revestidos, laminados de película/no tejidos. Los materiales de trama pueden comprender otros materiales, tales como material aglutinante añadido, partículas, agentes hidrofilizantes y similares.
La "resistencia al estallido en húmedo" es una medida de la capacidad de una capa para absorber energía, cuando está húmeda y sujeta a una deformación normal al plano de la trama.
"Resistencia en húmedo", como se usa en la presente descripción, se refiere a la resistencia de una unión adhesiva determinada inmediatamente después de retirarla de un líquido en el que se ha sumergido en condiciones específicas de tiempo, temperatura y presión. El término se usa comúnmente en la técnica para designar la resistencia después de la inmersión en agua.
"Tendido en húmedo", como se usa en la presente descripción, se refiere a formar una trama a partir de una dispersión acuosa de fibras aplicando técnicas de fabricación de papel modificadas; una trama de fibras producida por tendido en húmedo se denomina en la presente descripción como “tendido en húmedo”.
"Pulpa de madera", como se usa en la presente descripción, se refiere a fibras celulósicas usadas para fabricar rayón viscoso, papel y los núcleos absorbentes de productos tales como prendas para la higiene femenina, pañales y calzones para bebés y prendas para la incontinencia en adultos.
"Dimensión x-y", como se usa en la presente descripción, se refiere al plano ortogonal al grosor del artículo, estructura o elemento. Las dimensiones x, y corresponden generalmente al ancho y la longitud, respectivamente, del artículo, estructura o elemento.
"Dimensión z", como se usa en la presente descripción, se refiere a la dimensión ortogonal a la longitud y el ancho del artículo, estructura o elemento. La dimensión z corresponde generalmente al grosor del artículo, estructura o elemento.
La enumeración de intervalos numéricos por puntos finales incluye todos los números y fracciones incluidos dentro de ese intervalo, así como los puntos finales enumerados. A menos que se defina de otro modo, todos los términos usados en la descripción de la invención, que incluyen los términos técnicos y científicos, tienen el significado que comúnmente entiende un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Por medio de orientación adicional, se incluyen definiciones de términos para apreciar mejor las enseñanzas de la presente invención. Será evidente para un experto en la técnica que el método y el aparato de acuerdo con la presente invención pueden usarse para obtener estructuras compuestas, estructuras absorbentes que pueden usarse en artículos absorbentes, y más particularmente, en artículos absorbentes desechables, tales como prendas para la higiene femenina, pañales y pantalones para bebés y prendas para la incontinencia en adultos. Por consiguiente, la presente invención no se limitará al método, aparato, estructuras absorbentes y artículos absorbentes descritos e ilustrados específicamente en la presente descripción, aunque la siguiente descripción está dirigida particularmente a la fabricación de estructuras compuestas y estructuras absorbentes para productos absorbentes de pañales desechables para bebés.
La presente invención se basó en los hallazgos de que los productos resultantes de un método y aparato para crear una estructura compuesta que comprende material particulado depositado en patrones prediseñados y controlados, pueden usarse de manera más eficiente para absorber, distribuir y retener líquido. Los artículos absorbentes, como las prendas para la higiene femenina, los pañales y pantalones para bebés y las prendas para la incontinencia de adultos, absorben, distribuyen, transportan y contienen exudados corporales. También están destinados a evitar que los exudados corporales goteen, ensucien, mojen o contaminen de otro modo la ropa u otros artículos, como la ropa de cama, que entran en contacto con el portador. Un artículo absorbente desechable, tal como un pañal desechable, se puede usar durante varias horas en un estado seco o en un estado cargado de exudados corporales. En consecuencia, se han realizado esfuerzos para mejorar el ajuste y la comodidad del artículo absorbente para el portador, tanto cuando el artículo está seco como cuando el artículo está total o parcialmente cargado con exudados corporales, mientras se mantienen o mejoran las funciones de absorción y contención del artículo.
Algunos artículos absorbentes, como pañales, contienen un material particulado, tal como un material polimérico absorbente, con mayor preferencia un material polimérico absorbente particulado. Aunque tal material absorbente particulado absorbe líquido y se hincha, es más eficaz cuando se dispone en una estructura absorbente en un determinado patrón o disposición cuando se pretende una absorción, ajuste y/o comodidad óptimos. Dado que es conveniente que el material absorbente particulado permanezca en su ubicación prevista en un artículo absorbente, tales materiales particulados deben agruparse y es deseable que estén relativamente inmovilizados en el artículo absorbente de manera que el material absorbente particulado permanezca inmovilizado, unido, adherido y/o restringido en su ubicación prevista cuando el artículo absorbente está seco, parcialmente humedecido y/o totalmente humedecido.
Además de ser absorbentes, los artículos absorbentes, tales como pañales, son convenientemente delgados, flexibles y/o livianos, para facilidad y comodidad de uso y para un empaquetado y almacenamiento más conveniente y ordenado. Los artículos absorbentes, que a menudo pueden usarse en grandes cantidades, también pueden ser convenientemente económicos. Algunas tecnologías de agrupamiento e inmovilización de material polimérico absorbente particulado en un artículo absorbente, tal como pelusa adicional, añaden volumen al artículo absorbente y de ese modo aumentan el grosor, reducen la flexibilidad y/o aumentan el costo del artículo absorbente. Otras tecnologías para inmovilizar el material polimérico absorbente particulado en un artículo absorbente pueden no ser tan efectivas para mantener la inmovilización cuando el artículo absorbente está en estado húmedo como cuando está en estado seco. Por consiguiente, sigue existiendo la necesidad de un método y aparato que pueda dosificar el material absorbente particulado en cantidades específicas, depositarlo, colocarlo y guardarlo en un patrón deseado de modo que se pueda obtener un artículo absorbente delgado, flexible y/o económico.
Existen muchas tecnologías para unir dos capas, componentes, elementos y/o materiales funcionales y/o estructurales. Algunas de ellas incorporan el uso de adhesivos sensibles al calor y/o a la presión como, por ejemplo, adhesivos de fusión en caliente, adhesivos de fusión en frío, adhesivos activados por calor, materiales termoplásticos, adhesivos/disolventes activados químicamente, materiales curables y similares, donde los adhesivos crean las uniones entre los materiales respectivos, otras implican métodos termomecánicos tales como, por ejemplo, procesos de termosellado, sellado a presión o sellado ultrasónico en los que la transferencia de energía enlaza, funde o fusiona parcialmente varios materiales entre sí. La aplicación correcta de estos métodos y procesos es cada vez más difícil, ineficaz y/o inefectiva a mayor velocidad de producción en presencia de materiales particulados, ya que tales materiales particulados pueden ocasionalmente o involuntariamente meterse entre los materiales de bolsas que se van a unir, lo que distorsiona el proceso de unión y/o reduce la resistencia y calidad de estas uniones y/o la cantidad de uniones funcionales. Este es específicamente el caso si el material intermedio es de naturaleza fluida, fibrosa o granular. Una pequeña partícula o fibra o una capa plana liviana puede migrar fácilmente, debido a las fluctuaciones del proceso de fabricación, dentro del artículo o estructura alrededor de aquellos elementos que todavía están sustancialmente sueltos. Si el material intermedio, incluso parcialmente, termina en el área de unión, puede reducir la efectividad, eficiencia y/o resistencia de dicha unión o método de unión. Esto puede ser al reducir la superficie de unión, impedir una transferencia de energía eficiente, crear reacciones químicas o efectos físicos indeseables y similares. Una resistencia de unión o integridad reducida también puede deberse a una resistencia interna más débil del material particulado que luego actuaría como un enlace más débil dentro de la estructura y/o debido a la naturaleza abrasiva del material particulado que permite una ruptura y/o desgarro más fácil y/o pérdida de resistencia de las uniones entre los otros materiales respectivos. También puede conducir a un mayor consumo de los materiales particulados y/u otras materias primas y, por lo tanto, conducir a una pérdida de eficiencia y un aumento en el costo de material y/o energía. Otro efecto adverso también podría ser el hecho de que haría que los procesos de producción fueran más lentos para asegurar la formación de uniones prescritas, lo que nuevamente conduce a la ineficiencia del proceso y aumenta los costos de producción. En una modalidad preferida de esta invención, se proporciona un método de unión mejorado que supera los problemas mencionados anteriormente, que es específicamente ventajoso para fabricar las estructuras absorbentes sustancialmente libres de celulosa que tienen gestión interna de fluidos y gestión externa de líquidos.
La modalidad preferida de acuerdo con la presente invención ha resultado de la constatación de que una unión entre un material portador y un material auxiliar en presencia de un material particulado se puede realizar de manera más eficiente y efectiva si el área de unión donde se unirán ambos materiales se hace sustancialmente libre de dicho material particulado. Hay varias formas de prevenir o al menos minimizar que el material particulado migre o se mueva a las áreas de unión entre la capa portadora y la capa auxiliar durante el proceso de unión. Si las características del material particulado lo permitieran, se podrían usar, por ejemplo, fuerzas electromagnéticas o electrostáticas para tirar del material absorbente intermedio lejos del área de unión. También se pueden usar fuerzas gravitacionales para permitir que los materiales particulados "caigan lejos" de las áreas de unión en el momento de la unión, por ejemplo, al crear regiones superior e inferior respectivas que soportan el flujo de materiales absorbentes intermedios entre estas regiones. También se pueden utilizar varias formas puramente mecánicas de limpiar el área de unión por medio de acciones de fricción, raspado o empuje como, por ejemplo, cepillos, raspadores o émbolos. Sin embargo, para algunas aplicaciones de alta velocidad y minutos, se requiere un proceso aún más conveniente. Después de una investigación y pruebas exhaustivas, el inventor ha descubierto que una forma muy eficaz de resolver el problema es trabajar con flujos de aire. Estos flujos de aire operan para evacuar el material intermedio fuera del área de unión mediante acciones de soplado y/o succión.
Un proceso de unión de acuerdo con la presente invención comprende un flujo de aire generado por zonas de soplado que tienen una sobrepresión en comparación con la presión de proceso estándar. Alternativamente, se puede usar una combinación de agujeros de soplado y/o succión para generar tal flujo de aire. Un flujo de aire se mueve desde una zona de mayor presión hacia una zona de menor presión. En aras de la simplicidad, se utilizarán las palabras comunes y fácilmente comprensibles "soplar" y "succión", aunque debe entenderse que ambas son esencialmente iguales ya que crean la misma diferencia de presión.
En términos generales, tan pronto como el área de unión esté sustancialmente libre del material particulado, la unión se puede realizar de acuerdo con las técnicas de unión convencionales conocidas en la técnica, tales como, pero sin limitarse a, adhesivos sensibles al calor y/o a la presión, tales como adhesivos de fusión en caliente, adhesivos de fusión en frío, adhesivos activados por calor, materiales termoplásticos, adhesivos/disolventes activados químicamente, materiales curables y similares, donde los adhesivos crean la unión entre ambos materiales, otras involucran métodos termomecánicos como procesos de termosellado o procesos de sellado ultrasónico donde la transferencia de energía funde parcialmente ambos materiales entre sí. Preferentemente, tales procesos de fusión se usan en oposición a los medios de unión.
Para no complicar la descripción de la invención, pero sin limitar su alcance, se describirá como si el medio en el que funciona el proceso es un gas, por ejemplo, como el aire en un entorno de trabajo normal en una planta de fabricación, y que la presión estándar del proceso es la presión atmosférica. Sin embargo, es obvio que la invención puede usarse dentro de cualquier tipo de fluido, también cuando el medio es un líquido. Por lo tanto, para la descripción de esta invención, el término "flujo de aire" se usará como sinónimo de un flujo de fluido, que significa tanto un flujo de gas como un flujo de líquido. También es obvio que la presión estándar del proceso no debe ser necesariamente la presión atmosférica y que la sobrepresión y la baja presión simplemente se denominarán una presión superior o inferior respectivamente a la presión de referencia del proceso.
Con referencia a las Figuras 1 A-D, 2 y 3, se ilustra una estructura absorbente 14 fabricada mediante un método y aparato de acuerdo con la invención que incluye al menos una capa portadora 101 y al menos una capa auxiliar 102 y material absorbente 110. La capa portadora 101 y la capa auxiliar 102 están unidas mediante las uniones secundarias 115 y preferentemente también mediante las uniones primarias 111. Aparte de las uniones primarias 111 y las uniones secundarias 115, también hay regiones no adheridas 119, donde sustancialmente no hay unión, enlace y/o adhesión entre la capa portadora 101 y la capa auxiliar 102, proporcionando así bolsas 130 en las que el material absorbente 110 puede ubicarse para formar grupos bien diseñados. Las uniones primarias 111 se corresponden con una rejilla de unión primaria, mientras que las uniones secundarias 115 se corresponden con un patrón de unión secundario. Como el patrón de unión secundario se liberará bajo la fuerza de hinchamiento de los materiales absorbentes y/o bajo la influencia del agua, las uniones secundarias 115 deberían tener una fuerza de separación relativamente baja en uso. Preferentemente, las rejillas de unión primarias se mantendrán sustancialmente intactas.
Como la capa portadora 101 y/o la capa auxiliar 102, que tienen un peso base típico en el intervalo de 3-400 gsm, se puede elegir entre una variedad de materiales tales como, pero sin limitarse a, expandidos, tendidos al aire, rígidos, no tejidos estirables o elásticos o una tela tejida, material tendido en húmedo como papel tisú de celulosa, papel, película, papel tisú, películas perforadas, material de espuma, material termoplástico, capas de adhesivo o cualquier material adecuado dentro de la estructura absorbente 14. Las capas intercaladas pueden hacerse del mismo o de diferentes materiales que tengan diferentes composiciones, pesos y/o estructuras. En una modalidad preferida, al menos una de las capas es permeable a los líquidos sobre al menos parte de su superficie, de modo que los líquidos se pueden absorber en la dirección Z. En una modalidad alternativa de la presente invención, la estructura absorbente 14 comprende una capa de distribución adicional que ayuda a absorber, distribuir y transportar líquidos adicionalmente y que tiene la capacidad de dispersar el líquido que penetra dentro de dicha capa de distribución desde el área menos absorbente (por ejemplo, saturada) hacia el área más absorbentes (por ejemplo, insaturada). En aún otra modalidad alternativa de la presente invención, la estructura absorbente 14 comprende una capa absorbente adicional impermeable a los líquidos, ya sea hidrófila o hidrófoba, que ayuda a absorber, distribuir y transportar líquidos y que tiene la capacidad de dispersar el líquido sobre la superficie de dicha capa absorbente desde el área menos absorbente (por ejemplo, saturada) hasta el área más absorbente (por ejemplo, insaturada).
Con referencia a la Figura 1B, la capa portadora 101 está cubierta en un lado por cantidades discretas de material absorbente 110, que está cubierto por una capa auxiliar 102. La capa auxiliar 102 se encuentra sobre la parte superior del material absorbente 110 y se une a la capa portadora 101, proporcionando de ese modo las bolsas 130 que contienen el material absorbente 110. Con referencia a la Figura 1C, se ha descubierto que las estructuras absorbentes 14 se pueden formar combinando dos capas del material absorbente 110. La estructura absorbente 14 comprende una capa portadora 101, dos capas de material absorbente 110 y dos capas auxiliares 102. Con referencia a la Figura 1D, la estructura absorbente combinada 14, como se muestra, comprende dos capas de material absorbente 110, dos capas portadoras 101 y dos capas auxiliares 102. Cuando se unen dos capas de almacenamiento, esto se hace preferentemente de modo que la primera capa portadora 101 de la primera capa de almacenamiento se oriente hacia la capa auxiliar 102 de la segunda capa de almacenamiento, mientras que la capa auxiliar 102 de la capa de almacenamiento superior está situada sobre la superficie orientada hacia el portador y la capa portadora 102 de la capa de almacenamiento inferior está situada sobre la superficie orientada hacia la prenda del material compuesto intercalado.
Como puede verse en las Figuras 3 y 5, el patrón de material absorbente formado entre las uniones puede ser aleatorio o regular, conectado de manera sustancialmente continua o aislado, cubriendo total o parcialmente y/o cualquier otra combinación adecuada. Preferentemente, las regiones de material absorbente consisten en varios grupos de material absorbente 110, rodeados por áreas donde sustancialmente no hay presente material absorbente 110, que pueden actuar como canales adicionales de distribución y transporte que facilitan el flujo de líquido lejos del punto de descarga y hacia los grupos disponibles de material absorbente 110. La distribución del peso del material absorbente 110 sobre la estructura absorbente 14 puede ser regular en la superficie principal o puede perfilarse, es decir, el peso base del material absorbente 110 puede cambiar en dependencia de su posición en la estructura absorbente 14, por ejemplo, muy deseable para su uso en núcleos de pañales y calzones donde uno quisiera concentrar de manera absoluta y/o relativa más material absorbente 110 cerca del punto de descarga de líquido. Los materiales adecuados como, por ejemplo, SAP altamente permeable se ofrecen por Evonik, BASF y Nippon Shokubai. Aunque preferentemente el material polimérico absorbente forma hasta el 100 % del material absorbente 110, también se puede usar en combinación con otros materiales como, por ejemplo, fibras de celulosa o pulpa de pelusa, sin embargo, preferentemente la cantidad de materiales fibrosos no constituiría más de aproximadamente cero a 40 por ciento en peso. Las estructuras completamente libres de celulosa se benefician al máximo de esta invención.
Ejemplos típicos de métodos usados para unir material y capas entre sí son, a modo de ejemplo, pero no se limitan a, el uso de un adhesivo como, por ejemplo, adhesivo sensible a la presión, curado, enlaces químicos como, por ejemplo, enlaces de hidrógeno y covalentes o mediante el uso de técnicas de unión ultrasónicas y/o térmicas, mecánicas o termomecánicas tales como, por ejemplo, termosellado, punción, aire, entrelazamiento, resistencia y presión de chorro de agua, y similares.
También se prefiere diseñar las uniones de modo que tengan un tamaño de superficie promedio de al menos aproximadamente 0,5 mm2, preferentemente al menos aproximadamente 1,0 mm2, 2 mm2 o 3 mm2, con mayor preferencia al menos aproximadamente 16 mm2. Además, la densidad de las uniones puede variar, en dependencia del tamaño de la superficie de las uniones individuales y las fuerzas de separación deseadas. Para uniones con un área de superficie menor de 1 cm2, por ejemplo, se recomienda usar una densidad de al menos aproximadamente 100 por m2. En otra modalidad de esta invención, las uniones primarias 111 se disponen en una rejilla de unión primaria compuesta de líneas continuas para permitir una distribución y transporte de líquido adicional, para una alta fuerza de separación y alta resistencia contra la propagación de eventuales grietas o fisuras en las bolsas 130. El patrón de unión principal se diseña cuidadosamente para que, en un estado húmedo, el material hinchado permanezca estabilizado alrededor de los lugares donde fue retenido y/o inmovilizado en estado seco. De no hacerlo, se rompería y/o se desplazaría el material absorbente húmedo, lo que provocaría una gestión de fluidos defectuosa y una pérdida de rendimiento, un ajuste y comodidad reducidos, incluso un fallo total. El patrón de unión principal también se adapta a las estructuras de la superficie de gestión de líquidos. La rotura de las uniones secundarias 115 permite que la capa portadora 101 y/o la capa auxiliar 102 se deforme, estire y cambie de forma. Como resultado, las bolsas de volumen mínimo pueden expandirse a volúmenes intermedios y finalmente a compartimentos de volumen máximo para acomodar el volumen extra resultante del material absorbente altamente expandible 110. Por lo tanto, se crea una estructura absorbente 14 con bolsas expandibles con volumen de hinchamiento libre activado adicional, permitiendo que el material absorbente 110 se use de manera más eficaz y eficiente y reduciendo el riesgo de rotura de una o más capas intercaladas. El volumen adicional creado por las bolsas en expansión puede ser, por ejemplo, aproximadamente del 1 % al 5 % del volumen original. Preferentemente es superior a aproximadamente 5 % a 25 %, con mayor preferencia superior a aproximadamente 25 % a 50 %, con la máxima preferencia superior a aproximadamente 50 % o 100 % del volumen original. En una modalidad alternativa, la estructura absorbente 14 consta de estructuras intercaladas multicapa en las primeras estructuras intercaladas, por lo que las capas adicionales de material absorbente y/o las capas complementarias proporcionan un mayor rendimiento de absorción de líquidos al tiempo que mantienen una buena integridad del producto, tanto en estado seco como húmedo.
En una estructura absorbente fabricada mediante una modalidad de la invención, las uniones secundarias 115 constan de uniones secundarias más débiles y uniones secundarias más fuertes donde las uniones secundarias más débiles se aflojan más rápido que las uniones secundarias más fuertes. Las diferentes funcionalidades entre las uniones primarias 111 y las uniones secundarias 115 en combinación con la diferenciación de la fuerza de unión entre las uniones secundarias más débiles y las uniones secundarias más fuertes permiten el diseño de una estructura absorbente 14 con una expansión de volumen predeterminada, controlada y/o en fases de la estructura absorbente para la máxima gestión de fluidos.
Con referencia a la Figura 6, la presente invención proporciona un método y aparato para formar una estructura compuesta 700 que tiene una pluralidad de grupos de material particulado discretos que se depositan preferentemente en una capa portadora 401 y contienen cantidades seleccionadas de material particulado 201. El aparato mostrado de manera representativa incluye un medio de agrupamiento 250 con perforaciones 304, y un medio de suministro de material particulado 200 para proporcionar materiales particulados 201 hacia el medio de ago lpamiento 250. Un medio de suministro de trama 400 proporciona un material portador 401 y un medio de soporte 600 mueve el material portador 401 adyacente al medio de agrupamiento 250, el medio de agrupamiento 250 se proporciona preferentemente en forma de un tambor giratorio sustancialmente sin fin 100.
El medio de agrupamiento 250 incluye un patrón de perforaciones 304, preferentemente en forma de regiones de entrada 304a unidas a regiones de salida 304b, y se disponen para formar y proporcionar un patrón de impresión deseado 320 de grupos de material particulado 703 sobre la capa portadora 401. El medio de soporte 600 está preferentemente en contacto sustancial con la superficie de soporte 412 del material portador 401. El medio de soporte 600 preferentemente asegura una conexión suficientemente cercana entre la superficie de depósito 411 del material portador 401 y las regiones de salida 304b para evitar la migración no deseada de los materiales particulados 201 desde las zonas de depósito del portador 415 a las zonas entre depósitos del portador 416. Aunque no es necesario para el funcionamiento de la presente invención, se recomienda encarecidamente prever una conexión de contacto de presión cercana entre la superficie de depósito 411 del material portador 401 y las regiones de salida 304b y las zonas entre salidas 309 de los medios de agrupamiento 250 para evitar la migración y/o desplazamiento no deseados de los materiales particulados 201 desde las zonas de depósito del portador 415 hacia las zonas entre depósitos del portador 416. El contacto cercano del depósito asegura un depósito e impresión favorables del material particulado 201 sobre la superficie de depósito 411 de la capa portadora 401 sin pérdida sustancial de material.
El patrón de impresión resultante 320 forma grupos de material particulado 703 deseados y sustancialmente separados, preferentemente sin cantidades sustanciales de materiales particulados 201 entre los grupos de material particulado 703. Preferentemente, se prevé una etapa de posicionamiento adicional mediante un medio de posicionamiento, para estabilizar, posicionar y/o reposicionar los grupos de material particulado 703 en su posicionamiento exacta o patrón de acumulación 420 antes de inmovilizarlos en la estructura compuesta. El patrón de depósito o impresión 320 proporcionado por los medios de agrupamiento 250 puede, pero no necesariamente tiene que corresponder con el patrón de posicionamiento o acumulación 420 formado por los medios de posicionamiento. Por ejemplo, los patrones de deposición 320 relativamente homogéneos, anchos o borrosos no se corresponderán preferentemente con los patrones de posicionamiento 420 agrupados discretamente requeridos en caso de que el material particulado, como el material polimérico absorbente particulado, se acumule e inmovilice por medio de uniones primarias y/o secundarias realizadas por medios de unión ultrasónica para hacer una estructura absorbente sustancialmente libre de celulosa para su uso en un artículo absorbente tal como pañales o calzones de bebé.
Un medio de recubrimiento 500 proporciona un material auxiliar 501, tal como, por ejemplo, una trama fibrosa permeable a los líquidos, tal como una no tejida, papel, papel tisú, tejido, tela, trama, película o lámina perforada y similares para intercalar dichos grupos de material particulado 703, que comprende preferentemente grandes cantidades de material polimérico absorbente, entre el material portador 401 y el material auxiliar 501. Alternativamente, sin embargo, no preferentemente, el material auxiliar 501 también puede representar una capa homogénea y/o heterogénea de cola, adhesivo, aglutinantes, resinas, material termoplástico y similares, capaz de intercalar los grupos de materiales particulados 703 entre el material portador 401 y la capa auxiliar 402. Esta modalidad alternativa relativamente cara, técnicamente desafiante y ambientalmente onerosa de acuerdo con la invención no se prefiere por encima de las capas típicas de papel o papel tisú no tejido, por ejemplo.
Los medios de agrupamiento 250 se construyen o disponen adecuadamente para dirigir un flujo seleccionado de material particulado 201 sobre las zonas de depósito del portador 415 de la capa portadora 401. Debería apreciarse que también puede introducirse otro material particulado 201 a través de los medios de agrupamiento 250, según se desee. Un medio de suministro de partículas 200, como, por ejemplo, un sistema de suministro de partículas del tipo alimentador de pérdida y peso K-Tron, modelo Núm. K10s, puede configurarse para entregar las cantidades requeridas de material particulado 201 a través de un tubo de alimentación 205 en los medios de agrupamiento 250. El material particulado 201 alcanza las perforaciones 304 por medio de la gravedad y/u otras fuerzas físicas. En modalidades particulares, puede emplearse un sistema de transporte de aire convencional para mover y guiar el material particulado 201 y la corriente de material particulado resultante a las ubicaciones deseadas en los medios de agrupamiento 250. Alternativamente, tales fuerzas pueden ser, por ejemplo, fuerzas electromagnéticas o electrostáticas en caso de que el material particulado 201 responda a un campo magnético o cargas eléctricas, y se colocan imanes o dispositivos de carga para guiar las partículas hacia las perforaciones 304. Alternativamente, el material particulado 201 puede, por ejemplo, ser evaluado gravimétrico o volumétrico, guiado y alimentado indirectamente a través del tubo de alimentación 205 y/o directamente al medio de agrupamiento 250 bajo la influencia de la gravedad sin el uso de aire de transporte adicional.
Opcionalmente, también puede proporcionarse un sistema de succión por vacío en función de las zonas de depósito 415 del material portador 401, creando un flujo de aire hacia las perforaciones 304 y/o las zonas de depósito 415. Tal sistema de succión por vacío generaría niveles adecuados de vacío dentro de una sección de vacío designada y proporcionaría un nivel deseado de vacío dentro de los medios de agrupamiento 250. Debería apreciarse fácilmente que tales niveles particulares de vacío generados dentro de los medios de agrupamiento 250 y/o el tambor 100 dependerían de las circunstancias individuales de la línea de fabricación. Por ejemplo, a velocidades más altas de rotación del tambor 100, pueden requerirse niveles relativamente más altos de vacío dentro de los medios de agrupamiento 250. Además, el uso de medios de transporte para transportar el material particulado 201 al medio de agrupamiento 250 puede requerir el uso de niveles de vacío aún mayores. También debería apreciarse fácilmente que los niveles de vacío también dependerán de la porosidad del material portador 401, y el uso de un posible material portador 401 estaría limitado, por ejemplo, a materiales de trama fibrosa y/o películas y láminas perforadas. Por la razón anterior y teniendo en cuenta el alto consumo de energía, este uso de succión al vacío es una modalidad alternativa de acuerdo con la invención, sin embargo, no es una de las más preferidas. Los medios de posicionamiento pueden montarse en tales sistemas de succión por vacío a la luz del patrón de acumulación preferido 420 o alternativamente pueden ser unitarios. Se prefieren procesos de producción más beneficiosos desde el punto de vista económico y medioambiental con menor uso de energía y más libertad en la elección del material portador 401. Sin embargo, después de pruebas exhaustivas se demostró que el uso de la gravedad será suficiente para una amplia gama de usos de material particulado 201 a diversas velocidades de producción.
El material particulado 201 suministrado a través de los medios de suministro de material particulado 200 se proporciona preferentemente en una corriente uniforme de material particulado, alcanzando un ancho igual o ligeramente mayor que el ancho 310 del patrón de perforación 300 en el lado de las regiones de entrada 304a. Con el fin de mejorar la uniformidad, se podría usar un medio de suministro vibratorio 200. En una modalidad preferida, se puede usar un tubo de alimentación 205, con una abertura proximal 206 y una abertura distal 207, para concentrar la corriente de material particulado sobre un área determinada. Tal tubo de alimentación 205 puede tener varias formas longitudinales y transversales adecuadas y se diseña preferentemente a la luz de la dimensión y forma de los medios de agrupamiento 250, su patrón de perforación 300, sus perforaciones 304 y el patrón de impresión deseado 320. El tubo de alimentación 205 también puede converger hacia los medios de agrupamiento 250 para guiar de manera efectiva y eficiente la corriente de material particulado a las regiones de entrada 304a. El medio de suministro de partículas 200 contiene preferentemente un suministro continuo y un sistema de dosificación 204 de un tipo gravimétrico, volumétrico o de otro tipo para controlar la cantidad y calidad de las partículas alimentadas en las perforaciones 304. Tales medios de suministro de partículas se ofrecen por Acrison, Inc., que tiene oficinas en Nueva Jersey, Nueva York.
El material particulado 201, como el material polimérico absorbente, con mayor preferencia el material polimérico absorbente particulado, puede proporcionarse y usarse en diversas figuras o formas, tales como granular, esférica, copos, fibrosa, y a menudo consistirá en partículas de forma irregular, que tienen un tamaño de partícula medio de aproximadamente 10 prn a 1000 prn, preferentemente con menos de aproximadamente 5 % en peso con un tamaño de partícula de 5 pm, y preferentemente con menos de aproximadamente 5 % en peso con un tamaño de partícula de más de aproximadamente 1200 pm. Para su uso en estructuras absorbentes a usar en artículos absorbentes, se seleccionará un material absorbente que pueda hincharse al entrar en contacto con líquidos, tales como exudados corporales. Estos materiales pueden ser suministrados en forma granular por Evonik de Essen, Alemania, BASF de Amberes, Bélgica, Nippon Shokubai de Osaka, Japón y San-Dia de Tokio, Japón. Estos son materiales poliméricos reticulados que pueden absorber al menos aproximadamente 5 veces su peso de una solución salina acuosa al 0,9 % según se mide mediante la prueba de capacidad de retención centrífuga (Edana 441.2-01).
Los medios de suministro de trama 400 pueden incluir cualquier mecanismo convencional de control de husillo y rollo de suministro del tipo conocido en la técnica. Por ejemplo, Martin Automatic, empresa con oficinas en Rockford, Illinois, dispone de mecanismos de control y husillos adecuados.
El material portador 401 puede llevarse preferentemente a su posición deseada a través de los sistemas de guía 402 y el material auxiliar 501 puede llevarse preferentemente a su posición deseada a través de los sistemas de guía 502, y los medios de soporte 600 preferentemente se tensan de manera controlable mediante los medios tensores 603 y se hacen funcionar a través de los medios de guía 601 y 602. El material compuesto 700 se guía preferentemente a través de un medio de guía 603 y el material deseado 702 se guía preferentemente por un medio de guía 604.
El material portador 401 puede ser cualquier trama de material adecuado que tenga suficiente resistencia para procesarse a través del aparato, y preferentemente de manera económica, ambiental y sensible al uso. El material portador 401 puede comprender un papel o papel tisú fibroso, tela tejida o no tejida, una trama o guata de celulosa, una estructura tendida al aire o tendida en húmedo o similares. Alternativamente, el material portador 401 es un material de trama permeable a los gases, poroso, tal como una película porosa o una trama fibrosa.
El material auxiliar 501 puede ser cualquier trama de material adecuado que tenga suficiente resistencia para procesarse a través del aparato, y preferentemente de manera económica, ambiental y sensible al uso. El material portador 401 puede comprender un papel o papel tisú fibroso, tela tejida o no tejida, una trama o guata de celulosa, una estructura tendida al aire o tendida en húmedo o similares. Alternativamente, el material portador 401 es un material de trama permeable a los gases, poroso, tal como una película porosa o una trama fibrosa. Además, el material auxiliar 501 también puede representar, por ejemplo, una pulverización, película y/o capa de cola, adhesivo, aglutinantes, resinas, material termoplástico y similares junto con el material portador 401 capaz de intercalar los grupos de material particulado 703.
El material portador 401 y/o el material auxiliar 501 también pueden ser un material de trama esencialmente sin fin en la dirección longitudinal. Un material de trama preferido es el denominado material SMS, que comprende una capa unida por hilado, una fusionada por soplado y otra unida por hilado. Son muy preferidos los no tejidos permanentemente hidrófilos y, en particular, los no tejidos con revestimientos hidrófilos duraderos. Un material preferido alternativo comprende una estructura SMMS. Otro material de trama preferido es uno no tejido que contiene fibras celulósicas, papel o lámina de papel tisú u otro material tendido al aire, tendido en seco o tendido en húmedo, ya que estos productos mejoran en gran medida la capacidad de absorción del producto. Los materiales portadores y auxiliares 401 y 501 pueden proporcionarse a partir de dos o más láminas de materiales separadas o pueden proporcionarse alternativamente a partir de una lámina unitaria de material. Los materiales no tejidos preferidos se proporcionan a partir de fibras sintéticas, tales como PE, PET y con mayor preferencia PP. Como los polímeros usados para la producción de no tejidos son inherentemente hidrófobos, se recubren preferentemente con revestimientos hidrófilos.
Los medios de agrupamiento 250 pueden montarse preferentemente en un tambor o unitario con un tambor 100 que tiene las perforaciones 304 dispuestas en un patrón de perforaciones 300 a lo largo de su dirección circunferencial y/o a lo ancho y, por lo tanto, penetran o perforan directa o indirectamente el tambor 100 en la dirección radial, desde su superficie interior 101 hasta su superficie exterior 102. Alternativamente, de acuerdo con otra modalidad de la invención, los medios de agrupamiento 250 se montan de manera reemplazable y/o incorporan unitariamente en una cinta sustancialmente sin fin llevada sobre un sistema de rodillos de transporte. Los sistemas de cintas de formación adecuados están disponibles de Paper Converting Machine Company, una empresa que tiene oficinas ubicadas en Green Bay, Wisconsin. Los medios impulsores, tales como motores eléctricos convencionales o similares, se construyen y disponen para girar o mover y trasladar de otro modo los medios de agrupamiento 250 a una velocidad superficial predeterminada a lo largo de una dirección y velocidad de fabricación deseadas. Varias configuraciones pueden proporcionar las estructuras compuestas deseadas mientras se opera a altas velocidades superficiales de al menos aproximadamente 0,5 m/seg, preferentemente al menos aproximadamente 1 m/seg, con mayor preferencia al menos aproximadamente 3 m/seg y con la máxima preferencia más de 7 m/seg.
El material portador 401 se suministra sobre o adyacente a la superficie periférica exterior de los medios de agrupamiento 250 montados o unitarios con el tambor 100. A medida que el tambor 100 gira, la superficie móvil del tambor 100 transporta los medios de agrupamiento 250 y los medios de soporte 600 guían el material portador 401 muy cerca y más allá de los medios de agrupamiento 250 a la luz del depósito previsto de grupos de material particulado sobre la superficie de depósito 415 de la capa portadora 401. En aras de la simplicidad, se usa la expresión "tambor", que denomina una circunferencia esencialmente redonda, pero para el experto en la técnica está claro que puede usarse cualquier tipo de cuerpo sin fin, provisto con el patrón de perforación deseado 300. La superficie de dicho cuerpo puede ser rígida, como en placas de aluminio perforadas, o blanda, como en una cinta. Preferentemente, se usará un tambor 100 hecho de un marco de acero con placas de aluminio reforzadas.
Con referencia a la Figura 7, en una modalidad preferida de acuerdo con la invención, la superficie exterior 202 del tambor 100 puede dividirse operativamente en una serie de segmentos de artículo predeterminados 275. Cada segmento de artículo 275 montado e incorporado en el tambor 100 generalmente corresponde a una estructura absorbente 14 para su colocación en un único artículo absorbente. La superficie exterior 202 del tambor puede comprender además una pluralidad de medios de placa 260 que comprenden los medios de agrupamiento 250 y se colocan en serie y separan longitudinalmente a lo largo de la circunferencia del tambor 100 para proporcionar una serie de medios de agrupamiento montables 250 capaces de depositar el material particulado 201 sobre el material portador 401. Preferentemente, el segmento de artículo 275, los medios de placa 260 y los medios de agrupamiento 250 se diseñan para complementar el tambor redondeado 100. Las diferentes secciones que componen el tambor 100 se construyen de un material, tal como metal, que es suficientemente fuerte para resistir las fuerzas y tensiones encontradas durante el funcionamiento.
Las perforaciones 304 pueden tener una variedad de formas que incluyen, pero no se limitan a, circulares, ovaladas, cuadradas, rectangulares, triangulares y similares. El patrón de perforaciones 300 mostrado en la Figura 8 es una rejilla cuadrada con un tamaño y separación regular de las perforaciones circulares 304. Otros patrones de perforación 300 pueden ser hexagonales, rómbicos, ortorrómbicos, paralelogramo, triangular, rectangular y todas y cada una de sus combinaciones y derivaciones. Alternativamente, mediante el uso de un patrón de perforaciones irregulares 300 con tamaños y formas variables de las perforaciones 304, se pueden hacer patrones de impresión 320 resultantes muy específicos y/o complejos. La separación entre las líneas de rejillas 303 puede ser regular o irregular. Alternativamente, las configuraciones de la perforación 304 también pueden disponerse con una o más formas alargadas colocadas con sus ejes relativamente más largos alineados en ángulos seleccionados que divergen o convergen a la línea central del patrón de perforación 300. La perforación deseada 304, y sus respectivos volúmenes de la región de entrada 304a y la región de salida 304b, se forman además por la altura 305 de los medios de agrupamiento individuales 250.
Con referencia a la Figura 9, los patrones de perforación 300 determinarán los patrones de depósito 415, por lo que los materiales particulados 201 se depositarán preferentemente en las zonas de depósito del portador 415 sobre el material portador 401 y preferentemente no sobre las zonas entre depósitos del portador 416. En una modalidad preferida, los medios de posicionamiento adicionales proporcionan el (re)posicionamiento del patrón de depósito 415 en su patrón de acumulación final 420. Esto es especialmente ventajoso en el caso de depósitos de material particulado homogéneos o heterogéneos, pero también se prefiere mucho enfocar los materiales particulados 201 desde su patrón de depósito 415 y desde las zonas entre depósitos 416 hasta el patrón de acumulación exacto 420, antes de inmovilizarlos creando, por ejemplo, las uniones primarias y secundarias entre el material portador 401 y el material auxiliar 402.
Con referencia a la Figura 10, los medios de ago lpamiento 250 incluyen un patrón de perforaciones 304 separadas entre sí por zonas entre perforaciones, siendo preferentemente las crestas entre entradas 303 en el lado de alimentación de los medios de agrupamiento 250 y las zonas entre salidas 309 en el lado de depósito de los medios de agrupamiento 250. Las perforaciones 304 tienen una abertura superior 302, correspondiente a la superficie interior 211 del tambor, una abertura inferior 301, correspondiente a la superficie exterior 212 del tambor, y una altura 305. La abertura superior 302 y la abertura inferior 301 pueden variar en tamaño y forma entre sí, donde la abertura superior 302 es en este caso rectangular con el lado transversal 306 y el lado longitudinal 307 y la abertura inferior 301 es en este caso circular con un diámetro 308. En una modalidad preferida, la abertura superior 302 es más grande que la abertura inferior 301, creando así una estructura de embudo convergente en la región de entrada 304a, permitiendo la recogida eficiente del material particulado 201 que se desliza fácilmente hacia la región de salida 304b. En una modalidad preferida, la abertura superior 302 se diseña de manera que las crestas entre entradas 303 entre las aberturas superiores adyacentes 302 son muy afiladas y estrechas, de modo que sustancialmente ningún material particulado 201 puede permanecer y/o acumularse en estas crestas entre entradas 303 y, por lo tanto, sustancialmente todo el material particulado 201 es recogido por la perforación 304.
Si las perforaciones 304 están sobrellenadas, es decir, si está presente más material particulado 201 del que las perforaciones 304 pueden tomar o del que puede evacuarse instantáneamente a través de las perforaciones 304, se tiene un "sobrellenado". El material particulado 201 se acumulará entonces y se elevará hasta por encima del nivel de la abertura superior 302 de la perforación 304. En ese caso, un medio de barrido 208 nivelará la superficie del material particulado 201 con la de la superficie interior 213 del tambor 100 y así eliminará el exceso de material particulado 201 de modo que solo un volumen de material particulado 201 correspondiente esencialmente al volumen de la perforación 304 se transfiere al material portador 401 durante el depósito. Los medios de barrido 208 pueden ser, por ejemplo, una barra raspadora que se hace de material duradero o, como se representa en la Figura 6, un cepillo o rueda giratorio 208 montado muy cerca por encima de la superficie interior 213 del tambor 100, o cualquier otra solución adecuada para el propósito. Dichos medios de barrido 208 también evacuarán cualquier material particulado 201 presente en las crestas 303 entre las aberturas superiores adyacentes 302. Si las perforaciones 304 están poco llenas, es decir, en el caso de que los medios de suministro de material particulado 200 alimenten menos material particulado 201 (en volumen) en las perforaciones 304 de los medios de agrupamiento 250 del que puede evacuarse durante el proceso de depósito, se tiene 'menos lleno'. Esto se prefiere en la aplicación, especialmente cuando es importante tener el peso correcto de material particulado 201, en lugar de trabajar a través del volumen del material particulado 201.
Como se explicó anteriormente, las funciones del método de sobrellenado con medios de barrido pueden actuar como un sistema de dosificación volumétrico, donde los volúmenes, dimensiones y formas prescritos de las perforaciones 304 actúan como el espacio volumétrico de dosificación e impresión y da excelentes resultados si el material particulado 201 es muy homogéneo en densidad y tamaño de partícula, o si el peso de las partículas dosificadas es menos relevante que su volumen.
Sin embargo, en muchos casos se requiere dosificar el peso correcto, en lugar del volumen correspondiente. Tal material particulado 201 a menudo tiene densidades irregulares por naturaleza y/o tales densidades irregulares a menudo se agravan por la manipulación y el transporte cuyas vibraciones hacen que el material particulado 201 se segregue, llevando las partículas de menor densidad hacia arriba y las partículas de mayor densidad hacia abajo. El uso de un método volumétrico podría dar lugar a importantes diferencias de peso de un producto a otro, lo que no es deseable, por lo que la dosificación gravimétrica es preferible.
El material portador 401 que se suministra por los medios de suministro de trama 400 sobre los medios de soporte 600 entrega el material portador 401 muy cerca de y preferentemente contra la periferia exterior de los medios de agrupamiento 250. Si los medios de agrupamiento 250 y el material portador 401 se presionan entre sí, sellan herméticamente las regiones de salida 304b y cuando se mueven preferentemente a una diferencia de velocidad esencialmente cero entre sí, los materiales particulados 201 alimentados por los medios de suministro 200, preferentemente guiados por el tubo de alimentación 250, pueden depositarse de forma continua y controlable sobre los medios de agrupamiento 250 en la perforación 304 a través de las regiones de entrada 304a creando así el patrón de impresión de material particulado 320 en las zonas de depósito 415 del material portador 401. Preferentemente, el patrón de impresión 320 se trata a través de medios de posicionamiento para reposicionar los materiales particulados 201 en el patrón de acumulación 420. Opcionalmente, los grupos de material particulado 703 se inmovilizan, unen, adhieren y/o aseguran de otro modo restringidos en relación con la capa portadora mediante cualquier medio adecuado, como, por ejemplo, cola, aglutinante, aerosoles, películas, red, tramas, etc.
Debido a la gravedad u otras fuerzas, el material particulado 201 saldrá de las perforaciones 304 a través de su abertura inferior 30, proporcionando así el patrón de impresión deseado 320. Este patrón de impresión deseado 320 se retiene sustancialmente cuando el tambor 100 se separa del material portador 401. En ausencia de un sello relativamente cerrado entre la superficie exterior de los medios de agrupamiento 250 y la superficie de depósito 411 del material portador 401, un espacio 103 creará un posible efecto borroso del patrón de impresión deseado 320, ya que el tambor 100 y la capa portadora 401 se mueven a velocidades significativas y permiten la migración de los materiales particulados 201. Por lo tanto, se recomienda mantener el espacio 103 tan pequeño como sea técnicamente aceptable.
Sin embargo, incluso con un espacio muy pequeño 103, es obvio para el experto en la técnica que, en dependencia de la naturaleza del material particulado 201 y de la cantidad de material particulado 201, se desea depositar a través de una única perforación 304, el patrón de impresión resultante real 320 puede diferir ligeramente del patrón de perforaciones 300. El efecto se provoca por la gravedad que podría separar los grupos de material particulado 703 de modo que la huella de material particulado 705 en la capa portadora 401 sea más ancha y/o más grande que la abertura inferior 301 de las perforaciones 304 y las fuerzas de inercia podrían distorsionar además el patrón de impresión 320 en la dirección del movimiento de la trama, creando así una imagen sesgada 704. Los medios de posicionamiento adicionales se usan para superar este efecto de desenfoque desventajoso por completo y enfocar todo el material particulado 201 en su patrón de acumulación 420.
La Figura 11 ilustra cómo, debido a las diversas fuerzas mencionadas anteriormente, para un conjunto de grupos de material particulado impreso 703, la forma impresa 702 podría diferir de la forma original 701 que tenían los materiales particulados 201 cuando todavía estaban atrapados en la perforación 304 de los medios de agrupamiento 250 antes de depositarse sobre la capa portadora 401. Un diseño cuidadoso de tamaños, ubicaciones y formas de las perforaciones 304 y las dimensiones, formas y velocidad de rotación relacionadas de los medios de agrupamiento 250 y el tambor 100 asegurarán resultados satisfactorios después de haber evacuado el material particulado 201 sobre el material portador 401.
La estructura compuesta 700 como una combinación del material portador 401 y los grupos de material particulado 703 se aleja de dichos medios de agrupamiento 250 a través de un medio de transporte, mientras que en caso de que se requiera un medio de posicionamiento asegura que los grupos de material particulado 703 no se distorsionen de manera inaceptable, los materiales particulados 201 no migren involuntariamente a las zonas entre depósitos 416 y/o se pierdan o desperdicien debido, por ejemplo, a las altas velocidades de la máquina, los flujos de aire y de material, la fuerza gravitacional y otras fuerzas y similares. En una modalidad preferida, la estructura compuesta 700 se estabiliza inmediatamente cuando se toma de los medios de soporte del material portador 600, siendo los medios de posicionamiento, por ejemplo, cintas transportadoras longitudinales opuestas presionadas por contacto, medios de succión al vacío o similares. Los medios de soporte 600 u otros medios de transporte pueden ser unitarios con los medios de posicionamiento.
Con mayor preferencia, también se puede unir o adherir inmediatamente un segundo material de trama como, por ejemplo, un material auxiliar 501 directa o indirectamente al material portador 401 y los grupos de material particulado 703 depositados sobre el mismo de acuerdo con el patrón de impresión 320, de modo que los materiales particulados 201 sean intercalados, inmovilizados, pegados, unidos y/o restringidos entre el material portador 401 y el material auxiliar 501 en su ubicación y formas deseadas por medio de las bolsas así formadas. El material auxiliar 501 puede representar diversas alternativas y técnicas conocidas de inmovilización, unión, adhesión y/o medios de contención, tales como, por ejemplo, patrones, formas, líneas, aerosoles, revestimientos y/o películas homogéneas y/o heterogéneos de, por ejemplo, colas, aglutinantes, resinas, plásticos, adhesivos, agentes de curado, adhesivo activado por calor y termosellante, adhesivo sensible a la presión y similares.
La forma de estos medios de posicionamiento puede tener una variedad de formas que incluyen, pero no se limitan a, circular, ovalada, cuadrada, rectangular, triangular y similares. El patrón de posicionamiento 420 de los medios de posicionamiento es preferentemente una rejilla con separación y tamaño regulares de recesiones y/o elevaciones circulares o rectangulares. Otras formas pueden ser hexagonales, rómbicas, ortorrómbicas, paralelogramo, triangular, rectangular y todas y cada una de sus combinaciones y derivaciones. Alternativamente, mediante el uso de un patrón de posicionamiento irregular con diferentes tamaños y formas, también se pueden realizar patrones de posicionamiento resultantes muy específicos y/o complejos. La separación entre las recesiones y/o elevaciones puede ser regular o irregular. Alternativamente, las configuraciones de los medios de posicionamiento también pueden disponerse con una o más formas alargadas posicionadas con sus ejes relativamente más largos alineados en ángulos seleccionados que divergen o convergen a la línea central del patrón de posicionamiento 420. Los medios de posicionamiento pueden ser unitarios con los medios de unión.
Como se muestra en la Figura 6, puede proporcionarse un primer aplicador de adhesivo 900, que rocía adhesivo sobre el material portador 401 antes del depósito del material particulado 201. El material auxiliar 501 también puede proporcionarse con un segundo aplicador de adhesivo 901 y la estructura intercalada resultante se asegura preferentemente de manera adicional mediante un medio de unión ultrasónico 800.
El primer y el segundo aplicador de adhesivo 900 y 901 pueden construirse y/o hacerse funcionar para proporcionar una multiplicidad de bucles superpuestos de adhesivo arremolinado para mantener unida la trama compuesta 700. Se puede superponer selectivamente una pluralidad de patrones de remolino de adhesivo para proporcionar el nivel deseado de unión y/o adhesión dentro de las bolsas designadas. Debería apreciarse fácilmente que se pueden emplear otras configuraciones de los patrones de adhesivos, tales como rayas o islas individuales de adhesivo para proporcionar una unión operativa. Además, debe apreciarse fácilmente que también se pueden emplear otros tipos de sistemas de aplicación de adhesivo, tales como impresión, pulverización, extrusión o similares, para generar las matrices deseadas de adhesivo con patrón. Alternativamente, el segundo aplicador de adhesivo 901 puede colocarse directamente sobre la estructura compuesta 703 para rociar e inmovilizar, unir, adherir y/o retener directamente los grupos de materiales particulados 703 sobre el material auxiliar 401, por lo que la capa rociada de adhesivo formaría el respectivo material auxiliar 501. Sin embargo, a la luz de consideraciones económicas, medioambientales y técnicas, esta inmovilización, unión, adhesión y/o restricción adhesiva de la estructura compuesta 700 no se prefiere y solo se considera una modalidad alternativa de acuerdo con la invención. Los aplicadores de adhesivo 900 y 901 pueden suministrarse por Nordson, Estados Unidos, mientras que los adhesivos pueden suministrarse por Henkel, Alemania.
Alternativamente, el material auxiliar 501 puede comprender también, por ejemplo, una capa o material de trama permeable a los líquidos, tal como películas, láminas, papel tisú, tejidos, tramas o similares. La capa puede comprender, por ejemplo, papel, papel tisú, tendidas en húmedo o tendidas en seco, tejida o no tejida y/o puede estar compuesta, por ejemplo, de materiales hidrófilos o de un material hidrófobo que se ha tratado adecuadamente para hacerlo suficientemente hidrófilo. Una configuración alternativa del material auxiliar 501 puede comprender, por ejemplo, una capa celulósica de pelusa o pulpa de madera. La capa de pelusa o pulpa de madera puede estar sustancialmente sin unir, u opcional y preferentemente provista de la integridad estructural y/o funcional necesaria por los medios conocidos en la técnica (por ejemplo, chorro de aire, chorro de agua, tejido de punto, calandrado, unión sónica, etc.) y/o puede incluir una proporción seleccionada de un agente de unión, tal como una resina, adhesivo, fibra termofusible o similar, que se distribuye de forma operativa en la misma. Por ejemplo, también puede emplearse una fibra de unión térmica termofusible compuesta de una fibra bicomponente de envoltura/núcleo de polietileno/polipropileno.
Además, la estructura compuesta 700 y/o la estructura absorbente 14 pueden combinarse de forma alternativa y/o complementaria con cualquier otro material, tela y/o trama de recubrimiento, mejoramiento de la característica de absorbencia, protector, funcional, estructural y/o de refuerzo adecuado (por ejemplo, capa de adquisición, capa de absorción, capa de distribución, capa absorbente, capa de respaldo, capa elástica, capa de color, capa perfumada, capa de loción, capa informativa, etc.) etc.
El material auxiliar 501 se puede unir o adherir preferentemente al material portador 401 con los grupos de material particulado 703 inmovilizados y/o retenidos entre ellos mediante los medios de unión 800 tales como, por ejemplo, ultrasónicos y/u otras técnicas de unión térmica, mecánica o termomecánica. Tales uniones o enlaces discretos entre el material portador 401, los grupos de material particulado 703 y/o el material auxiliar 501 se pueden proporcionar preferentemente en una o más de las zonas entre depósitos 416, con mayor preferencia en una de las zonas de interposicionamiento, en la forma de rejillas, patrones, líneas, puntos y similares.
En un aspecto particular de la invención, los medios de unión ultrasónica 800 pueden configurarse para crear las uniones primarias sustancialmente permanentes 111 y las uniones secundarias sustancialmente desmontables o temporales 115 como se muestra en la estructura absorbente ilustrada en la Figura 1. Los medios de unión proporcionan un sistema de unión y desacoplamiento en donde la resistencia de los medios de unión es lo suficientemente grande como para sujetar adecuadamente el material portador 401 y el material auxiliar 501 juntos cuando el sistema está sustancialmente seco y también cuando la estructura absorbente está parcial o totalmente mojada. Además, el sistema de unión y desacoplamiento se configura para ser lo suficientemente bajo como para no contraer excesivamente la expansión por hinchamiento de los materiales poliméricos absorbentes particulados durante la absorción de líquido. La resistencia de los medios de unión es preferentemente menor que la fuerza de separación impartida por el hinchamiento del material de alta absorbencia cuando el material polimérico absorbente particulado se expone a líquidos. Además, el sistema de unión se configura preferentemente para liberarse a una carga aplicada que es menor que la carga necesaria para deslaminar los medios de unión sin romper excesivamente el material que forma uno o ambos del material portador 401 y/o el material auxiliar 501 cuando tales capas están mojadas. El sistema de unión se configura preferentemente también para liberarse a una carga aplicada que es menor que la carga necesaria para que el material absorbente humedecido estalle a través del material que forma la estructura absorbente. Típicamente, la carga aplicada es una carga generalmente de tracción resultante de la presión ejercida por el material polimérico absorbente particulado en expansión cuando el material particulado absorbe líquido y se hincha. Los medios de unión apropiados se construyen y disponen para que sean lo suficientemente fuertes para resistir esta presión y evitar sustancialmente estallar o rasgarse. Con la máxima preferencia, se usan sistemas de unión por ultrasonidos para fabricar tales estructuras compuestas que, por ejemplo, pueden ser suministradas por Herrmann, de Alemania.
Los medios de unión para asegurar juntos el material portador 401 y el material auxiliar 501 también pueden construirse para proporcionar cualquier otro mecanismo de conexión adecuado, tal como uniones adhesivas, uniones térmicas, uniones sónicas, grapado, cosido o similares. Los medios de unión 800 pueden configurarse preferentemente para proporcionar grupos de material particulado operables en bolsas 703 entre la capa portadora 401 y la capa auxiliar 501. Opcionalmente, se puede incluir un medio de perímetro en el proceso para obtener un mecanismo para proporcionar regiones de unión lateral sustancialmente continuas, y un patrón seleccionado de regiones de unión medial, intermitentes y separadas longitudinalmente. Los dispositivos aplicadores adecuados están disponibles de Nordson, una empresa que tiene oficinas ubicadas en Norcross, Georgia. Cuando los medios de unión del perímetro comprenden preferentemente un aplicador de adhesivo, el aplicador también puede configurarse para aplicar el adhesivo empleando diversas técnicas convencionales, tales como impresión, extrusión, pulverización o similares. En configuraciones alternativas, los medios de unión del perímetro pueden configurarse para proporcionar otros tipos de sujeción, tales como uniones sónicas, uniones térmicas, puntadas, costura, etc.
El material auxiliar 501 puede proporcionarse preferentemente mediante un medio de recubrimiento 500 y un sistema de guía 502 de rodillos de transporte y transportadores que se configuran para entregar el material auxiliar 501 en una relación de contacto con la estructura compuesta 700 que comprende un material portador 401 y el patrón de impresión 320 de los grupos de material particulado 703.
Con referencia a la Figura 13, se ilustra una modalidad preferida de un aparato y método de acuerdo con esta invención, particularmente adecuado para fabricar láminas de partículas superabsorbentes a muy alta velocidad como estructuras absorbentes para artículos absorbentes tales como pañales para bebés. Incluye un medio de suministro de partículas 200 con un tubo de alimentación 205, un tubo de recuperación 215 y un deflector 220, un medio de agrupamiento 250 en forma de un tambor giratorio esencialmente sin fin 100, que comprende las perforaciones 304 en un patrón de perforaciones deseado 300. Debajo y muy cerca del tambor giratorio 100, una capa portadora móvil 401 se dispone sobre un medio de soporte esencialmente sin fin 600, que se mueve de manera preferible esencialmente a la misma velocidad que el tambor giratorio 100. Las partículas 201 que caen del medio alimentador 200 en el tambor 100 y sobre los medios de agrupamiento 250 en las perforaciones 304, capturando y reuniendo así la cantidad deseada de material particulado 201 para formar los grupos de material particulado 703 que se depositarán de acuerdo con el patrón de impresión 320. A través de un tambor de recogida 650, con el segmento de succión 651, la estructura compuesta 700 de la capa portadora 401 con el patrón impreso 320 se retira de los medios de agrupamiento 250 y el tambor 100 antes de ser cubierta por una capa auxiliar 501. También se puede emplear un rodillo separador para ayudar a separar la estructura compuesta 700 del tambor 100. Se proporciona un sistema de unión ultrasónica 800 para unir y/o adherir las diversas capas de material entre sí y preferentemente crear las bolsas predefinidas con los grupos de material particulado 703 a modo de proporcionar uniones y/o enlaces permanentes y/o separables dentro de las zonas entre depósito 416 o las zonas entre posiciones, preferentemente en toda el área de material particulado de polímero absorbente. El medio de posicionamiento, en la presente descripción unitario con 651, estabiliza, posiciona y/o reposiciona el material particulado 201 en su posición de acumulación 420 hasta que se ha intercalado y fijado por el sellado ultrasónico, creando el material deseado 702. Preferentemente, el tambor de recogida 650 funciona también como yunque para la herramienta ultrasónica. Después de que la operación de montaje haya formado el material deseado 702, la estructura absorbente se dirige preferentemente a otras áreas del aparato para su procesamiento adicional.
La creación constante y rápida de pulsos de material particulado 201 suspendido en un medio transportador 225, como el aire, ha sido un deseo duradero para muchas aplicaciones, en particular para pulsos que están bien controlados tanto en lo que respecta a su forma, su frecuencia y la cantidad de material transferido durante estos pulsos. Una aplicación particular útil es durante la fabricación de artículos absorbentes desechables, tales como prendas para la higiene femenina, pañales para bebés, calzones para bebés y/o prendas para incontinencia de adultos y similares, donde la fabricación tiene como objetivo una alta velocidad de producción y baja variabilidad. Esto se puede lograr por medio del deflector 220 que interrumpirá la corriente de material en partículas empujando el material particulado 201 dentro de un tubo de recuperación 215 y puede crear así pulsos de material particulado 201. La ventaja es que, por lo tanto, se puede optar por no imprimir ciertos segmentos del tambor 100, es decir, dejar ciertas áreas del patrón de perforación 300 vacías de material en partículas. Además, los segmentos no impresos del tambor 100 pueden variar de una rotación del tambor a otra, lo que ahorra enormemente en el costo de inversión de proporcionar diferentes tambores 100 con diferentes patrones de perforación 300, y en el costo de mantenimiento y producción de cambiar estos diferentes tambores 100. A modo de ejemplo: con esta solución, es posible fabricar una estructura compuesta 700 o absorbente para su uso en artículos absorbentes como pañales en todas las tallas, desde los más pequeños para que quepa un bebé recién nacido hasta los más grandes para niños pequeños, en un solo tambor 100, lo que no es posible con técnicas convencionales conocidas en la técnica y es muy apreciado y ventajoso.
La Figura 12 proporciona una vista esquemática en sección ampliada de una parte de los medios de agrupamiento 250 que depositan el material particulado 201 a través de las perforaciones 304 sobre su región de depósito 415 de acuerdo con un patrón de impresión 320 de acuerdo con el proceso mostrado en la Figura 13. Las perforaciones 304 se muestran en cuatro estados diferentes ilustrativos y no limitativos durante el método de acuerdo con la presente invención; el primer estado "A" que es la fase vacía, justo antes de la carga de las perforaciones 304 o después de haber evacuado completamente el material particulado 201 de allí; el segundo estado "B" que es el estado completamente cargado de modo que las perforaciones 304 han recogido los materiales particulados 201 para llenar la perforación 304; el tercer estado "C" que es el inicio del proceso de deposición (parcialmente) de modo que la capa portadora 401 y la superficie exterior de los medios de agrupamiento 250 se alejan gradualmente entre sí, como es, por ejemplo, el caso cuando el tambor giratorio sustancialmente sin fin 100 se aparta de la capa portadora 401 permitiendo así la evacuación parcial del material particulado 201; el último estado "D" que es el depósito esencialmente completo del grupo de material particulado 703 sobre la capa portadora 401 para, después de la evacuación completa del material particulado 201 sobre la capa portadora 401, volver al estado "A", permitiendo nuevamente la captura y recogida de materiales particulados 201 que llenan el espacio vacío para otro proceso de patrón de depósito e impresión 320 del grupo de material particulado 703.
Con referencia a la Figura 14, un material portador 401 y un material auxiliar 402 se unirán en un área de unión 2, en presencia de un material absorbente intermedio 110. Se proporciona un medio de unión 90, tal como un adhesivo. Un agujero de soplado 40 proporciona un flujo de soplado 41, creando flujos resultantes 60 que ayudan a evacuar el material absorbente intermedio 110 del área de unión 2. El material portador 401 puede ser más o menos permeable al aire. Si el material portador 401 tiene una alta permeabilidad al aire, el flujo de aire pasará más fácilmente a través del material y tendrá un impacto directo sobre el material absorbente intermedio 110 que será evacuado más fácilmente. Para optimizar completamente el flujo de soplado 41, es preferible, aunque no necesario, que el material auxiliar 402 sea menos o no permeable al aire. Si el material auxiliar 402 es permeable al aire, es posible colocar un material o máscara adicional 70 encima del material auxiliar 402 para reducir o evitar que el aire pase a través del material auxiliar 402. La presencia de un medio de unión 90, tal como una capa de adhesivo, también formará una barrera adicional contra el paso del aire a través del material auxiliar 402. Con referencia a la Figura 15, se ha usado un material portador 401 con menor permeabilidad al aire. Aquí, el flujo de soplado 41 dará como resultado una fuerza dirigida sobre el material portador 401, reubicando y levantando este material portador 401 y evacuando así indirectamente el material absorbente intermedio 110 del área de unión 2. En los materiales más comunes, se producirá una combinación de ambos efectos, con algo de aire que pasa a través del material portador 401 y evacúa directamente el material absorbente intermedio 110, y algo de aire que queda debajo del material portador 401 y lo eleva. Con referencia a la Figura 16, un material auxiliar 402 y un material portador 401 se unirán en un área de unión 2, en presencia de un material absorbente intermedio 110. Los agujeros de succión 30 proporcionan un flujo de succión 31 y los agujeros de soplado 40 proporcionan un flujo de soplado 41. Como resultado, hay un flujo resultante 60 que ayuda a evacuar el material absorbente intermedio 110 del área de unión 2. Con referencia a la Figura 17, un material auxiliar 402 y un material portador 401 se unirán en un área de unión 2, en presencia de un material absorbente intermedio 110. Los agujeros de soplado 40 proporcionan un flujo de soplado 41 a través de un orificio de soplado 42 que sobresale de la superficie de la herramienta 3. Como resultado, hay un flujo resultante 61 que ayuda a evacuar el material absorbente intermedio 110 del área de unión 2. El medio de unión 90 puede ser un medio separado, como, por ejemplo, un adhesivo (no mostrado). Alternativamente, la parte que sobresale 43 podría actuar como un yunque para la herramienta de sellado 80, que puede ser, por ejemplo, un martillo ultrasónico creando así una unión ultrasónica entre el material auxiliar 402 y el material portador 401. Alternativamente, la herramienta de sellado 80 puede ser un equipo de sellado térmico, creando una unión termosellada. La herramienta de sellado 80 podría entonces cumplir al menos parcialmente la función del material de bloqueo 70 de la Figura 14. En la Figura 18, las partes que sobresalen 43 de los agujeros de soplado 40 con los orificios de soplado 42 se tocan entre sí para formar matrices sobresalientes 45. En medio de estas matrices 45, hay canales de evacuación 46 que dirigen eficazmente el flujo de aire y evacúan el material intermedio del área de unión 2.
Cabe señalar que al menos parte del material absorbente intermedio 110 debe evacuarse del área de unión 2 antes de realizar la unión. Esto no implica que tanto el material auxiliar 402 como el material portador 401 estén presentes cuando el material absorbente intermedio 110 se evacúa al menos parcialmente. Por el contrario, se podría proporcionar fácilmente el material portador 401, evacuar parte del material absorbente intermedio 110 del área de unión prevista 2 y luego, en una etapa posterior, añadir el material auxiliar 402 y unirlo al material portador 401.
La Figura 19 muestra una modalidad preferida de la presente descripción. Un material auxiliar 402 y un material portador 401 se unirán en un área de unión 2, en presencia de un material absorbente intermedio 110. El material superior (no mostrado) se añadirá a la estructura después de que al menos parte del material absorbente intermedio 110 se haya evacuado del área de unión 2. Un agujero de succión 30 proporciona un flujo de succión 31. Se proporciona un material o máscara adicional 71, que tiene algunas aberturas que no están en línea con el orificio del agujero de succión 32. La combinación de la fuerza de succión y las aberturas crea los flujos resultantes 60 que ayudan a evacuar el material absorbente intermedio 110 del área de unión 2 reuniéndolo en una zona de apoyo del material intermedio 33.
Para muchas aplicaciones, trabajar con un segmento de succión puede ser más ventajoso que trabajar con un segmento de soplado, ya que este último a menudo conduce a un flujo de aire más turbulento, lo que resulta en un menor control de la evacuación del material intermedio. Sin embargo, está claro que no se deben evitar todas las turbulencias, ya que se pueden usar en beneficio del proceso, como se muestra en la Figura 20. La Figura 20 muestra un material portador 401 cubierto con un material absorbente intermedio 110. Debajo del material portador 401 hay agujeros de succión con orificios de agujeros de succión cuadrados. Al transportar el material portador 401 y el material absorbente intermedio 10 por debajo de una máscara perforada 71, se crean flujos de aire secundarios. Estos flujos de aire secundarios son de naturaleza algo turbulenta y guían el material absorbente intermedio 110 lejos de las áreas de unión 2 donde el material absorbente intermedio 110 encuentra poco apoyo hacia las zonas de apoyo del material intermedio 33 donde hay una succión que lo mantiene fijo.
La Figura 21 muestra un equipo de proceso para fabricar una estructura absorbente 14 con un material absorbente intermedio 110. Se proporciona un material portador 410 y se guía sobre un tambor giratorio 200. El material absorbente intermedio 110 de naturaleza granular se proporciona a partir de un medio de suministro de material particulado 200 a través de un sistema de dosificación 204. Dentro de un segmento de sección 651 del tambor 100, se crea una baja presión o vacío a través de perforaciones con los orificios 32. Por encima del tambor, hay una máscara 71 con aberturas, que crean flujos de aire que guiarán el material absorbente intermedio 110 sobre el patrón de posicionamiento 420 y lejos de las zonas de interposicionamiento. Se añade una capa auxiliar 402 y se une al material portador 401 20 por medio de un equipo ultrasónico 81 con un martillo 80. El tambor 100 actúa como yunque para el sellado ultrasónico. La estructura absorbente resultante 14 se guía alejándose del equipo.
El proceso para producir estructuras absorbentes preferidas de acuerdo con la presente invención comprende las siguientes etapas: Se proporciona una capa portadora 10 sobre la cual se dispone el material absorbente intermedio 50 por métodos conocidos en la técnica. Para depositar el material absorbente 50, puede usarse vacío, gravedad, flujo de aire u otras fuerzas. Luego se proporciona una capa auxiliar 20, que cubre el material absorbente 50, y se proporcionan las regiones de unión primaria 2 y las regiones de unión secundaria 4. En caso de que se desee usar adhesivos o aglutinantes químicos, entonces podría ser útil unirlos a la capa portadora 10 y/o la capa auxiliar 20 antes de unir la estructura intercalada. En caso de que se opte por áreas de unión termoselladas, entonces el termosellado puede aplicarse después de que se hayan unido los componentes de la estructura intercalada. Por supuesto, también es posible combinar ambas técnicas en la misma estructura absorbente.
Los tamaños y formas de los agujeros, las diferencias de presión y otros parámetros descritos en esta invención pueden variar y dependen de la aplicación. Sin embargo, el experto en la técnica podrá determinar los ajustes más adecuados para su aplicación. Por ejemplo, para aplicaciones de artículos absorbentes en higiene personal, como en la fabricación de una lámina con materiales poliméricos absorbentes, la estructura absorbente 14 se puede fabricar de acuerdo con los ajustes descritos anteriormente en relación con las Figuras 20 y 21. Las perforaciones en la máscara se pueden fabricar con un diámetro entre 0,5 mm y 10 mm, con mayor preferencia entre 2 y 7 mm, y con la máxima preferencia entre 3 y 5 mm. La distancia al tambor giratorio es preferentemente menor de 25 mm, con mayor preferencia menor de 15 mm y con la máxima preferencia alrededor de 5 mm. El vacío o baja presión en el segmento de succión 651 debería ser preferentemente mayor en magnitud que -1,0 kPa, con mayor preferencia mayor en magnitud que -7,5 kPa y con la máxima preferencia mayor en magnitud que -15 kPa. Los materiales auxiliar y portador se pueden elegir entre una amplia gama de materiales. Se ha encontrado que el uso de materiales no tejidos unidos por hilado de polipropileno con un peso entre 8 y 20 gramos por metro cuadrado da excelentes resultados.
La Figura 22 es una vista en planta superior de un pañal 10 como modalidad preferida de un artículo absorbente que incluye una estructura absorbente fabricada de acuerdo con la presente invención. Debe entenderse, sin embargo, que la presente invención también es aplicable a otros artículos absorbentes tales como prendas para la higiene femenina, calzones para bebés, prendas para la incontinencia en adultos y similares.
El artículo absorbente se muestra en su estado plano, no contraído, con el lado del portador de cara al espectador. Se cortan porciones del artículo absorbente para mostrar más claramente la estructura subyacente del pañal 10, que incluye los elementos absorbentes y los componentes absorbentes. El armazón 12 del pañal 10 en la Figura 22 comprende el cuerpo principal del pañal 10. El armazón 12 comprende una cubierta exterior que incluye una lámina delantera permeable a los líquidos 18 y/o una lámina posterior impermeable a los líquidos 20. El armazón 12 puede incluir una porción de una estructura absorbente 14 encajada entre la lámina delantera 18 y la lámina posterior 20. El armazón 12 también puede incluir la mayor parte o la totalidad de la estructura absorbente 14 encajada entre la lámina delantera 18 y la lámina posterior 20. El armazón 12 incluye preferentemente además los paneles laterales u orejas 22, las bandas elastizadas para las piernas 24 y las características elásticas de la cintura 26, las bandas para las piernas 24 y la característica elástica de la cintura 26 comprenden cada una típicamente los miembros elásticos 28. Una porción de extremo del pañal 10 se configura como una región delantera de la cintura 30 del pañal 10. La porción de extremo opuesta se configura como una región posterior de la cintura 32 del pañal 10. Una porción intermedia del pañal 10 se configura como una región de la entrepierna 34, que se extiende longitudinalmente entre la primera y segunda regiones de la cintura 30 y 32. Las regiones de la cintura 30 y 32 pueden incluir elementos elásticos de manera que se frunzan alrededor de la cintura del portador para proporcionar un mejor ajuste y contención (por ejemplo, la característica elástica de la cintura 26). La región de la entrepierna 34 es la porción del pañal 10 que, cuando se usa el pañal 10, se coloca generalmente entre las piernas del portador. El pañal 10 se representa con su eje longitudinal 36 y su eje transversal 38. La periferia del pañal 10 se define por los bordes exteriores del pañal 10 en el que los bordes longitudinales 42 corren generalmente paralelos al eje longitudinal 36 del pañal 10 y los bordes de extremo 44 corren entre los bordes longitudinales 42 generalmente paralelos al eje transversal 38 del pañal. El armazón 12 también comprende un sistema de sujeción, que puede incluir al menos un miembro de sujeción o aseguramiento 46 y al menos una zona de apoyo 48. Los diversos componentes dentro del pañal 10 pueden unirse, adherirse o asegurarse mediante cualquier método conocido en la técnica, por ejemplo, mediante adhesivos en capas continuas uniformes, capas con patrones o matrices de líneas, espirales o puntos separados. La lámina delantera 18, la lámina posterior 20, la estructura absorbente 14 y otros componentes pueden ensamblarse en una variedad de configuraciones bien conocidas y son bien conocidos en la técnica.
La lámina posterior 20 cubre la estructura absorbente 14 y se extiende preferentemente más allá de la estructura absorbente 14 hacia los bordes longitudinales 42 y los bordes de extremo 44 del pañal 10 y puede unirse con la lámina delantera 18. La lámina posterior 20 evita que los exudados corporales absorbidos por la estructura absorbente 14 y contenidos dentro del pañal 10 manchen otros artículos externos que puedan entrar en contacto con el portador, tales como sábanas y ropa interior. En modalidades preferidas, la lámina posterior 20 es sustancialmente impermeable a los exudados corporales y comprende un laminado de una película plástica delgada y no tejida, tal como una película termoplástica. La lámina posterior 20 puede comprender materiales transpirables que permitan que el vapor escape del pañal 10 al mismo tiempo que impiden que los exudados corporales atraviesen la lámina posterior 20. Estos pueden ser semirrígidos, no elásticos y se pueden hacer total o parcialmente elastizados e incluir respaldo. Las láminas posteriores 20 pueden ensamblarse en una variedad de configuraciones bien conocidas y son bien conocidas en la técnica.
El pañal 10 comprende una lámina delantera 18 que es preferentemente blanda, elástica, exhibe un buen traspaso y tiene una tendencia reducida a volver a humedecerse del material absorbente de líquido. La lámina delantera 18 se coloca muy cerca de la piel del portador cuando se usa el pañal 10. De esta manera, dicha lámina delantera 18 permite que los exudados corporales la penetren rápidamente para fluir hacia la estructura absorbente 14 más rápido, pero preferentemente no permite que tales exudados corporales fluyan de regreso a través de la lámina delantera 18. La lámina delantera 18 se puede construir a partir de cualquiera de una amplia gama de materiales permeables al líquido y al vapor, preferentemente hidrófilos. La superficie superior e inferior de la lámina delantera 18 puede tratarse de manera diferente y puede incluir, por ejemplo, un tensioactivo en la superficie superior para facilitar la transferencia de líquido a través de ella, especialmente en una zona o área central de la lámina delantera 18 ubicada sobre la estructura absorbente 10, y por ejemplo, incluye un agente hidrófobo en la superficie inferior para minimizar el líquido contenido dentro del núcleo absorbente para que no moje por contacto la lámina delantera 18, reduciendo así los valores de rehumedecimiento. La lámina delantera 18 también puede revestirse con una sustancia que tenga propiedades para prevenir o reducir las erupciones (por ejemplo, aloe vera). La lámina delantera 18 cubre sustancialmente toda el área del pañal 10 orientada hacia el portador, que incluye sustancialmente toda la región delantera de la cintura 30, la región posterior de la cintura 32 y la región de la entrepierna 34. Además, los paneles laterales 22 y/o las capas de características de la cintura de la región interior pueden formarse a partir del mismo material de lámina delantera única y, por lo tanto, pueden denominarse unitario con la lámina delantera 18 al formar extensiones longitudinales y laterales del material de la lámina delantera 18. Alternativamente, la lámina delantera 18 puede formarse por múltiples materiales diferentes que varían a lo ancho de la lámina delantera 18. Tal diseño de piezas múltiples permite la creación de propiedades preferidas y diferentes zonas de la lámina delantera 18. La lámina delantera 18 es semirrígida, no elástica y se puede hacer total o parcialmente elastizada. La lámina delantera 18 puede ensamblarse en una variedad de configuraciones bien conocidas y son bien conocidas en la técnica.
La estructura absorbente 14 de la Figura 22 se dispone generalmente entre la lámina delantera 18 y la lámina posterior 20. La estructura absorbente 14 puede comprender cualquier material absorbente 110 que sea generalmente comprimible, adaptable, no irritante para la piel del portador y capaz de absorber y retener exudados corporales. La estructura absorbente 14 puede comprender una amplia variedad de materiales absorbentes de líquidos 110 usados comúnmente en artículos absorbentes tales como pulpa de pelusa, que generalmente se denomina tendida al aire. Ejemplos de otros materiales absorbentes adecuados incluyen guata de celulosa crepada; polímeros fusionados por soplado; fibras celulósicas químicamente rigidizadas, modificadas o reticuladas; papel tisú, que incluye envoltorios de papel tisú y laminados de papel tisú; espumas absorbentes; esponjas absorbentes; materiales poliméricos absorbentes; materiales gelificantes absorbentes; o cualquier otro material absorbente conocido o combinaciones de materiales. La estructura absorbente 14 puede comprender además cantidades menores (típicamente menos del 10 %) de materiales absorbentes no líquidos, tales como adhesivos, aglutinantes, plásticos, ceras, aceites y similares. La estructura absorbente 14 de acuerdo con diversas modalidades de la invención puede configurarse para extenderse sustancialmente por toda la longitud y/o ancho del pañal 10. Sin embargo, alternativamente, la estructura absorbente 14 de acuerdo con la invención no es coextensiva con todo el pañal 10 y se limita a ciertas regiones del pañal 10 como, por ejemplo, la región de la entrepierna 34. En diversas modalidades, la estructura absorbente 14 se extiende hasta los bordes del pañal 10 y el material absorbente 110 se concentra en la región de la entrepierna 34 u otra zona objetivo del pañal 10. En aún otra modalidad, las partículas pueden ser una combinación de material absorbente 10, que comprende preferentemente material polímero absorbente, y partículas para el cuidado de la piel tales como resinas de intercambio iónico, desodorantes, agentes antimicrobianos, partículas aglutinantes u otras partículas beneficiosas.
El pañal 10 también puede utilizar un par de paredes de contención o bandas 24. Cada banda 24 es una estructura de pared que se extiende longitudinalmente, colocada preferentemente en cada lado de la estructura absorbente 14 y separada lateralmente del eje longitudinal 36. Los extremos longitudinales de las bandas 24 se pueden unir o adherir, por ejemplo, a la lámina delantera 18 en las regiones delantera y posterior de la cintura 30 y 32. Preferentemente, los extremos de las bandas 24 están clavados hacia abajo y unidos, por ejemplo, mediante unión adhesiva o sónica a la estructura inferior. Tal construcción empuja efectivamente las bandas 24 hacia dentro y se considera generalmente que hace que las bandas 24 exhiban propiedades mejoradas de prevención de fugas. Preferentemente, las bandas 24 están equipadas con los miembros elásticos 28, que se extienden a lo largo de una longitud sustancial de las bandas 24. En una aplicación común, los miembros elásticos 28 se colocan dentro de las bandas 24, preferentemente en la parte superior de la banda 24 mientras están en una condición estirada y luego se pegan o se unen sónicamente a la banda 24 al menos en sus extremos. Cuando se liberan o se permite que se relajen de otro modo, los miembros elásticos 28 se retraen hacia dentro. Cuando se usa el pañal 10, los miembros elásticos 28 funcionan para contraer las bandas 24 alrededor de las nalgas y los muslos del portador de una manera que forma un sello entre el pañal 10, las nalgas y los muslos. Las bandas 24 pueden ensamblarse en una variedad de configuraciones bien conocidas y son bien conocidas en la técnica.
El pañal 10 también puede emplear capas adicionales conocidas en la técnica que incluyen una capa de adquisición o una capa de absorción, preferentemente situada entre la lámina delantera y el núcleo absorbente y las capas de material de recubrimiento y/o expandidas. Esto sirve para ralentizar el flujo para que el líquido tenga el tiempo adecuado para ser absorbido por el núcleo absorbente.
Con el fin de mantener el pañal 10 en su lugar alrededor del portador, preferentemente al menos una porción de la región posterior de la cintura 32 se une mediante los miembros de sujeción o aseguramiento 46 a al menos una porción de la región delantera de la cintura 30, para formar preferentemente las aberturas para las piernas y una cintura de artículo absorbente. Los miembros de sujeción o aseguramiento 46 llevan la carga de tracción alrededor de la cintura del artículo absorbente y complementan los miembros elásticos 28 proporcionando un cuasi sello entre el portador, la característica elástica de la cintura 26 y las bandas 24, de modo que los exudados corporales queden contenidos dentro del pañal 10 que luego se absorben. En otras palabras, para que no se filtre a través de los espacios entre el portador y el borde del pañal 10. Los miembros de sujeción o aseguramiento 46 pueden ser, por ejemplo, adhesivos, sujetadores mecánicos, elementos de gancho y bucle, cordones concebibles y/o combinaciones de los mismos, es decir, cualquier cosa que sujete un extremo del pañal 10 al extremo longitudinalmente opuesto del pañal 10. Los miembros de sujeción o aseguramiento 46 también pueden ser coadhesivos de modo que se adhieran entre sí pero no a otros materiales. Los miembros de sujeción o aseguramiento 46 y cualquier componente de los mismos pueden incluir cualquier material adecuado para tal uso, que incluye, pero no se limita a, plásticos, películas, espumas, tramas no tejidas, tramas tejidas, papel, laminados, plásticos reforzados con fibra y similares, o combinaciones de los mismos. Puede ser preferible que los materiales que componen los miembros de sujeción o aseguramiento 46 sean flexibles, extensibles y/o elásticos, lo que les permite adaptarse mejor a la forma y los movimientos del cuerpo y, por lo tanto, reduce la probabilidad de que el sistema de sujeción irrite o dañe la piel del portador. Preferentemente, el pañal 10 se fija al portador mediante sujetadores de cintas que se fijan permanentemente a la lámina posterior 20. Los sujetadores de cinta entran en contacto con el panel lateral u orejas transversalmente opuestos 22 unidos o adheridos y que se extienden desde la lámina posterior 20, donde permanecen fijos debido al compuesto de unión aplicado a los sujetadores. Alternativamente, el artículo absorbente puede ser calzones y similares. En esta configuración, el artículo absorbente puede tener o no sujetadores de cinta. Sin embargo, también pueden proporcionarse cintas desechables específicas sobre dichos artículos absorbentes. Todos los elementos de sujeción y aseguramiento 46 pueden ensamblarse en una variedad de configuraciones bien conocidas y son bien conocidos en la técnica.
Las regiones de la cintura 30 y 32 cada una comprende una región central y un par de paneles laterales u orejas 22 que típicamente comprenden las porciones laterales exteriores de las regiones de la cintura. Estos paneles laterales 22 pueden ser unitarios con el armazón 12 y/o la lámina posterior 20 o pueden unirse o adherirse a los mismos por cualquier medio conocido en la técnica. En una modalidad preferida de la presente invención, los paneles laterales 22 colocados en la región posterior de la cintura 32 son flexibles, extensibles y/o elásticos en al menos la dirección lateral (es decir, paneles laterales elastizados), en otra modalidad, los paneles laterales 22 son no elásticos, semirrígidos, rígidos y/o duros. Esta variedad de paneles laterales 22 es bien conocida.
Además, las pretinas 26 que emplean miembros elásticos se pueden colocar a lo largo de la porción transversal del pañal 10 de modo que cuando se usa, las pretinas 26 se colocan a lo largo de la cintura del portador. Generalmente, la pretina 26 crea preferentemente un sello contra la cintura de modo que los exudados corporales no se escapen de las regiones entre la pretina elástica 26 y la cintura del portador. Aunque los exudados corporales son absorbidos principalmente por los materiales absorbentes dentro del pañal 10, el sellado es importante considerando que el abuso de líquido por parte del portador puede sobrepasar la capacidad de la velocidad de absorción de la estructura absorbente 14. Por lo tanto, las pretinas 26 contienen el líquido mientras se absorbe, estas son bien conocidas en la técnica. El artículo absorbente, tal como un pañal 10, también puede incluir otras características, componentes y elementos conocidos en la técnica, que incluyen paneles de oreja delantero y posterior, características de cubierta de la cintura, elásticos y similares para proporcionar un mejor ajuste, contención y características estéticas. Estas características pueden ensamblarse en una variedad de configuraciones bien conocidas y son bien conocidas en la técnica.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un proceso para proporcionar una estructura absorbente que comprende una capa portadora, un material absorbente intermedio y una capa auxiliar, en donde el material absorbente está al menos parcialmente encerrado por la capa portadora y la capa auxiliar, que comprende las etapas de:
    - proporcionar una capa portadora móvil (101);
    - colocar el material absorbente en un patrón deseado de grupos de material absorbente sobre la capa portadora móvil;
    - cubrir el material absorbente con una capa auxiliar (102); caracterizado porque el método comprende, además:
    - unir la capa portadora a la capa auxiliar para formar la estructura absorbente con los grupos de material absorbente entre ellos;
    - antes de unir la capa portadora (101) a la capa auxiliar (102), alterar la distribución del material absorbente sobre la capa portadora móvil a través de un flujo de aire soplando sobre al menos un área de unión (2) desde debajo del área de unión (2), de tal manera para disminuir la cantidad de material absorbente en la posición donde la capa portadora y la capa auxiliar se unirán posteriormente, y para proporcionar áreas donde sustancialmente no haya material absorbente entre los grupos de material absorbente en el estructura absorbente; en donde las áreas están destinadas a actuar como un canal de distribución y transporte adicional que facilita el flujo de líquido desde el punto de descarga y hacia los grupos de material absorbente, en donde el flujo de aire se crea por al menos un orificio de soplado (40) situado debajo del área de unión (2) y al menos un orificio de succión (30) situado debajo del área de unión (2) a cada lado de la misma.
  2. 2. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa portadora y/o la capa auxiliar se proporcionan como un material de trama fibrosa que es permeable a los líquidos.
  3. 3. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el flujo de aire se guía al menos parcialmente a través de canales de evacuación.
  4. 4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unión de la capa portadora y la capa auxiliar se forma al menos parcialmente mediante un proceso térmico, mecánico, físico, químico, termomecánico o ultrasónico.
  5. 5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una de la capa portadora y la capa auxiliar comprende una no tejida.
  6. 6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material absorbente contiene menos del 40 % en peso de fibras celulósicas, preferentemente menos del 20 % de fibras celulósicas, con mayor preferencia menos del 5 % de fibras celulósicas.
  7. 7. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material absorbente es un material granular que comprende un polímero.
  8. 8. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde unir la capa portadora a la capa auxiliar a través de las uniones primarias (111) y las uniones secundarias (115), en donde las uniones secundarias se configuran para aflojarse como resultado de exponer la estructura absorbente a líquido mientras que las uniones primarias se configuran para permanecer sustancialmente intactas; en donde las uniones primarias se corresponden con una rejilla de unión primaria compuesta de líneas continuas para permitir la distribución y el transporte de líquido adicional.
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