MXPA00008959A - Materiales de distribucion de liquido con propiedades de distribucion mejoradas bajo subsaturac - Google Patents

Materiales de distribucion de liquido con propiedades de distribucion mejoradas bajo subsaturac

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Abstract

La presente invención es un miembro de manejo de fluido que tiene equilibrio de permeabilidad mejorado, habilidad para liberar el fluido tanto en saturación total como parcial. Este miembro tiene (i) una estructura suficientemente abierta con una permeabilidad de cuando menos aproximadamente 1 Darcy al 100%de saturación, (ii) la habilidad de liberar fácilmente el fluido contenido en el mismo por tener una baja Altura Absorbente de Absorción Capilar (CSDH 50) de menos de aproximadamente 150 cm, y (iii) una permeabilidad al 50%de su saturación;la cual es mayor de aproximadamente 14%de la permeabilidad al 1005 de saturación. Una ejecución preferida de estos materiales comprende un material de espuma de celda abierta, tal como de un tipo de emulsiones de alta fase interna (HIPE). Estos materiales son particularmenteútiles para artículos absorbentes, tales como pañales, artículos de incontinencia de adultos, o artículos de higiene femeni

Description

MATERIALES DE DISTRIBUCIÓN DE LIQUIDO CON PROPIEDADES DE - ' DISTRIBUCIÓN MEJORADAS" BAJO SUBSATURACION CAMPO GENERAL DE LA INVENCIÓN .i. * ' - La presente invención se relaciona con miembros de manejo de fluidosTque exhiben propiedades mejoradas de manejo de fluidos, que los hacen particularmente útiles en artículos absorbentes 0 higiénicos, tales como pañales desechables para bebé, calzones de enfrenamiento, artículos para la^ incontinencia de adultos, artículos r * de higiene femenina, que pueden ser utilizados para recibir descargas corporales líquidas tales como orina, menstruación, sudor , ( o materia fecal de baja viscosidad. 5 ANf ECEDENT ES/ARTE PREVIO , En el campo general de los artículos y estructuras absorbentes desechables, son bien conocidos los materiales que exhiben 0 propiedades específicas de distribución de fluido. Estos materiales llegan a ser más y más relevantes con la introducción de los materiales altamente absorbentes, también llamados materiales absorbentes de gelificación p materiales superabsorbentes o brevemente superabsorbedores, los cuales proporcionan un medio 5 útil para almacenar fluidos acuosos tales como orina, pero no mejoran el transporte de fluido, e incluso puede ocurrir la reducción ,- - - del transporte de fluido, cuando se emplean diseños por abajo de lo óptimo y/o materiales por abajo de los óptimos, y toma lugar el fenómeno frecuentemente referido como "bloqueo de gel". Por ejemplo, en las estructuras donde se mezcla homogéneamente el superabsorbente con las fibras de celulosa, una cierta concentración crítica, la cual es fuertemente dependiente de la opción del material superabsorbente, no debe excederse a fin de no afectar la eficacia del núcleo absorbente. Como una consecuencia, un número vasto de diseños de núcleo absorbente han surgido con una funcionalidad separada, tal como comprendiendo no solo regiones o materiales de almacenamiento de líquido, sino que también con propiedades especializadas para la adquisición y/o distribución mejorada del fluido. Frecuentemente, una región pretende mejorar la adquisición y distribución al mismo tiempo. Inicialmente, no fueron muy altos los requerimientos por un materia] de distribución, y los materiales de papel tisú estándar tal como se utilizan como hojas de envoltura en los núcleos y descritas por ejemplo en la patente de los Estados Unidos No. 3.952.745 (Duncan), fueron aplicados para mejorar también la distribución de fluido, como se describe en la patente europea 0 343 941 (Reising) o en la patente de los Estados Unidos No. 4.578.068 (Kramer). Desarrollos adicionales pueden ser ejemplificados por la patente europea 0.397.110 (Latimer) que divulga un artículo absorbente comprendiendo una parte de manejo de la carga para el manejo de fluido mejorado, teniendo pesos base específicos, tiempos de adquisición y humedad residual. La patente de los Estados Unidos No. 4.898.642 (Moore y otros) divulga fibras celulósicas químicamente endurecidas, especialmente torcidas y estructuras absorbentes elaboradas a partir de las mismas; la patente europea 0.640.330 (Bewick-Sonntag y otros) divulga el uso de estas fibras en un arreglo específico con materiales superabsorbentes específicos. Aproximaciones adicionales pretenden mejorar las propiedades de penetración de los materiales basados en fibra de celulosa, tal como la patente de los Estados Unidos No. 3.575.174 o la patente de los Estados Unidos No. 4.781.710, por medio del cual partes de la estructura están comprimidas a una densidad superior, creando de esta manera poros más pequeños para la altura de penetración incrementada por ejemplo a lo largo de las "líneas de penetración" o en patrones de malla cerrada. Ya que algunos de estos materiales exhibieron una sensación dura indeseable, fueron bien conocidos métodos para los tratamientos posteriores a la formación para mejorar la suavidad. "El tratamiento posterior a la formación" se refiere al hecho que, en vez o además de incrementar la suavidad durante la elaboración o formación del tisú, el tisú se trata mecánicamente en una etapa separada del proceso después de formar y secar el tisú, muchas veces justo antes del procesamiento adicional tal como combinando el tisú con otros materiales para formar un núcleo o artículo absorbente. Ejemplos de estos tratamientos están en la patente de los Estados Unidos No. 5.117.540 (Walton) o en la patente de los Estados Unidos No. 4.440.597 (Wells).
Otros intentos para impactar el tamaño del poro de los materiales de distribución se describen en la patente de los Estados Unidos No. 5.244.482 (Hassenboehler), que pretende reducir el tamaño máximo del poro estirando una estructura fibrosa que comprende fibras capaces de fundir en una dirección y "congelar" la deformación por curado térmico. También fueron desarrollados compuestos de material especiales, pretendiendo permitir el elaborar a la medida el tamaño de poro y la distribución del tamaño de poro. Ejemplos para estas mejoras se describen con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos No. 5.549.589 (Horney y otros) o en la solicitud PCT WO 97/38654 (Seger y otros). Ambas pretenden esencialmente proporcionar una estructura elástica utilizando fibras celulósicas especialmente endurecidas tal como las fibras de madera suave de celulosa reticuladas, y rellenando los poros grandes con fibras celulósicas pequeñas y delgadas tales como las fibras de eucalipto. Ambas aplicaciones añaden además elementos para proporcionar la suficiente integridad y resistencia a la estructura, la primera patente de los Estados Unidos No. (5.549.589) añadiendo fibras termoplásticas y fundiendo éstas parcialmente, la segunda (WO 97/38654) añadiendo un aglutinante químico. Una aproximación más como se divulga solicitud de patente europea EP-A-0.810.078 (d'Acchioli, y otros) utiliza un tratamiento mecánico especial posterior a la formación de las tramas, impartiendo así las propiedades mejoradas de manejo de fluido tal como se describe por las tasas de flujo del líquido superiores a ciertas alturas de penetración. Aunque el deseo de mejorar la funcionalidad de los artículos absorbentes, se desarrollaron más requerimientos específicos para los materiales de distribución, tal como materiales porosos que fueron investigados más a profundidad. A fin de mejorar la distribución longitudinal del fluido, se aplicaron fibras sintéticas de alta área de superficie dentro de las estructuras, tal como se describió en el registro de invención estatuaria de los Estados Unidos No. H1511. Otra clase de materiales son las estructuras espumadas, tal como las espumas celulósicas tales como están comercíalmente disponibles por Spontex SA, Francia. Se divulgaron otras espumas poliméricas para ser utilizadas en artículos absorbentes en la patente de los Estados Unidos No. 5.268.224 (DesMarais), especialmente materiales polimerizados de alta fase interna, los cuales pueden ser utilizados para almacenar líquidos, y tienen al mismo tiempo la capacidad de evitar la saturación localizada, separando el fluido almacenado en todo el material. Sin embargo, todas estas investigaciones hasta ahora pretendieron mejorar las propiedades de penetración de los materiales de distribución tales como flujo, altura de penetración y tiempos de penetración, pero fallaron en reconocer la importancia del mecanismo de deshidratación de los materiales de distribución mediante los materiales de almacenamiento de líquido, especialmente cuando estos materiales no son totalmente saturados, tal como puede ser relevante en artículos absorbentes entre cargas múltiples. La solicitud de patente copresentada (número de documento del abogado CM1698) ha reconocido la importancia de proveer núcleos de almacenamiento con alta succión capilar para deshidratar los materiales de distribución. Esta aproximación, sin embargo, está críticamente dependiendo de las propiedades de succión del material de almacenamiento.
OBJETOS DE LA INVENCIÓN En lo sucesivo, es un objeto de la presente invención proporcionar materiales que puedan ser fácilmente deshidratados, especialmente bajo condiciones de baja saturación. Es otro objeto de la presente invención, proporcionar materiales que transporten líquido más fácilmente incluso a un grado bajo o moderado de saturación. Es un objeto más de la presente invención construir artículos absorbentes que comprendan estos miembros de distribución, teniendo de esta manera un funcionamiento mejorado de manejo de líquido.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con miembros de manejo de fluido, con equilibrio de permeabilidad mejorada, habilidad de liberar el fluido tanto en saturación total como parcial.
Específicamente, estos materiales tienen una estructura suficientemente abierta teniendo una permeabilidad al 100% de saturación, k(100), la cual tiene un valor mayor de aproximadamente 1 Darcy, preferiblemente mayor de aproximadamente 2 Darcy, incluso más preferiblemente mayor de 8 Darcy o aún mayor de 100 Darcy. Además, estos materiales fácilmente liberan el fluido contenido dentro de los mismos, teniendo un valor de altura de absorción de desabsorción capilar al 50% de la capacidad a la altura de 0 cm (CSDH50) menor de aproximadamente 150 cm, preferiblemente menor de aproximadamente 100 cm, aún más preferiblemente menor de 75 cm, o incluso menor de 50 cm. Aún además, estos materiales tienen una permeabilidad al 50% de su saturación, k(50), la cual es mayor de aproximadamente 14% de la permeabilidad al 100% de saturación, k(100), preferiblemente mayor de aproximadamente 18%, aún más preferiblemente mayor de aproximadamente 25% o incluso mayor de aproximadamente 35%. Los materiales preferidos tienen una permeabilidad al 30% de su saturación, k(30), que es mayor de aproximadamente 3.5% de la permeabilidad a la saturación, aún más de preferencia mayor de aproximadamente 5%, o incluso mayor de 10%. Una ejecución preferida de estos materiales comprende un material de espuma de celda abierta, tal como de un tipo de emulsión de alta fase interna (HIPE). Estos materiales son particularmente útiles para artículos absorbentes, tales como pañales, artículos para la incontinencia de adultos, o artículos para la higiene femenina.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las figuras 1 a 4 muestran diferentes ejecuciones del arreglo de la prueba de permeabilidad. Las figuras 1 y 2 se relacionan con una prueba simplificada. Las figuras 3 y 4 se relacionan con una prueba general. Las figuras 1 y 3 se relacionan con la medición de la permeabilidad transplanar, y las figuras 2 y 4 a la permeabilidad dentro del plano. La figura 5 muestra el soporte de la prueba de absorción capilar (absorción capilar). La figura 6 muestra un pañal como ejemplo para un artículo absorbente. La Figura 7 muestra el soporte de la prueba del Flujo de Penetración Vertical. DESCRIPCIÓN DETALLADA Como se utiliza aquí, el término "miembro de manejo de fluido" se refiere a los componentes del artículo absorbente que típicamente proporcionan cuando menos la funcionalidad de manejo de fluido. Un artículo absorbente puede comprender uno o más de los diversos miembros de manejo de fluido, tal como uno o más miembros de adquisición de fluido, uno o más miembros de distribución de fluido y/o uno o más miembros de almacenamiento de fluido. Cada uno de estos miembros puede comprender uno o más sub-elementos, los cuales pueden ser homogéneos o no, es decir, cada miembro puede ser elaborado a partir de un material o a partir de varios materiales.
Por ejemplo, estos materiales pueden estar en capas, opcionalmente consistiendo de sub-capas, y/o opcionalmente teniendo composición, o densidad, o espesor diferente. Cada uno de estos miembros puede tener una funcionalidad especializada, principalmente tal que proporciona la funcionalidad de adquisición o principalmente proporcionando la funcionalidad de almacenamiento de fluido. De manera alterna, los miembros pueden tener funcionalidad múltiple, tal como los pañales muy primitivos de "solamente celulosa" en donde la pelusa de celulosa realizó la funcionalidad de adquisición, distribución y almacenamiento final al mismo tiempo. El "miembro absorbente de almacenamiento" se refiere al miembro o miembros absorbentes del núcleo absorbente que funcionan principalmente para almacenar finalmente los fluidos absorbidos. Un "miembro de distribución de fluido" en el significado de la presente invención es un miembro, el cual satisface los requerimientos como se establecen para la funcionalidad de distribución de fluido, sin considerar si el miembro también tiene alguna otra funcionalidad de manejo de fluido. Un "miembro de adquisición de fluido" se refiere a las partes o el núcleo absorbente, las cuales están principalmente diseñadas para recibir el líquido a medida que éste alcanza el artículo absorbente. Como se utiliza aquí, el término "núcleo absorbente" se refiere a los miembros del artículo absorbente que son principalmente responsables del manejo de fluido del artículo, incluyendo de esta manera el "miembro o miembros de manejo de fluido". Como tal, el núcleo absorbente típicamente no incluye la hoja superior o la hoja posterior del artículo absorbente, aunque en ciertas instancias se puede considerar la hoja superior, por ejemplo, para proporcionar el funcionamiento específico de adquisición de fluido. Un núcleo absorbente puede ser dividido en "regiones" del núcleo, en donde éstas "regiones" pueden realizar la funcionalidad de uno o más de los miembros como se definió anteriormente. Por lo tanto, una región de adquisición puede comprender un miembro de adquisición (y también comprender otros miembros, ésta puede consistir de un miembro de adquisición (y nada más), que puede consistir de un material de adquisición. O, una región de adquisición/distribución puede comprender tanto como un miembro de adquisición como un miembro de distribución. Como se utiliza en la presente, el término "artículos absorbentes" se refiere a dispositivos que absorben y contienen exudados del cuerpo, y, más específicamente se refiere a dispositivos que se colocan contra o cerca del cuerpo del usuario para absorber y contener los varios exudados desechados del cuerpo. Como se utiliza en la presente, el término "fluidos del cuerpo" incluye, pero no se limita a, orina, menstruación y descargas vaginales, sudor y heces fecales. El término "desechable" se utiliza en la presente para describir artículos absorbentes que no pretenden ser lavados o de otra manera restaurados o reutilizados como un artículo absorbente (es decir, están destinados a ser desechados después de uso, y, preferiblemente, a ser recirculados, formados en composta o de otra manera desechados en una manera ambientalmente compatible). Como se utiliza en la presente, el término "dimensión Z" se refiere a la dimensión ortogonal a la longitud y anchura del miembro, núcleo o artículo. La dimensión Z usualmente corresponde al espesor de miembro, núcleo o artículo. Como se utiliza en la presente, el término "dimensión X-Y" se refiere al plano ortogonal al espesor del miembro, núcleo o artículo. La dimensión X-Y usualmente corresponde a la longitud y la anchura, respectivamente, del miembro, núcleo o artículo. Como se utiliza en la presente, los términos "región(es)" o "zona(s)" se refieren a porciones o secciones del miembro absorbente. De esta manera, las región(es) o zona(s) pueden tener ser bidimensionales (frontal/posterior) o pueden ser tridimensionales (como una región de adquisición, incluso si estuviera en la forma de capa, una extensión tridimensional). Como se utiliza en la presente, el término "capa" se refiere a un miembro absorbente, cuya dimensión primaria es X-Y, es decir, a lo largo de su longitud y anchura. Se debe entender que el término capa necesariamente no está limitado a capas o láminas individuales de material. De esta manera, la capa puede comprender láminas o combinaciones de varias láminas o bandas del tipo requisito de materiales. Por consiguiente, El término "capa" incluye los términos "capas" y "en capas". Para los propósitos de esta invención, el término "superior" se debe entender que se refiere a miembros absorbentes, tales como capas, que están muy cerca del usuario del artículo absorbente, y típicamente miran a la lámina superior de un artículo absorbente; en forma inversa, el término "inferior" se refiere a los miembros absorbentes que están más lejos del usuario del artículo absorbente y típicamente miran a la lámina de respaldo. Todos los porcentajes, relaciones y proporciones aquí utilizados, se calculan en peso, a menos que se especifique otra cosa.
Miembro de distribución meiorado Los requerimientos para los miembros de distribución pueden determinarse ya sea observando al miembro o a los materiales contenidos dentro de dicho miembro. Por tanto, los requerimientos como se procuran en la presente descripción tienen que ser satisfechos por ya sea el miembro total o por los materiales respectivos en el mismo. Por tanto, los miembros o materiales de distribución útiles para estos miembros de acuerdo con la presente invención pueden ser descritos por el parámetro importante siguiente: Primero, la permeabilidad a la saturación total (k100) del miembro o material. Los materiales de distribución convencionales tienen esta permeabilidad equilibrada para encontrar el óptimo entre teniendo poca resistencia al flujo de fluido (es decir, permeabilidad elevada) y suficiente presión capilar para proporcionar las propiedades de penetración, tales como resultan a partir de los 1 tamaños más pequeños de poro (es decir, permeabilidad más baja). La permeabilidad a la saturación total (k100) debe ser generalmente mayor de 1 Darcy (con 1 Darcy correspondiendo a 9.869* 10"13 m2), preferiblemente mayor de 2 Darcy, o incluso 8 Darcy, o aún de manera más preferiblemente mayor de 100 Darcy. La saturación total puede determinarse mediante la prueba de absorción capilar como se describe aquí posteriormente como la captación máxima, correspondiendo a la capacidad de absorción de desabsorción capilar a la altura de 0 cm (CSAC 0) resultante. Segundo, la dependencia de la permeabilidad en el grado de saturación. Esta propiedad no ha sido considerada en las consideraciones previas del diseño de material, y los materiales convencionales tienen un comportamiento fuertemente subproporcional, es decir, la permeabilidad real a un grado de saturación menor de 100% es significativamente menor que la que sería para una correlación lineal entre la permeabilidad real y la saturación. Tercero, presión de absorción capilar especialmente la presión de desabsorción de absorción, capilar tal como se mide en la prueba de absorción capilar como se describe aquí más adelante. Este parámetro describe la capacidad de los materiales o miembros al liberar líquidos para satisfacer su papel como un elemento de distribución en un artículo absorbente. Adicionalmente y frecuentemente preferible, los materiales de distribución pueden satisfacer el requerimiento de tasas de flujo de fluido elevadas en la prueba de flujo de penetración vertical como se describe aquí posteriormente. Preferiblemente, los materiales proporcionan a una altura de penetración de 15 cm un flujo de por lo menos 0.045 g/cm2/sec, preferiblemente mayor de 0.06 g/cm2/sec, e incluso más preferiblemente mayor de 0.10 g/cm2/sec. Con la selección cuidadosa de los materiales que satisfacen el equilibrio correcto de estos parámetros, se pueden obtener beneficios importantes para las estructuras absorbentes y/o los artículos respectivos. Primero, los materiales de distribución de líquido son fácilmente deshidratados después de que han sido cargados tal como con un chorro de orina. Esto es relevante para permitir que estos materiales estén listos para recibir una carga posterior como frecuentemente ocurre en el uso real. Segundo, estos materiales permiten una distribución de líquido más uniforme de los líquidos, aún en cargas que son relativamente pequeñas comparadas con la capacidad de diseño. Esto es aún más importante para los diseños que pretenden mantener un ajuste mejorado en el usuario evitando la acumulación elevada de líquidos a ciertas regiones del artículo, pero en cambio se dirigen por una distribución uniforme de líquido almacenado. Tercero, si los materiales también satisfacen requerimientos de flujo elevado, el líquido puede ser distribuido bien y rápidamente incluso contra la gravedad. Esto llega a ser particularmente relevante, si el almacenamiento final de fluido está destinado para estar distante de la zona o área de carga. Estos materiales son por lo tanto especialmente útiles en los diseños del núcleo tal como se describe en la solicitud de patente PCT WO 97/05046 presentada el 27 de marzo de 1997. La permeabilidad de los materiales o miembros se determina por las pruebas de permeabilidad como se describe aquí posteriormente. Sin desear estar ligado por la teoría, se cree, que la permeabilidad real k{S} tiene una dependencia a partir del grado de saturación, la cual para muchos sistemas relevantes puede ser aproximada mediante la ecuación siguiente (ver también "Dynamics of fluids in porous media" por J. Bear, Haifa, publ. Dover Publications, Inc., New York, 1988, especialmente páginas 461 ff , 491ff): K{S} = k{100} * {SSDP} en donde k denota la permeabilidad en unidades de Darcy; y SDP representan el exponente sin dimensiones o el parámetro de dependencia de saturación que describe el comportamiento subproporcional. S significa el grado de saturación, variando de 0 a 1, en donde el valor de 1 corresponde a la saturación total (es decir, 100%o de saturación) bajo presión capilar y/o externa nula). El criterio de diseño convencional para los materiales de distribución se enfoca en los valores elevados para la permeabilidad a la saturación (k100), lo cual desde luego puede conducir a estructuras que tengan poca o nada de capacidad de penetración, siendo de esta manera adecuados como material de adquisición, en donde se debe controlar esencialmente el régimen de flujo libre, pero no para los materiales de distribución. Estos materiales tendrían propiedades de transporte muy pobres bajo condiciones de penetración tal como transporte contra la gravedad. Estas propiedades extremas se encuentran en materiales convencionales de adquisición, aunque los materiales de distribución tal como se describen en la solicitud de patente europea EP-A-0. 809.991 proporcionan una combinación de una capacidad de penetración y control de flujo libre, pero aún bajo condiciones de saturación total.
Los materiales de acuerdo con la presente invención exhiben una permeabilidad k(100) de por lo menos 1 Darcy, preferiblemente cuando menos 2 Darcy. Valores superiores para la permeabilidad proporcionan una resistencia reducida e incluso menor al transporte de fluido, y son preferidos mientras que esto es logrado sin violar los requerimientos adicionales como se procura aquí. En particular, pueden ser muy adecuados los materiales que tienen una permeabilidad mayor de 8 Darcy o aún mayor de 100 Darcy. Como se puede ver a partir de la ecuación, un valor superior para el parámetro SDP describe sistemas con un comportamiento subproporcional más fuerte, si SDP fuera igual a uno, existiría una relación lineal. Los materiales convencionales de distribución exhiben un comportamiento subproporcional pronunciado, tal como puede ser descrito por SDP que tiene valores de 3 o mayores. Para dicho valor, la permeabilidad a 50% de subsaturación es únicamente 12.5% de la permeabilidad al 100% de saturación, de esta manera también la capacidad para recibir y distribuir más la carga líquida se reduce dramáticamente.
Por tanto, los materiales de acuerdo con la presente invención tienen un valor de SDP menor de 3, preferiblemente menor de 2.75, aún de manera más preferiblemente menor de 2.5, y valores menores de 2 son incluso mejores. Estos valores corresponden a una permeabilidad al 50% de saturación mayor de 14% de la permeabilidad al 100% de saturación, preferiblemente mayor de aproximadamente 18%, incluso de manera más preferiblemente mayor de aproximadamente 25%, y valores mayores de 35% son incluso mejores. Estos valores corresponden a una permeabilidad al 30% de saturación mayor de aproximadamente 3.5% de la permeabilidad al 100% de saturación, más preferiblemente mayor de aproximadamente 5%, aún más preferiblemente mayor de aproximadamente 10%. La prueba simplificada de la permeabilidad como se muestra aquí posteriormente puede medir la permeabilidad "transplanar", es decir, la permeabilidad en la dimensión del grosor de la muestra como se determina y, con una celda de muestra modificada, también la permeabilidad "en el plano". Para un número de materiales, tal como las espumas isotrópicamente espumadas, la permeabilidad transplanar y en el plano serán esencialmente idénticas. Esta prueba de la permeabilidad simplificada proporciona una fijación simple de prueba para medir la permeabilidad para dos condiciones especiales: cualquiera de la permeabilidad puede ser medida para una amplia gama de materiales porosos (tal como materiales no tejidos elaborados de fibras sintéticas o estructuras celulósicas) al 100% de saturación, o parar materiales, los cuales alcanzan grados diferentes de saturación con un cambio proporcional en el calibre sin estar llenos con aire (respectivamente la fase vapor exterior) para los cuales la permeabilidad a grado de saturación variable puede ser fácilmente medida a grosores diferentes. Por ejemplo, las espumas colapsables descritas exhiben un grosor o calibre, el cual es dependiente del grado de carga de fluido o saturación es decir, estos tienen un cierto grosor a la saturación el cual es reducido al quitar el fluido, ya que los poros de la espuma son de tal tamaño, que estos aplastan al remover el líquido de ellos. De manera inversa, se puede fijar cierto calibre para definir un cierto grado de carga. Por lo tanto, tales materiales se puede aplicar fácilmente la prueba de la permeabilidad simplificada para determinar la dependencia de la permeabilidad a la saturación. La prueba de permeabilidad general como se describe aquí posteriormente es útil para determinar la dependencia de la permeabilidad en la saturación para los materiales porosos en el sentido general tal como tramas o estructuras fibrosas, o espumas que mantienen su tamaño de poro esencialmente independiente el grado de humedecido. Un requerimiento importante adicional para los materiales o miembros de acuerdo con la presente invención es su capacidad de liberar el fluido hacia un medio de almacenamiento. Esto refleja el hecho, que los materiales o miembros de distribución no deben retener el líquido por tiempos demasiado prolongados, sino que solamente por el tiempo que se requiera para transportar el fluido hasta el material de almacenamiento apropiado del miembro.
Un parámetro adecuado que describe está propiedad el la presión de Absorción de Desabsorción Capilar, como se determina por vía de la capacidad del miembro para recibir y liberar el fluido a presiones capilares variables, determinada aquí en unidades de altura de columna de agua ("altura capilar"), las cuales generalmente se encuentran cuando el miembro es colocado en un artículo absorbente. La prueba de Capacidad Absorbente de Absorción capilar (también denominada en la presente como la prueba de absorción capilar) mide la cantidad de fluido de prueba por gramo de un miembro absorbente o material que es tomado o liberado cuando el material o miembro es colocado a alturas variables sobre un aparato de absorción capilar. La prueba de Capacidad Absorbente de Absorción Capilar se describe con más detalle en la sección métodos de prueba que se presenta más adelante, produciendo la Altura de Absorción de Desabsorción Capilar a la cual el material ha liberado el 50%> de la cantidad de fluido a la altura de absorción de 0 cm (CSDH 50). Los materiales útiles dentro del contexto de la presente invención deben tener una CSDH 50 menor de 150 cm, preferiblemente menor de 100 cm, incluso de manera más preferible menor de 75 cm o aún menor de 50 cm. Los materiales particularmente útiles para ser utilizados por la presente invención son las estructuras de espuma poliméricas flexibles, hidrofílicas de celdas abiertas interconectadas. Para dichas espumas, la resistencia mecánica de la espuma puede ser tal que, después de dar su líquido, la espuma se aplasta bajo las presiones capilares involucradas. El proceso de aplastamiento reduce la capacidad efectiva de la espuma por un factor substancial con relación a la densidad de la espuma, como se describe más adelante. El aplastamiento, si es relativamente uniforme a través de la estructura, también reduce la cantidad de líquido mantenido en su lugar en el punto de ataque de líquido. A este respecto, la resistencia de las espumas es menor que la presión capilar ejercida por las espumas, de manera que las espumas se aplastaran cuando los líquidos acuosos sean removidos por el componente de almacenamiento del núcleo. La presión capilar es controlada en la presente principalmente ajustando el tamaño de celda de la espuma (es cual se refiere inversamente al área de superficie por volumen unitario). La resistencia es controlada a través de la combinación de densidad de reticulación y densidad de espuma, lo cual puede ser expresado como densidad de reticulación por volumen unitario como se define más adelante. El tipo de reticulador y otros comonómeros también puede tener influencia. Las espumas poliméricas útiles en la presente son aquellas que tienen celdas relativamente abiertas. Las celdas en dichas estructuras de espuma de celdas substancialmente abiertas tienen aberturas o "ventanas" intercelulares que son lo suficientemente grandes para permitir la fácil transferencia líquidas desde una celda hacia otra dentro de la estructura de espuma. Estas estructuras de espuma de celda substancialmente abierta generalmente tendrán un carácter reticulado con las celdas individuales siendo definidas por una pluralidad de bandas tridimensionalmente ramificadas, mutuamente conectadas. Los filamentos del material polimérico que forman estas bandas ramificadas pueden ser denominados como "postes". Para los propósitos de la presente invención, un material de espuma es de "celda abierta" si por lo menos 80%> de la celdas en la estructura de espuma tienen un tamaño de por lo menos 1 µm y están en comunicación de fluido con por lo menos una celda adyacente. Además de ser de celda abierta, estas espumas poliméricas son suficientemente hidrofílicas para permitir que la espuma absorba líquidos acuosos. Las superficies internas de las estructuras de espuma se hacen hidrofílicas a través de agentes tensioactivos de hidrofilización residuales y/o sales dejadas en la estructura de espuma después de la polimerización, o por procedimientos de tratamiento de espuma de post-polimerización seleccionados, como se describe más adelante. El grado al cual estas espumas poliméricas son "hidrofílicas" puede ser cuantificado a través del valor de "tensión de adhesión" exhibido cuando está en contacto con un líquido de prueba que se puede absorber. La tensión de adhesión exhibida por estas espumas puede ser determinada experimentalmente utilizando un procedimiento en donde el consumo de peso de un líquido de prueba, por ejemplo, orina sintética, se mide para una muestra de dimensiones y área de superficie específica de succión capilar conocidas. Dicho procedimiento se describe con mayor detalle en la sección de métodos de prueba de la patente de E. U. A. 5,387,207 (Dyer y otros) expedida el 7 de febrero de 1995, la cual se incorpora aquí por referencia. Las espumas que son útiles como materiales de distribución de la presente invención generalmente son aquellas que exhiben un valor de tensión de adhesión de aproximadamente 15 a aproximadamente 65 dinas/cm, muy preferiblemente alrededor de 20 a 65 dinas/cm, según determinado a través del consumo de succión capilar de orina sintética teniendo una tensión de superficie de 65 + 5 dinas/cm. Un aspecto importante de estas espumas es su temperatura de transición de vidrio (Tg). La Tg representa el punto medio de la transición entre los estados vitreo y de hule del polímero. Las espumas que tiene una Tg mayor que la temperatura de uso pueden ser muy fuertes pero también pueden ser muy rígidas y potencialmente están propensas a la fractura. Dichas espumas. Dichas fracturas también tienden a encresparse bajo tensión y son pobremente elásticas cuando se utilizan a temperaturas más frías que la Tg del polímero. La combinación deseada de propiedades mecánicas, específicamente resistencia y elasticidad, típicamente necesitan de una escala absolutamente selectiva de tipos y niveles de monómero para lograr estas propiedades deseadas. Para espumas de distribución útiles para la presente invención, la Tg debe ser lo más baja posible, siempre que la espuma tenga una resistencia aceptable. Por consiguiente, se seleccionan monómeros que proporcionan lo más posiblemente homopolímeros correspondientes teniendo temperaturas de transición de vidrio más bajas. La forma de la región de transición de vidrio del polímero también puede ser importante, es decir, si es estrecha o ancha como una función de temperatura. Esta forma de región de transición de vidrio es particularmente importante en donde la temperatura en uso (usualmente ambiente o la temperatura del cuerpo) del polímero está en o cerca de la Tg. Por ejemplo, una región de transición más ancha puede significar que la transición está incompleta a temperaturas de uso. Típicamente, si la transición es incompleta a la temperatura de uso, el polímero evidenciará una rigidez mayor y será menos elástico. En forma inversa, si la transición está completa a la temperatura de uso, entonces el polímero exhibirá una recuperación más rápida de la compresión. Por consiguiente, es deseable controlar la temperatura de transición de vidrio y el respiro de la región de transición del polímero para lograr las propiedades mecánicas deseadas. En general, se prefiere que la Tg del polímero sea de por lo menos aproximadamente 10°C menor que le temperatura de uso. (La Tg y la anchura de la región de transición se derivan de la tangente de pérdida contra la curva de temperatura de una medición de análisis mecánico dinámico (DMA), como se describe en la patente de E. U. A. No. 5,563,179 (Stone y otros) expedida el 8 de octubre de 1996). Las espumas poliméricas útiles para la presente invención pueden ser descritas a través de un número de parámetros. Las espumas útiles en la presente invención son capaces de penetrar líquidos acuosos a una altura significativa contra la fuerza de gravedad, por ejemplo, por lo menos aproximadamente 15 cm. La columna de líquido mantenido dentro de la espuma ejerce una presión capilar contráctil importante. A una altura determinada tanto por la resistencia de la espuma (en compresión) como el área de superficie por volumen unitario de la espuma, la espuma se aplastará. Esta altura es la Presión de Aplastamiento Capilar (CCP) expresada en centímetros en donde el 505 del volumen de la espuma ha una presión de cabeza de cero se pierde. Las espumas de distribución preferidas útiles en la presente invención tendrán una CCP de por lo menos aproximadamente 15 cm, muy preferiblemente al menos de aproximadamente 20 cm, aún muy preferiblemente de por lo menos 25 cm. Típicamente, las espumas de distribución preferidas tendrán una presión de aplastamiento capilar de aproximadamente 15 cm a aproximadamente 50 cm, preferiblemente alrededor de 20 cm a 45 cm, y muy preferiblemente de alrededor de 25 a 40 cm. Un aspecto que puede ser útil para definir las espumas poliméricas preferidas es la estructura de celdas. Las celdas de la espuma, y especialmente las celdas que se forman polimerizando una fase de aceite conteniendo monómero que rodea gotas de fase de agua relativamente libres de monómero, frecuentemente tendrá una forma substancialmente esférica. Estas celdas esféricas están conectadas entre sí a través de aberturas, las cuales son denominadas de aquí en adelante como agujeros entre celdas. Tanto el tamaño o "diámetro" de dichas celdas esféricas como el diámetro de las aberturas (agujero) entre las celdas son comúnmente caracterizados para caracterizar a las espumas en general. Ya que las celdas, y los agujeros entre las celdas, en una muestra dada de espuma polimérica necesariamente no serán aproximadamente del mismo tamaño, tamaños promedio de celda y agujeros, es decir, diámetros de celda y agujeros promedio, por lo general serán específicos. Los tamaños de celda y agujero son parámetros que pueden impactar a un número de importantes aspectos mecánicos y de funcionamiento de las "incluyendo las propiedades de penetración de líquido de estas espumas, así como la presión capilar que es desarrollada dentro de la estructura de espuma. Un número de técnicas está disponible para determinar los tamaños promedios de celda y agujero de las espumas. Una técnica útil implica una medición simple con base en fotomicrografías electrónicas de exploración de una muestra de espuma. Las espumas útiles como absorbentes para líquidos acuosos de acuerdo con la presente invención preferiblemente tendrán un tamaño de celda promedio en número de aproximadamente 20 µm a aproximadamente 60 µm, y típicamente de aproximadamente 30 µm a aproximadamente 50 µm, y un tamaño de agujero promedio en número de aproximadamente 5 µm a aproximadamente 15 µm, y típicamente de aproximadamente 12 µm. "Área de superficie específica de succión capilar" es una medida del área de superficie accesible al líquido de prueba de la red polimérica accesible al líquido de prueba. El área de superficie específica de succión capilar es determinada tanto por las dimensiones de las unidades celulares en la espuma como por la densidad del polímero, y de esta manera es una forma de cuantificar la cantidad total de la superficie sólida provista por la red de espuma al grado que dicha superficie participa en la absorbencia. Para los propósitos de esta invención, el área de superficie específica de succión capilar es determinada midiendo la cantidad de consumo capilar de un líquido de tensión de superficie baja (por ejemplo etanol), que ocurre dentro de una muestra de espuma de una masa y dimensiones conocidas. Una descripción detallada de dicho procedimiento para determinar el área de superficie específica de la espuma a través del método de succión capilar se establece en la sección de métodos de prueba de la patente de E. U. A. 5,387,207, supra. Cualquier método alternativo razonable para determinar el área de superficie específica de succión capilar también puede ser utilizado. Las espumas de distribución útiles en la presente invención preferiblemente tendrán un área de superficie específica de succión capilar de por lo menos aproximadamente 0.01 m2/ml, muy preferiblemente al menos d 0.03 m2/ml. Típicamente, el área de superficie específica de succión capilar está en la escala de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.20 m2/ml, de preferencia de aproximadamente 0.03 a aproximadamente 0.10 m2/ml, y muy preferiblemente de 0.04 a aproximadamente 0.08 m2/ml.
La "densidad de espuma" (es decir, en gramos de espuma por centímetro cúbico de volumen de espuma en el aire) se especifica en la presente en un peso seco. La densidad de la espuma, como el área de superficie específica de succión capilar, puede influenciar un número de características de funcionamiento y mecánicas de las espumas absorbentes. Estas incluyen la capacidad absorbente para líquidos acuosos y las características de deflexión de compresión. La densidad de espuma variará de acuerdo con el estado de la espuma. Las espumas en el estado aplastado obviamente tienen una densidad mayor que la misma espuma en el estado totalmente expandido. En general, las espumas en el estado aplastado útiles para la presente invención tendrán una densidad en seco de aproximadamente 0.11 g/cm3. Cualquier procedimiento gravimétrico adecuado que proporcione una determinación de masa del material de espuma sólido por volumen unitario de la estructura de espuma puede ser utilizado para medir la densidad de espuma. Por ejemplo, un procedimiento gravimétrico ASTM descrito más completamente en la sección de métodos de prueba de la patente de E. U. A. 5,387,207 supra, es un método que puede ser empleado para la determinación de densidad. La densidad de espuma pertenece al peso por volumen unitario de una espuma lavada libre de emulsificantes, llenadores, tratamientos de superficie tales como sales, y similares. Las espumas útiles en la presente invención preferiblemente tendrán densidades en seco de aproximadamente 8 mg/cm3 a aproximadamente 77 mg/cm2, preferiblemente de aproximadamente 11 mg/cm3 a aproximadamente 63 mg/cm3 y aún muy preferiblemente de aproximadamente 13 mg/cm3 a aproximadamente 48cm3. Las espumas útiles para la presente invención pueden ser obtenidas polimerizando un tipo específico de emulsión de agua en aceite o HIPE teniendo una cantidad relativamente pequeña de una fase de aceite y una cantidad relativamente más grande de una fase de agua. Este proceso comprende los pasos de: A) formar una emulsión de agua en aceite a una temperatura específica y bajo mezclado de esfuerzo cortante específico de: 1) una fase de aceite que comprende: a) de aproximadamente 85 a aproximadamente 98% en peso de un componente de monómero capaz de formar un copolímero teniendo una temperatura de transición de vidrio de aproximadamente 35°C o menos, el componente de monómero comprendiendo: i) de aproximadamente 30 a aproximadamente 80 % en peso de por lo menos un monómero monofuncional substancialmente insoluble en agua capaz de formar un polímero amorfo atáctico teniendo una temperatura de transición de vidrio de aproximadamente 25°C o menos; ii) de aproximadamente 5 a aproximadamente 40%? en peso de por lo menos un comonómero monofuncional substancialmente insoluble en agua capaz de impartir rigidez aproximadamente equivalente a aquella provista por estireno; iii) de aproximadamente 5 a aproximadamente 30% en peso de un primer agente de reticulación polifuncional, substancialmente insoluble en agua seleccionado de divinilbencenos, trivinilbencenos, divinil- toluenos, divinilxilenos, divinilnaftalenos, divinilaquilbencenos, divinilfenantrenos, divinilbifenilos, divinildifenilmetanos, divinilbencilos, divinilfeniléteres, divinildifenil- sulfuros, divinilfuranos, divinilsulfuro, divinilsulfona, y mezclas de los mismos; y iv) de aproximadamente 0 a aproximadamente 10 15%o en peso de un segundo agente de reticulación polifuncional, substancialmente insoluble en agua seleccionado de acrilatos, metacrilatos, acrilamidas, metacrilamidas, polifuncionales, y mezclas de los mismos; y 15 b) de aproximadamente 2 aproximadamente 15% en peso de un componente emulsificante, el cual es soluble en la fase de aceite y el cual es adecuado para formar una emulsión de agua en aceite estable, el componente de emulsión comprendiendo: (i) un 20 emulsificante primario teniendo por lo menos aproximadamente 40% en peso de componentes emulsificantes seleccionados de monoésteres diglicerólicos de ácidos grasos de 16 a 22 átomos de carbono insaturados lineales, monoésteres 25 diglicerólicos de ácidos grasos de 16 a 24 átomos de carbono ramificados, éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes de 16 a 24 átomos de carbono ramificados, éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes grasos de 16 a 22 átomos de carbono lineales, insaturados, éteres monoalifáticos diglicerólicos de alcoholes de 12 a 14 átomos de carbono lineales saturados, monoésteres de sorbitán de ácidos grasos de 16 a 22 átomos de carbono lineales insaturados, monoésteres de sorbitán de ácidos grasos de 16 a 24 átomos de carbono ramificados y mezclas de los mismos; o (ii) la combinación de un emulsificante primario teniendo por lo menos 205 en peso de estos componentes de emulsificación y ciertos emulsificantes secundarios en una relación de peso de emulsificante primario a secundario de aproximadamente 50:1 a aproximadamente 1:4; y 2) una fase de agua comprendiendo una solución acuosa que contiene: (i) de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 20% en peso de un electrolito soluble en agua; y (¡i) una cantidad efectiva de un iniciador de polimerización; 3) una relación de volumen a peso de la fase de agua a la fase de aceite en la escala de aproximadamente 12:1 a aproximadamente 125:1; polimerizar el componente de monómero en la fase de aceite de la emulsión de agua en aceite para formar un material de espuma polimérico; y C) deshidratar opcionalmente el material de espuma polimérico. El proceso permite la formación de estas espumas absorbentes que son capaces de distribuir líquidos como resultado de tener propiedades cuidadosamente equilibradas como se describe en la presente. Estas propiedades se logran a través de la selección cuidadosa de reticuladores y tipos y niveles de monómero y parámetros de formación de emulsión, específicamente la cantidad de mezclado de esfuerzo cortante, la temperatura, y la relación de agua a aceite (la cual se traduce a la densidad final de la espuma seca). Las espumas poliméricas de acuerdo con la presente invención útiles para la misma, pueden ser preparadas a través déla polimerización de ciertas emulsiones de agua en aceite teniendo una relación relativamente alta de fase de agua a fase de aceite comúnmente conocida en la técnica como "HIPEs". Los materiales de espuma poliméricos que resultan de la polimerización de dichas emulsiones son denominados de aquí en adelante "espumas HIPE". Una descripción detallada de la preparación general de dichas HIPEs se presenta en la patente de E. U. A. 5,563,179 y la patente de E. U. A. No. 5,387,207, infra. Las cantidades relativas de las fases de agua y aceite utilizadas para formar las HIPEs son, entre muchos otros parámetros, importantes para determinar las propiedades estructurales, mecánicas y de funcionamiento de las espumas poliméricas resultantes. En particular, la relación de agua a aceite ("relación de W:O") en la emulsión varía en forma inversa con la densidad final de la espuma y pueden tener influencia en el tamaño de la celda y el área de superficie específica de succión capilar de la espuma y dimensiones de los postes que forman la espuma. Las emulsiones utilizadas para preparar las espumas HIPE útiles para esta invención generalmente tendrán una relación de volumen a peso de fase de agua a fase de aceite en la escala de aproximadamente 12:1 a aproximadamente 126:1, y muy típicamente de aproximadamente 15:1 a aproximadamente 90:1. Las espumas particularmente preferidas pueden hacerse a partir de HIPEs teniendo relaciones de aproximadamente 20:1 a aproximadamente 75:1. La porción mayor de la fase de aceite de las HIPEs comprenderá monómeros, comonómeros y agentes de reticulación tales como aquellos enumerados en la patente de E. U. A. 5,387,207, infra. Es esencial que estos monómeros, comonómeros y agentes de reticulación sean substancialmente insolubles en agua, de manera que sean principalmente solubles en la fase de aceite y no en la fase de agua. El uso de dichos monómeros substancialmente insolubles en agua asegura que las HIPEs de características apropiadas y estabilidad serán realizadas. Claro que, es altamente preferido que los monómeros, comonómeros, y agentes de reticulación utilizados en la presente sean del tipo de manera que la espuma polimérica resultante sea convenientemente no tóxica y apropiada y químicamente estable. Estos monómeros, comonómeros y agentes de reticulación preferiblemente deben tener poca o nada de toxicidad si está presente a concentraciones residuales muy bajas durante el procesamiento de espuma después de la polimerización y/o uso. Otro componente esencial de la fase de aceite es un componente emulsificante que permite la formación de HIPEs estables, Este componente emulsificante comprende un emulsificante primario y opcionalmente un emulsificante secundario, tales como aquellos enumerados en la patente de E. U. A. 5,387,207, infra. La fase de aceite utilizada para formar las HIPEs comprende de aproximadamente 85 a aproximadamente 98% en peso del componente de monómero y de aproximadamente 2 a aproximadamente 15% en peso del componente emulsificante. De preferencia, la fase de aceite comprenderá alrededor de 90 a 98% en peso del componente de monómero y alrededor de 3 a 10% en peso del componente emulsificante. La fase de aceite también puede contener otros componentes opcionales. Uno de estos componentes opcionales es un iniciador de polimerización soluble en aceite del tipo general conocido por aquellos expertos en la técnica, tal como se describe en la patente de E. U. A. 5,290,820 (Bass y otros) expedida el 1 de marzo de 1994, la cual se incorpora aquí por referencia. Otro componente opcional preferido es un antioxidante tal como un Estabilizador de Luz de Amina Impedida (HALS) y Estabilizadores Fenólicos Impedidos (HPS) o cualquier otro antioxidante compatible con el sistema iniciador empleado. Otros componentes opcionales incluyen plastificantes, llenadores, colorantes, agentes de transferencia de cadena, polímeros disueltos, y similares. La fase interna de agua discontinua de la HIPE generalmente es una solución acuosa que contiene uno o más componentes disueltos tales como aquellos enumerados en la patente de E. U. A. 5,387,207, infra. Un componente disuelto esencial de la fase de agua es un electrolito soluble en agua. El electrolito disuelto reduce al mínimo la tendencia de los monómeros, comonómeros y reticuladores que son principalmente solubles en aceite también a disolverse en la fase de agua. Esto, a su vez, se cree que reduce al mínimo el grado al cual el material polimérico llena las ventanas de las celdas en las superficies colindantes de aceite/agua formadas por las gotas de fase de agua durante la polimerización. De esta manera, la presencia del electrolito y la resistencia iónica resultante de la fase de agua se cree que determinan si y a que grado las espumas poliméricas preferidas resultantes pueden ser de celdas abiertas. Las HIPEs típicamente también contendrán un iniciador de polimerización. Dicho componente iniciador generalmente es agregado a la fase de agua de las HIPEs y puede ser cualquier iniciador de radical libre soluble en agua, convencional. Estos incluyen compuestos de peroxígeno tales como persulfatos de sodio, de potasio y de amonio, peróxido de hidrógeno, peracetato de sodio, percarbonato de sodio, y similares. También se pueden utilizar sistemas de iniciador redox convencionales. Dichos sistemas se forman combinando los compuestos de peroxígeno anteriores con agentes de reducción tales como bisulfito de sodio, ácido L-ascórbico o sales ferrosas. El iniciador puede estar presente hasta aproximadamente 20% molar con base en los moles totales de monómeros polimerízables presentes en la fase de aceite. Muy preferiblemente, el iniciador está presente en una cantidad de aproximadamente 0.001 a aproximadamente 105 molar con base en los moles totales de los monómeros polimerizables en la fase de aceite. El polímero que forma la estructura de espuma de HIPE preferiblemente estará substancialmente libre de grupos funcionales polares. Esto significa que la espuma polimérica será relativamente hidrofóbica por carácter. Estas espumas hidrofóbicas pueden encontrar utilidad en donde se desee la absorción de líquidos hidrofóbicos. Los usos de este tipo incluyen aquellos en donde un componente oleoso es mezclado con agua y se desea para separar y aislar el componente oleoso, tal como en el caso de derrames de aceite marino. Cuando estas espumas van a ser utilizadas como productos adsorbentes para líquidos acuosos, tales como derrames de jugo, leche, y similares, para limpiar y/o líquidos del cuerpo tales como orina, generalmente requieren de un tratamiento adicional para hacer que la espuma sea relativamente más hidrofílica. La hidrofilización de la espuma, si es necesario, en general puede lograrse tratando a la espuma de HIPE con un agente tensioactivo de hidrofilización en la forma descrita en la. patente de E. U. A. No. 5,387,207, infra. Estos agentes tensioactivos de hidrofilización pueden ser cualquier material que mejore la humectabilidad del agua de la superficie de espuma polimérica. Estos son bien conocidos en la técnica y pueden incluir una variedad de agentes tensioactivos, preferiblemente del tipo no iónico, tales como aquellos enumerados en la patente de E. U. A. No. 5,387,207, infra. Otro material que es típicamente incorporado en la estructura de espuma de HIPE es una sal inorgánica soluble en agua, hidratable, y preferiblemente higroscópica o delicuescente. Dichas sales incluyen, por ejemplo, sales de metal alcalinotérreo toxicológicamente aceptable. Las sales de este tipo y su uso con agentes tensioactivos solubles en aceite como el agente tensioactivo de hidrofilización de espuma se describe con mayor detalle en la patente de E. U. A. No. 5,352,711 (DesMarais), expedida el 4 de octubre de 1994, la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia. Las sales preferidas de este tipo incluyen los halogenuros de calcio tales como cloruro de calcio que, como se observó previamente, también pueden ser empleados como el electrolito de fase de agua en la HIPE. Las sales inorgánicas hidratables fácilmente pueden ser incorporadas tratando las espumas con soluciones acuosas de dichas sales. Estas soluciones de sal generalmente pueden ser utilizadas para tratar las espumas después del término de, o como parte del proceso para remover la fase de agua residual de las espumas justamente polimerizadas. El tratamiento de espumas con dichas soluciones preferiblemente deposita sales inorgánicas hidratables tales como cloruro de calcio en cantidades residuales de por lo menos aproximadamente 0.01% en peso de la espuma y típicamente en la escala de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 12%. El tratamiento de estas espumas relativamente hidrofóbicas con agentes tensioactivos de hidrofilización (con o sin sales hidratables) típicamente será realizado al grado necesario para impartir un carácter hidrofílico adecuado a la espuma. Algunas espumas del tipo preferido de HIPE, sin embargo, son convenientemente hidrofílicas al prepararse, y pueden tener incorporadas en las mismas cantidades suficientes de sales hidratables, requiriendo así de ningún tratamiento adicional con agentes tensioactivos de hidrofilización o sales hidratables. En particular, dichas espumas HIPE preferidas incluyen aquellas en donde ciertos emulsificantes de fase de aceite previamente descritos y cloruro de calcio son utilizados en la HIPE. En aquellos casos, las superficies es de espuma polimerizadas ¡nternas convenientemente serán hidrofílicas, e incluirán líquido de fase de agua residual conteniendo o depositando cantidades suficientes de cloruro de calcio, aún después de que las espumas poliméricas han sido deshidratadas a un grado practicable. La preparación de espumas típicamente implica los pasos de: 1) formar una emulsión de fase interna alta estable (HIPE); 2) polimerizar/cortar esta emulsión estable bajo condiciones adecuadas para formar una estructura de espuma polimérica; 3) opcionalmente lavar la estructura de espuma polimérica para remover la fase de agua residual original de la estructura de espuma polimérica y, si es necesario, tratar la estructura de espuma polimérica con un agente tensioactivo de hidrofilización y/o una sal hidratable para depositar cualquier agente tensioactivo y de hidrofilización/sal hidratable necesaria, y 4) después deshidratar esta estructura de espuma polimérica. El procedimiento se describe más completamente en la patente de E. U. A. No. 5,387,207, supra.
Artículos Absorbentes Los materiales de acuerdo con la presente invención son adecuados para un número de aplicaciones que requieren de transporte de fluido (es decir, recibir, mover, liberar), pero son particularmente útiles para artículos absorbentes. Con el fin de utilizar los materiales respectivos en estructuras absorbentes, estos materiales se pueden combinar con otros elementos para crear un miembro de manejo de fluido, el cual comprende materiales de acuerdo con la descripción como mostró anteriormente. Un artículo absorbente generalmente comprende: un núcleo absorbente o estructura de núcleo (el cual comprende los miembros de distribución de fluido mejorados de acuerdo con la presente invención, y el cual puede consistir de subestructuras); una lámina superior permeable al fluido; una lámina de respaldo impermeable al fluido; opcionalmente otros aspectos como elementos de cierre o elasticidad. La Figura 6 es una vista en planta de una modalidad ilustrativa de un artículo absorbente de la invención, el cual es un pañal. El pañal 20 se muestra en la Figura 6 en su estado con contraído, plano (es decir, con la contracción inducida por elástico jalada, excepto en los paneles laterales, en donde el elástico se dejó en su condición relajada) con porciones de la estructura cortadas para mostrar más claramente la construcción del pañal 20 y con la porción del pañal 20 que mira lejos del usuario, la superficie externa 52, mirando al visor. Como se muestra en la Figura 6, el pañal 20 comprende un ensamble de contención 22 comprendiendo preferiblemente una lámina superior permeable al líquido 24, una lámina de respaldo impermeable al líquido 26 unida a la lámina superior 24, y un núcleo absorbente 28 colocado entre la lámina superior 24 y la lámina de respaldo 26; paneles laterales elásticos 30; puños elásticos 32 para las piernas; un aspecto de cintura elástica 34; y un sistema de cierre comprendiendo un sistema de sujeción de tensión doble generalmente de pliegues múltiples designado con 36. El sistema de sujeción de tensión doble 36 preferiblemente comprende un sistema de sujeción primario 38 y un sistema de cierre de cintura 40. El sistema de sujeción primario 38 preferiblemente comprende un par de miembros de seguro 42 y un miembro de agarre 44. El sistema de cierre de cintura 40 se muestra en la Figura 6 y comprende preferiblemente un par de primeros componentes de unión 46 y un segundo componente de unión 48. el pañal 20 preferiblemente también comprende un parche de colocación 50 localizado subyacente a cada primer componente de unión 46. El pañal 20 se muestra en la Figura 6 teniendo una superficie externa 52 (que mira al visor en la Figura 6), una superficie interna 54 opuesta a la superficie externa 52, una primera región de cintura 56, una segunda región de cintura 58 opuesta a la primera región de cintura 56, y una periferia 60, la cual está definida por los bordes externos del pañal 20, en donde los bordes longitudinales están designados con 62 y los bordes extremos están designados con 64. La superficie interna 54 del pañal 20 comprende esa porción del pañal 20 que es colocada adyacente al cuerpo del usuario durante uso (es decir, la superficie interna 54 generalmente se forma al menos por una porción de la lámina superior 24 y otros componentes unidos a la lámina superior 24). La superficie externa 52 comprende esa porción del pañal 20 que está colocada lejos del cuerpo del usuario (es decir, la superficie externa 52 generalmente se forma al menos por una porción de la lámina de respaldo 26 y otros componentes unidos a la lámina de respaldo 26). La primera región de cintura 56 y la segunda región de cintura 58 se extienden, respectivamente, desde los bordes extremos 64 de la periferia 60 hacia la línea central lateral 66 del pañal 20. Las regiones de cintura cada una comprende una región central 68 y un par de paneles laterales, los cuales típicamente comprenden las porciones laterales externas de las regiones de cintura. Los paneles laterales colocados en la primera región de cintura 56 son designados como 70, mientras que los panales laterales en la segunda región de cintura 58 son designados con 72. aunque no es necesario que los pares de paneles laterales o cada panel lateral sea idéntico, preferiblemente son imágenes de espejo uno del otro. Los paneles laterales 72 colocados en la segunda región de cintura 58 pueden extenderse elásticamente en la dirección lateral (es decir, paneles laterales elásticos 30). (La dirección lateral (dirección o anchura x) es definida como la dirección paralela a la línea central lateral 66 del pañal 20; la dirección longitudinal (dirección o longitud y) siendo definida como la dirección paralela a la línea central longitudinal 67; y la dirección axial (dirección o espesor Z) siendo definida como la dirección que se extiende a través del espesor del pañal 20). La Figura 6 muestra un específico del pañal 20, en el cual la lámina superior 24 y la lámina de respaldo 26 tienen dimensiones de longitud y anchura generalmente mayores que aquellas del núcleo absorbente 28. La lámina superior 24 y la lámina de respaldo 26 se extienden más allá de los bordes del núcleo absorbente 28 para formar así la periferia 60 del pañal 20. La periferia 60 define el perímetro externo o, en otras palabras, los bordes del pañal 20. La periferia 60 comprende los bordes longitudinales 62 y los bordes extremos 64. Aunque cada puño elástico 32 para piernas puede ser configurado con el fin de ser similar a cualquiera de las bandas de pierna, aletas laterales, puños de barrera, o puños elásticos descritos anteriormente, se prefiere que cada puño elástico 32 para piernas comprenda por lo menos un puño de barrera interno 84 comprendiendo una aleta de barrera 85 y un miembro elástico de separación 86, tal como se describe en la patente de E. U. A. 4,909,803 anteriormente mencionada. En una modalidad preferida, el puño elástico 32 para piernas adicionalmente comprende un puño elástico de empaque 104 con uno o más filamentos elásticos 105, colocados fuera del puño de barrera 84 tal como se describe en la patente de E. U. A. 4,695,278 anteriormente mencionada.
El pañal 20 además comprende un aspecto de cintura elástica 34 que proporciona un ajuste y contención mejorados. El aspecto de cintura elástica 34 por lo menos se extiende longitudinalmente hacia fuera desde al menos uno de los bordes de cintura 83 del núcleo absorbente 29 en por lo menos la región central 68 y generalmente forma por lo menos una porción del borde extremo 64 del pañal 20. De esta manera, el aspecto de cintura elástica 34 comprende esa porción del pañal que por lo menos se extiende desde el borde de cintura 83 del núcleo absorbente 28 hacia el borde extremo 64 del pañal 20 y pretende quedar colocado adyacente a la cintura del usuario. Los pañales desechables generalmente son construidos con el fin de tener dos aspectos de cintura elástica, uno colocado en la primera región colocado y uno colocado en la segunda región de cintura. La banda de cintura elástica 35 del aspecto de cintura elástica 34 puede comprender una porción de la lámina superior 24, una porción de la lámina de respaldo 26 que preferiblemente ha sido mecánicamente estirada y un material de dos láminas comprendiendo un miembro elastomérico 76 colocado entre la lámina superior 24 y la lámina de respaldo 26 y el miembro elástico 77 colocado entre la lámina de respaldo 26 y el miembro elastomérico 76. Estos así como otros componentes del pañal se presenta con más detalle en WO 93/16669, la cual se incorpora aquí por referencia.
Núcleo Absorbente El núcleo absorbente debe de ser generalmente compresible, cómodo, no irritante a la piel del usuario, y capaz de absorber y retener líquidos tales como orina otros ciertos exudados del cuerpo. Como se muestra en la figura 6, el núcleo absorbente tiene una superficie de prenda de ropa interior (la parte "inferior" o "mas baja"), una superficie del cuerpo, bordes laterales y bordes de cintura. El núcleo absorbente puede - además del miembro de distribución de fluido de acuerdo con la presente invención -comprender una amplia variedad de materiales de manejo de líquidos o absorbentes de líquidos usados comúnmente en los pañales desechables y otros artículos absorbentes tales como - pero ni limitados a - pulpa de madera triturada a la cual generalmente se le refiere como filtro de aire; polímeros de extrusión por fusión y soplado incluyendo coforma; fibras celulósicas químicamente endurecida, modificada o reticulada; tisú que incluye envoltura de tisú o laminados de tisú. Ejemplos generales de estructuras absorbentes están descritas en la Patente de los Estados Unidos No. 4,610,678 titulada "Estructuras Absorbentes de Alta Densidad" expedida a Weisman y otros el 9 de Septiembre de 1986, la Patente de los Estados Unidos No. 4,673,402 titulada "Artículos Absorbentes con Núcleos de Capa Doble" expedida a Weisman y otros el 16 de Junio de 1987, la Patente de los Estados Unidos No. 4,888,231 titulada "Núcleo Absorbente que tiene una Capa Fina de Polvo" expedida a Angstadt el 19 de Diciembre de 1989; EP-A-0 640 330 de Bewick-Sonntag y otros; la Patente de los Estados Unidos No. 5,180,622 (Berg y otros); la Patente de los Estados Unidos No. 5,102,597 (Roe y otros); la Patente de los Estados Unidos No. 5,387,207 (LaVon). Tales estructuras se deben adoptar para ser compatible con los requerimientos delineados abajo para ser usados como el núcleo absorbente 28. El núcleo absorbente 28 puede ser una estructura unitaria de núcleo, o puede ser una combinación de varias estructuras absorbentes, que a su vez pueden consistir de una o mas subestructuras. Cada una de las estructuras o subestructuras puede tener una extensión esencialmente de dos dimensiones (es decir, ser una capa) o una configuración tridimensional.
Regiones de los artículos absorbentes En general, los artículos higiénicos absorbentes están destinados para ser usados alrededor del extremo inferior del torso del cuerpo. Es una característica de diseño esencial de estos artículos cubrir las regiones del cuerpo en donde ocurren las descargas ("regiones de descarga"), las cuales se extienden alrededor de las aberturas respectivas del cuerpo. Las zonas respectivas del artículo absorbente que cubren las regiones de descarga correspondientemente son denominadas como "zonas de carga". De esta manera, durante uso, los artículos generalmente están dispuestos sobre el usuario, de manera que se extienden (para una posición de pie del usuario) desde la entrepierna entre las piernas hacia arriba, tanto en la parte de enfrente y la parte trasera del usuario. En general, dichos artículos tienen una dimensión de longitud excediendo su dimensión de anchura, por lo que el artículo es usado de manera que el eje de la dimensión de longitud quede alineado con la dimensión de altura del usuario cuando está de pie, mientras que la dirección de anchura del artículo está alienada con una línea que se extiende de izquierda a derecha del usuario. Debido a la anatomía del usuario ser humano, el espacio entre las piernas del usuario generalmente confina el espacio disponible para el artículo en esta región. Para un buen ajuste, un artículo absorbente debe ser diseñado de manera que se ajuste bien en la región de entrepierna. Si la anchura del artículo es excesivamente ancha con relación a la anchura de entrepierna del usuario, el artículo puede ser deformado, lo cual puede dar como resultado un funcionamiento deteriorado y una comodidad reducida de los usuarios. El punto, en donde el artículo tiene su anchura más pequeña para fijarse mejor entre las piernas del usuario entonces coincide con el punto en el usuario, en donde la distancia entre las piernas es la más estrecha, y, para el alcance de la presente invención, es denominado como el "punto de entrepierna". Si el punto de entrepierna de un artículo no es obvio desde su forma, se puede determinar colocando el artículo sobre un usuario del grupo de usuario destinado (por ejemplo, un niño que empieza a caminar) preferiblemente en una posición de pie, y después colocar un filamento de extensión alrededor de las piernas en una configuración en forma de ocho, el punto en el artículo que corresponde al punto de intersección del filamento es considerado para ser el punto de entrepierna del artículo y consecuentemente también del núcleo absorbente siendo fijado dentro de este artículo.
Aunque este punto de entrepierna del artículo por lo general está en la mitad del artículo (en la dirección longitudinal), este no es necesariamente el caso. Puede ser muy bien que la parte del artículo que está destinada a ser utilizada enfrente en más pequeña que la parte trasera (o posterior), ya sea en su dimensión de longitud, o anchura, o ambos, o el área de superficie. También, el punto de entrepierna no necesita ser colocado a la mitad del núcleo absorbente, en particular cuando el núcleo absorbente no es colocado longitudinalmente centrado dentro del artículo. La región de entrepierna es el área que circunda el punto de entrepierna, con el fin de cubrir las aberturas de cuerpo respectivas, respectivamente las regiones de descarga. A menos que se mencione otra cosa, esta región se extiende sobre una longitud de 50% del total de la longitud del núcleo (que, a su vez es definida como la distancia entre los bordes de cintura frontal y trasero del núcleo, que pueden ser aproximados por líneas rectas perpendiculares a la línea central longitudinal). Si el punto de entrepierna es colocado a la mitad del artículo, entonces la región de entrepierna comienza (cuando se cuenta desde el borde de núcleo frontal) a un 25%> de la longitud total y se extiende hasta un 75% de la longitud total del núcleo. O, el cuarto frontal y el trasero de la longitud del núcleo absorbente no pertenecen a la región de entrepierna, donde descansa. La longitud de región de entrepierna siendo del 50% del total de la longitud del núcleo absorbente ha sido derivada para pañales para bebés, en donde se ha confirmado que existe un medio adecuado para describir el fenómeno de manejo de fluido. Si la presente invención se aplica en artículos que tienen dimensiones drásticamente diferentes, puede ser necesario reducir este 50% (como en el caso para artículos de incontinencia severa) o incrementar esta relación (como en el caso de artículos de incontinencia ultraligera o ligera). En términos más generales, esta región de entrepierna del artículo no debe ser extendida más allá de la región de descarga del usuario. Si el punto de entrepierna es colocado desviado del punto medio del artículo, la región de entrepierna sigue cubriendo un 50% de la longitud total del artículo (en dirección longitudinal), sin embargo, no uniformemente distribuida entre la parte frontal y trasera, pero proporcionalmente ajustada a esta desviación. Como un ejemplo de un artículo que tiene una longitud total de núcleo de 500 mm, y teniendo un punto de entrepierna, el cual está colocado en forma centrada, la región de entrepierna se extenderá de 125 mm desde el borde frontal hasta 375 mm desde el borde frontal. O, si el punto de entrepierna yace 50 mm desviado hacia el borde de núcleo frontal (es decir, estando 200 mm lejos del borde de núcleo frontal), la región de entrepierna se extiende de 100 mm a 350 mm. En términos generales, para un artículo que tiene una longitud total de núcleo de Lc, un punto de entrepierna estando a una distancia Lcp lejos del borde de núcleo frontal, y una longitud de zona de entrepierna de Lcz, el borde frontal de dicha zona de entrepierna estará colocado a una distancia de: -fecz = LCP*(1-LC2/LC).
Por ejemplo, el artículo absorbente puede ser un pañal para bebés, para ser utilizado por niños que empiezan a caminar (es decir, con un peso de bebé de aproximadamente 12 a 18 kilogramos), por lo que el tamaño del artículo en el mercado generalmente es denominado como tamaño MAXI. Después, el artículo tiene que ser capaz de recibir y retener tanto materiales fecales como orina, mientras que para el contexto de la presente invención, la región de entrepierna tiene que ser capaz de recibir principalmente cargas de orina. El área y tamaños totales de la región de entrepierna, por supuesto, también depende de la anchura respectiva del núcleo absorbente, es decir, si el núcleo es más angosto en la región de entrepierna que fuera de la región de entrepierna, la región de entrepierna tiene un área más pequeña (superficie) que el área restante del núcleo absorbente. Aunque se puede contemplar, que los límites entre la región de entrepierna y el resto del artículo también puedan ser curvilíneos, son aproximados dentro de la presente descripción para ser líneas rectas, perpendiculares al eje longitudinal del artículo.
La "región de entrepierna" está confinada adicionalmente por la anchura del núcleo en esta región respectiva y el "área de región de entrepierna" por la superficie siendo definida por la longitud de región de entrepierna y la anchura respectiva. Como un elemento complementario a la región de entrepierna, el núcleo absorbente también comprende por lo menos una, pero en su mayoría dos regiones de cintura, extendiéndose hacia la parte frontal y/o la parte trasera del núcleo absorbente fuera de la región de entrepierna.
Capacidad de Diseño v Capacidad de Almacenamiento Final Con el fin de ser capas de comparar artículos absorbentes variando las condiciones de uso extremas, o artículos con tamaños diferentes, la "capacidad de diseño" se ha encontrado que es una medida conveniente. Por ejemplo los bebés que están representando un grupo típico de usuario, pero aún dentro de este grupo la cantidad de carga de orina, frecuencia de carga, composición de la orina variarán ampliamente desde los bebés más pequeños ( bebés recién nacidos) a niños que comienzan a andar, en un lado, o también por ejemplo entre varios niños individuales que comienzan a andar. Otro grupo de usuarios puede ser de niños mayores, que aún sufren de alguna forma de incontinencia. También, los adultos incontinentes pueden usar tales artículos, nuevamente con un amplio intervalo de condiciones de carga, referidos generalmente como incontinencia ligera que varía hasta incontinencia severa. Mientras la persona experta en la técnica fácilmente será capaz de transferir las enseñanzas a otros tamaños para discusiones posteriores, la atención será puesta sobre bebés del tamaño de los niños que apenas comienzan a andar. Para tales usuarios las cargas de orina por arriba de 75 ml. por evacuación, con un promedio de cuatro evacuaciones por período de uso que resulta en una carga fecal de 300 ml., y se ha encontrado que son suficientemente representativas las velocidades de evacuación de 15 ml/seg. Por lo tanto, tales artículos siendo capaces de salir adelante con tales requerimientos deben de tener la capacidad de recolectar tales cantidades de orina, las cuales serán referidas para las discusiones posteriores como "capacidad de diseño". Esas cantidades de fluidos tienen que ser absorbidas por materiales que pueden almacenar últimamente los fluidos corporales, o al menos las partes acuosas de ellos, de manera tal que - si lo hay - solo poco fluido depositado sobre la superficie del artículo hacia la piel del usuario. El término "última o final" se refiere en un respecto a la situación del artículo absorbente en largos tiempos de uso, en el otro respecto a materiales absorbentes que alcanzan su capacidad "final" cuando están equilibrados con su ambiente. Esto puede ser en tal artículo absorbente bajo condiciones reales de uso después de largos tiempos de uso, o esto también puede ser en un procedimiento de prueba para materiales puros o materiales compuestos. Como muchos de los procesos bajo consideración tienen un comportamiento cinético asintótico, un experto en la técnica fácilmente considerará que se alcanzan las capacidades "finales" cuando la capacidad actual ha alcanzado un valor suficientemente cercano al punto final asintótico, por ejemplo, relativo a la precisión del equipo de medición. Como un artículo absorbente puede comprender materiales que primeramente están diseñados para almacenar fluidos últimamente, y otros materiales que son diseñados primeramente para satisfacer otras funciones tales como adquisición y/o distribución del fluido, pero aún puede tener una cierta capacidad de almacenamiento última, conveniente para materiales del núcleo de acuerdo con la presente invención están descritas sin pretender separar artificialmente tales funciones. No obstante, la última capacidad de almacenamiento se puede determinar por núcleo absorbente total, para las regiones de anteriores, para las estructuras absorbentes, o aún subestructuras, pero también para materiales como son usados en cualquiera de los permeables. Como se discutió arriba para variar las dimensiones del artículo, un experto en la técnica será capaz de adoptar fácilmente las capacidades de diseño apropiadas para otros grupos de usuarios propuestos.
Materiales para ser usados en núcleos absorbentes El núcleo absorbente para la presente invención puede comprender materiales fibrosos para formar bandas fibrosas o matrices fibrosas. Las fibras útiles incluyen aquellas que son fibras que ocurren de manera natural (modificadas o no modificadas), tales como fibras hechas sintéticamente. Ejemplos de fibras convenientes que ocurren de manera natural no modificadas/modificadas incluyen algodón, esparto, bagazo, kemp, lino, seda, lana, pulpa de madera, pulpa de madera modificada químicamente, yute, rayón, celulosa de etilo, y acetato de celulosa. Las fibras sintéticas convenientes pueden ser de cloruro de polivinilo, fluoruro de polivinilo, politetrafluoretileno, cloruro de polivinildieno, poliacrí lieos tales como ORLON®, acetato de polivinilo, acetato de pol?eti Ivin ilo , alcohol de polivinilo soluble o no soluble, poliefinas tales como polietileno (por ejemplo PULPEX®) y polipropileno, poliamidas tales como nylon, poliésteres tales como DACRON® O KODEL®, poliuretanos, poliésteres, y similares. Las fibras usadas pueden comprender solamente fibras que ocurren naturalmente, solamente fibras sintéticas o cualquier combinación compatible de fibras sintéticas o que ocurran de manera natural. Las fibras usadas en la presente invención pueden ser hidrofílicas, o puede ser una combinación de ambas fibras hidrofílicas e hidrofóbicas. Para muchos núcleos absorbentes o estructuras centrales de acuerdo con la presente invención, se prefiere el uso de fibras hidrofílicas. Las fibras hidrofílicas convenientes para el uso en la presente invención incluye fibras celulósicas, fibras celulósicas modificadas, rayón, fibras de poliéster tales como tereftalato de polietileno, (por ejemplo DACRON®) nylon hidrofílico (HYDROFIL®) y similares. Las fibras hidrofílicas convenientes también se pueden obtener hidrofilizando las fibras hidrofóbicas, tal como fibras termoplásticas tratadas por agentes tensioactivos o tratadas por sílica derivadas de, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y por el estilo. Las fibras de pulpa de madera convenientes se pueden obtener de procesos químicos bien conocidos tales como - pero no limitados a - los procesos Kraft y de sulfito. Un tipo de fibras adecuado adicional es la celulosa químicamente endurecida. Como aquí se usa, el término "fibras de celulosa endurecidas químicamente" significa fibras celulósicas que han sido endurecidas por medios químicos para aumentas la dureza de las fibras bajo ambas condiciones seca y acuosa. Tales medios pueden incluir la adición de un agente de endurecimiento térmico que, por ejemplo, cubra y/o impregne las fibras. Tales medios también pueden incluir el endurecimiento de las fibras alternado la estructura química, por ejemplo reticulando las cadenas de polímeros. Los agentes de endurecimiento polimérico que cubren o impregnan las fibras de celulosa incluyen: almidones modificados catiónicos que tienen grupos que contienen nitrógeno (por ejemplo grupos amino) tales como aquellos disponibles de National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, EUA, látex, resinas resistentes a la humedad tales como resina de poliamidaepiclorohidrina (por ejemplo Kymene® 557H, Hercules, Inc. Wilmington, Delawaare, EUA), resinas de poliacrilamida descritas, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 3,556,932 (Coscia y otros), expedida el 19 de Enero de 1971; poliacrilamidas disponibles comercialmente distribuida por American Cyanamide Co., Standford, CT, EUA, bajo la marca Parez® 631 NC; resinas de formaldehído de urea y de formaldehído de melamina, y resinas de polietilenimina. Estas fibras también se pueden endurecer por reacción química. Por ejemplo, se pueden aplicar a las fibras agentes de reticulación, que subsecuente a la aplicación, se causan de forma química de uniones reticuladas entre las fibras. Estas uniones reticuladas pueden incrementar la dureza de las fibras. Mientras que se prefiere la utilización de uniones reticuladas entre las fibras para endurecer de manera química la fibra, no se pretende excluir otros tipos de reacción para el endurecimiento químico de las fibras. Las fibras endurecidas por uniones reticuladas en forma individualizada (por ejemplo, las fibras endurecidas individualizadas, así como el proceso para su preparación) están divulgadas, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 3,224,926 (Bernardin) expedida el 21 de Diciembre de 1965, la Patente de los Estados Unidos No. 3,440,135 (Chung), expedida el 22 de Abril de 1969; la Patente de los Estados Unidos No. 3,932,209 (Chatterjee), expedida el 13 de Enero de 1976; y la Patente de los Estados Unidos No. 4,035,147 (Sangenis y otros), expedida el 19 de Diciembre de 1989; la Patente de los Estados Unidos No. 4,898,642d (Moore y otros) expedida el 6 de Febrero de 1990; y la Patente de los Estados Unidos No. 5,137,537 (Herrón y otros), expedida el 11 de Agosto de 1992. En las fibras endurecidas actualmente preferidas, el proceso químico incluye reticulación entre las fibras con agentes reticulantes mientras que tales fibras están en una condición relativamente deshidratada, desfibrada (por ejemplo, individualizada), torcida, enrizada. Los agentes de endurecimiento químico típicamente son agentes reticulados que incluyen especialmente ácidos policarboxílicos C2-C9 tales como el ácido cítrico. Preferiblemente, estas fibras endurecidas son torcidas y enrizadas como se describe con mayor detalle en la patente de los Estados Unidos No. 4,898,642. Estas fibras celulósicas químicamente endurecidas tienen ciertas propiedades que las hacen particularmente útil en ciertos absorbentes, relativas a fibras celulósicas no endurecidas. Adicionalmente a ser hidrofílicas, éstas fibras endurecidas tienen combinaciones únicas de dureza y resiliencia. Adicionalmente o alternativamente las fibras termoplásticas o sintéticas pueden estar comprendidas en las estructuras absorbentes, estando hechas de cualquier polímero termoplástico que pueda ser fundido a temperaturas que dañen extensamente las fibras. Preferiblemente, el punto de fusión de éste material termoplástico será menos de alrededor de 190°C y preferiblemente entre alrededor de 75° y alrededor de 175°C. En cualquier evento, el punto de fusión de éste material termoplástico no debe ser menor que la temperatura a la cual las estructuras absorbentes unidas térmicamente, cuando se usan en artículos absorbentes, están probablemente para ser almacenadas. El punto de fusión del material termoplástico típicamente no es menor de alrededor de 50°C. Los materiales termoplásticos, y en particular las fibras termoplásticas pueden estar hechos de una variedad de polímeros termoplásticos, que incluyen poliolefinas tales como polietileno, (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliésteres, copoliésteres, acetato de polivinilo, poliamidas, copoliamidas, poliestirenos, poliuretanos, y copolímeros de cualquiera de los anteriores tales como cloruro de vinilo/acetato de vinilo, y por el estilo. Los materiales termoplásticos convenientes incluyen fibras hidrofóbicas que han sido hechas hidrofílicas, tales como fibras termoplásticas tratadas por agentes tensioactivos o tratados con sílica derivadas de, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares. La superficie de la fibra termoplástica hidrofóbica puede ser convertida en hidrofílica por tratamiento con un agente tensioactivo, tal como un agente tensioactivo no iónico o aniónico, por ejemplo, rociando la fibra con un agente tensioactivo, bañando la fibra dentro de un agente tensioactivo o incluyendo el agente tensioactivo como parte del polímero fundido en la producción de la fibra termoplástica. Sobre la fusión y la resolidificación, el agente tensioactivo tenderá a permanecer en la superficie de la fibra termoplástica. También se pueden usar agentes tensioactivos que incluyen agentes tensioactivos no ¡ónicos tales como Brij® 76 fabricados por ICI Americas, Ine, de Wilmington, Delawer, y varios agentes tensioactivos vendidos bajo el nombre comercial de Pegosperse® por Glyco Chemical Inc. de Gr.eenwich, Connecticut. Además de los agentes tensioactivos no iónicos, también se pueden usar agentes tensioactivos aniónicos. Estos agentes tensioactivos se pueden 7 aplicar a las fibras termoplásticas en los niveles de, por ejemplo, desde al rededor de 0.2 a alrededor de 1 gramo de centímetro cuadrado de fibra termoplástica. Las fibras termoplásticas convenientes pueden estar hechas de un polímero simple, (fibras monocomponentes), o pueden estar hechas de mas de un polímero (por ejemplo fibras bicomponentes). Por ejemplo, las "fibras bicomponentes" se pueden referir a las fibras termoplásticas que comprende un núcleo de fibra hecho de un polímero que está encerrado dentro de una coraza termoplástica hecha de un polímero diferente. El polímero que comprende la coraza siempre funde a una temperatura diferente, típicamente mas baja, que la del polímero que comprende el núcleo. Como un resultado, éstas fibras bicomponentes proporcionan unión térmica debida a la fusión del polímero de la coraza, mientras que se conservan las características de resistencia deseables del polímero del núcleo. Las fibras bicomponentes pueden incluir fibras de coraza/núcleo que tienen las siguientes combinaciones de polímeros: polietileno/polipropileno, acetato de polietilvinil/polipropileno, polietileno/poliéster, polipropileno/poliéster, copoliéster/poliéster, y por el estilo. Particularmente, las fibras termoplásticas bicomponentes convenientes para uso aquí son aquellas que tienen un núcleo de polipropileno o poliéster, y una coraza que funde mas bajo de copoliéster, acetato de polietilvinilo o polietileno (por ejemplo fibras de DANACLON®, CELBOND® o CHISSO®). Estas fibras bicomponentes pueden ser concéntricas o excéntricas. Como aquí se usa, los términos "concéntrico" y "excéntrico" se refieren a si la coraza tiene un grosor que es plano, o no plano, a través del área de sección transversal de la fibra bicomponente. Las fibras excéntricas bicomponentes pueden ser deseables en proporcionar mas resistencia compresiva en grosores de fibra menores. Las fibras bicomponentes convenientes para usarse ahí pueden estar ya sea desenrizada (por ejemplo curvado). Las fibras bicomponentes pueden estar rizadas por medios textiles típicos tales como, por ejemplo, un método de niño Stuffer o el método de rizar prendas para alcanzar un rizo predominantemente de dos dimensiones o "plano". En el caso de fibras termoplásticas, su longitud puede variar dependiendo del punto de fusión particular y otras propiedades deseadas para éstas fibras. Típicamente, éstas fibras termoplásticas tienen una longitud de desde alrededor de 0.3 a alrededor de 7.5 cm de largo, preferiblemente de alrededor de 0.4 a alrededor de 3.0 cm de largo. Las propiedades, incluyendo el punto de fusión, de éstas fibras termoplásticas también se pueden ajustar variando el diámetro (calibre)de las fibras. El diámetro de éstas fibras termoplásticas típicamente está definido en términos de ya sea de denier (gramos por 900 metros) o decitex (gramos por 10,000 metros decitex.) Dependiendo del arreglo específico dentro de la estructura, las fibras termoplásticas convenientes pueden tener un decitex en el intervalo desde bien por debajo de 1 decitex, tal como 0.4 decitex a alrededor de 20 dtex. Dichos materiales fibrosos pueden ser usados en una forma individualizada cuando los artículos absorbentes están siendo producidos, y se forma sobre la línea una estructura fibrosa colocada por aire. Dichas fibras también se pueden usar como una banda fibrosa preformada o tisú. Entonces, las estructuras se suministran a la producción del artículo esencialmente en forma muy larga o extrema (por ejemplo en un rollo, carrete) y después será cortado en el tamaño apropiado. Esto se puede hacer en cada uno de tales materiales individualmente antes de que éstos sean combinados con otros materiales para formar el núcleo absorbente, o cuando el núcleo mismo se corta y dichos materiales son coextensivos con el núcleo. Hay una amplia variedad de hacer tales bandas o tisúes, y tales procesos son bien conocidos en la técnica. Con respecto a las fibras usadas para producir tales bandas, en principio no hay limitación cercana - pensado que ciertos procesos de unión y de formación de bandas específicas no deben de ser completamente compatibles con ciertos tipos de materiales o fibras.
Cuando se observan fibras individualizadas como materiales de inicio para elaborar una banda, éstos pueden ser depositados en un medio fluido - si éste es gaseoso (aire) tales estructuras generalmente a tales estructuras se les refiere como "colocadas por aire", si éste es líquido a tales estructuras generalmente se les refiere como "colocadas en húmedo". El "colocado en húmedo" se usa ampliamente para producir tisúes de papel con un amplio intervalo de propiedades. Este termino es mas comúnmente usado con materiales celulósicos, sin embargo también se pueden incluir materiales sintéticos. El "colocado en seco" se usa ampliamente para bandas no tejidas y siempre se puede usar el procedimiento de cardado para formar tales bandas. También el comúnmente conocido "tisúes colocados por aire" cae dentro de ésta categoría. Un polímero fundido puede ser extruído en fibras las cuales después pueden formar directamente una banda (por ejemplo, omitir el paso del proceso de hacer fibras individuales las cuales después son formadas en una banda en un paso separado del proceso). A las estructuras resultantes comúnmente se les refiere como no tejidas del tipo de extrusión por fusión y soplado o - si las fibras son significativamente mas tirables - bandas de hilado pegado. Por otro lado, las bandas también pueden ser formadas combinando una o mas de las tecnologías de formación. Con el fin de dar ciertas propiedades de integridad y resistencia a las estructuras de la banda, generalmente éstas están unidas. Las tecnologías usadas mas ampliamente son (a) unión química o (b) termo unión fundiendo una parte de la tal banda. Para lo posterior, las fibras se pueden comprimir, resultando en distintos puntos de unión, lo cuales, por ejemplo para los materiales no tejidos, pueden cubrir una porción significante del área total, no son no unes valores del 20 %?. O se puede aplicar - particularmente útiles en materiales en los cuales se desean bajas densidades - la unión "a través de aire", donde las artes de los polímeros, por ejemplo el material de la coraza de una fibra-BiCo se funden por medio de aire calentado que pasa a través de la banda (siempre colocada por aire). Después de que las bandas se forman y se unen, éstas pueden ser tratadas adicionalmente para modificar las propiedades específicas. Esto puede ser - como uno de varios ejemplos posibles - agente tensioactivo adicional para convertir las fibras hidrofóbicas mas hidrofílicas, o viceversa. También, el tratamiento mecánico posterior a la formación, tal como se divulgó en la solicitud Europea 96108427.4 se puede usar para impartir propiedades particularmente útiles para tales materiales. Preferiblemente los núcleos absorbentes pueden comprender además de o alternativamente bandas fibrosas, otros materiales porosos, tales como espumas, en particular materiales de espuma polimérica absorbente de celda abierta como se describió en lo anterior.
Polímeros superabsorbentes o hidrogel De manera opcional, y siempre preferible, las estructuras absorbentes de acuerdo con la presente invención pueden comprender polímeros superabsobentes o hidrogeles. Los polímeros absorbentes que forman hidrogel útiles en la presente invención incluyen una variedad de polímeros sustancialmente insolubles en agua pero hinchables en agua capaces de absorber grandes cantidades de líquidos. Tales materiales polímeros también son comúnmente referidos como materiales "hidrocoloides" o "superabsorbentes". Estos polímeros absorbentes que forman hidrogel tiene una multiplicidad de grupos funcionales, aniónicos, tales como ácido sulfónico, y más típicamente grupos carboxilo. Ejemplos de los polímeros convenientes para su uso aquí incluyen aquéllos que son preparados de los monómeros que contienen ácido, insaturados, polimerizables. Algunos monómeros no ácidos también se pueden incluir ahí, usualmente en cantidades menores, en la preparación de polímeros absorbentes que forman hidrogel. Algunos monómeros no ácidos pueden incluir, por ejemplo los esteres solubles en agua o dispersables en agua de los monómeros que contienen ácidos, así como los monómeros que no contienen en absoluto grupos de ácidos sulfónicos o carboxílicos. Ejemplo de tales materiales bien conocidos están descritos por ejemplo en la Patente de los Estados Unidos No. 4,076,663 (Masuda y otros), expedida el 18 de febrero de 1978, y la Patente de los Estados Unidos No. 4,062,817 (Westerman), expedida el 13 de diciembre de 1977. Los polímeros absorbentes que forman hidrogel conveniente para la presente invención contienen grupos carboxilo. Estos polímeros incluyen copolímeros de inserto de acrilonitrilo-almidón hidrolizado, copolímeros de inserto de acrilonitrilo-almidón parcialmente neutralizado, copolímeros de inserto de ácido acrílico-almidón, copolímeros de inserto de ácido acrílico-almidón parcialmente neutralizados, copolímeros de éster acrílico-acetato de vinilo saponificado, copolímeros de acrilamida o acrilonitrilo hidrolizados, polímeros de red suavemente reticulada de cualquiera de los copolímeros anteriores, ácido poliacrílico neutralizado parcialmente, y copolímeros de red suavemente reticulada de ácido poliacrílico parcialmente neutralizada. Estos polímeros se pueden utilizar ya sea solos o en la forma de una mezcla de dos o más polímeros diferentes. Ejemplos de estos materiales poliméricos están divulgados en la Patente de los Estados Unidos No. 3,661,875, Patente de los Estados Unidos No. 4,076,663, Patente de los Estados Unidos No. 4,093,776, Patente de los Estados Unidos No. 4,666,983, y la Patente de los Estados Unidos No. 4,734,478. Los materiales polímeros más preferidos para el uso en la elaboración de partículas que forman hidrogel son polímeros de red suavemente reticuladas de ácidos poliacrílicos neutralizados parcialmente y almidones derivados de los anteriores. Más preferiblemente, las partículas que forman hidrogel comprenden desde alrededor de 50 a alrededor de 95%), preferiblemente alrededor de 75%, de ácido poliacrílico, de red suavemente reticulada, neutralizado (por ejemplo, poli (ácido acrílico-acrilato de sodio)). Como se describió más arriba, los polímeros absorbentes que forman hidrogel son preferiblemente de red suavemente reticulada. Reticular la red sirve para convertir el polímero sustancialmente ¡nsoluble en agua y, en partes, determinan la capacidad absorbente y las características del contenido de polímeros extraíbles de las partículas precursoras y las macroestructuras resultantes. Los procesos para reticular la red, los polímeros y los agentes típicos para reticular la red están descritos con mayor detalle en la arriba referenciada Patente de los Estados Unidos No. 4,076,663, y en DE-A-4020780 (Dahmen). Los materiales superabsorbentes se pueden usar en forma de partículas o de forma fibrosa y también pueden estar combinados otros elementos para formar estructuras preformadas.
En tanto que los elementos individuales han sido divulgados separadamente, y sus estructuras absorbentes pueden estar elaboradas combinando uno o más de esos elementos. Sin pretender un efecto limitante, lo siguiente describe combinaciones convenientes: i) Polímero Superabsorbente Particular (PSP) mezclado con fibras celulósicas u otras. Por principio básico está bien estabilizado y conocido, sin embargo en el intento de reducir la delgadez de los artículos, se han empleado recientemente proporciones mayores y mayores de pesos de PSP a fibras. Dentro de esta materia, las combinaciones del PSP con ligantes tales como adhesivos de fundido por calor, (tales como los divulgados en EP-A-0.695.541) o con material polimérico fundible (tal como partículas PE) pueden ser una herramienta conveniente para inmovilizar el PSP; ii) PSP que forman una subestructura por las reticulaciones entre las partículas, tal como se describe en EUA; iii) PSP fibroso estando mezclado con otras fibras, o formando una trama PSP fibrosa, tal como se describe en EUA/EP; ¡v) Estructuras de espuma que comprenden materiales superabsorbentes en partículas, tal como se describe en EUA/EP.
Ejemplos Estos ejemplos ilustran la preparación específica de las espumas de HIPE aplastadas útiles para la presente invención.
Muestras 1, 2, 3 HIPEs como Material de Distribución Las siguientes muestras A.5 a la A.7 son del tipo de espuma polimérica, y se prepararon como se describe generalmente en la sección de ejemplos de la patente de E. U. A. No. 5,563,179, supra. En general, este proceso comprende un mezclado apropiado de una fase acuosa conteniendo sales seleccionadas con una fase oleosa conteniendo monómeros y emulsificantes seleccionados. La fase acuosa típicamente contiene un iniciador tal como persulfato de potasio y una sal inorgánica tal como cloruro de calcio. La fase acuosa típicamente contiene una mezcla de monómeros tales como acrilato de 2-etilhexilo y monómeros de reticulación tales como divinil benceno (el cual contiene etil-estireno como una impureza), y diacrilato de 1 ,6-hexanodiol. También se pueden agregar a cualquier fase auxiliares tales como antioxidantes, agentes opacadores, pigmentos, colorantes, llenadores, y otros químicos generalmente no reactivos. Las corrientes separadas de la fase de aceite y la fase de agua (típicamente calentadas de entre aproximadamente 30 y aproximadamente 90°C) son alimentadas a un aparato de mezclado dinámico. El mezclado total de las corrientes combinadas en el aparato de mezclado dinámico se logra a través de un impulsor de pasador. La relación de la fase acuosa y la fase oleosa, denominada como la "relación de agua a aceite", o W:O, es utilizada para controlar la densidad de la espuma final producida. Una descripción detallada del aparato y los procedimientos para establecer la formación inicial de HIPE se describe con más detalle en la sección de ejemplos de la patente de E. U. A. No. 5,563,179, supra. Una vez que se llena la fijación del aparato, la agitación comienza en el mezclador dinámico, con el impulsor girando a una RPM específica. La velocidad de flujo de la fase de agua después es establemente incrementada a una velocidad de 44.1 cm3/seg en un período de tiempo de aproximadamente 30 segundos, y la velocidad de flujo de fase oleosa se reduce a 1.25 g/seg durante un período de aproximadamente 1 minuto. La presión de retroceso creada por los mezcladores dinámico y estático en este punto típicamente es de entre aproximadamente 21 a aproximadamente 55 kPa. La velocidad del impulsor después se ajusta a la rpm deseada durante un período de 120 segundo. La presión de regreso del sistema responde a este ajuste y permanece constante después. La HIPE del mezclador estático es recogida en un recipiente de polipropileno redondo, 43 cm de diámetro y 10 cm de altura, con un inserto concéntrico hecho de plástico Celcon. El inserto tiene un diámetro de 12.7 cm en su base y un diámetro de 12 cm en su parte superior y tiene una altura de 17.1 cm. Los recipientes que contienen HIPE se mantienen en un cuarto a 65°C durante 18 horas para curar y proporcionar una espuma HIPE polimérica. La espuma HIPE curada es removida de los recipientes. La espuma en este punto contiene fase de agua residual (conteniendo emulsificantes disueltos, electrolitos, residuos de iniciador, e iniciador). Las espuma es rebanada con una cuchilla de sierra de movimiento recíproco afilada en dos láminas de espesor deseado. Estas láminas después son sometidas a compresión en una serie de dos rodillos porosos equipados con vacío, el cual gradualmente reduce el contenido de fase de agua residual de la espuma a aproximadamente dos veces (2X) el peso de los monómeros polimerizados. En este punto, las láminas después son resaturadas con una solución al 4% de CaCI2 a 60°C, son comprimidas en una serie de 3 rodillos porosos equipados con vacío a un contenido de fase de agua de aproximadamente 2X el contenido de CaCI2 de la espuma es de entre 2 y 10%. La espuma de HIPE después es secada con aire durante aproximadamente 16 horas o secada térmicamente en forma continua. Dicho secado reduce el contenido de humedad a aproximadamente 4-20% en peso del material polimerizado.
Muestra 1 Se disolvieron 36.32 kg de cloruro de calcio anhidro y 189 gramos de persulfato de potasio en 378 litros de agua. Esto proporciona la corriente de fase de agua que será utilizada en un proceso continuo para formar una emulsión de HIPE. A una combinación de monómero comprendiendo divinil benceno destilado (39% de divinil benceno y 61% de etilo-estireno) (2640 g), acrilato de 2-etilhexilo (4720 g), y diacrilato de hexanodiol (640 g) se le agregó un emulsificante de monooleato de diglicerol (480 g), metiisulfato de dicebo dimetil amonio (80 g) y Tinuvin 765 (20 g). El emulsificante de monooleato de digliceron (Grindsted Products: Brabrand, Denmark) comprende aproximadamente 81% de monooleato de diglicerol, 1% de otros monoésteres diglicerólicos, 3% de polioles y 15% de otros esteres poliglicerólicos, imparte un valor de tensión interfacial de aceite/agua mínimo de aproximadamente 2.7 dinas/cm y tiene una concentración de agregación crítica de aceite/agua de aproximadamente 2.8% en peso. Después del mezclado, esta combinación de materiales se deja sedimentar durante la noche. No se formó ningún residuo visible y toda la mezcla se retiró y se utilizó como la fase oleosa en un proceso continuo para formar una emulsión de HIPE. Corrientes separadas de la fase de aceite (25°C) y la fase de agua (53°-55°C) se alimentaron a un aparato de mezclado dinámico. Un mezclado completo de las corrientes combinadas en el aparato de mezclado dinámico se logra a través de un impulsor de pasador. El impulsor de pasados comprende una flecha cilindrica con una longitud de aproximadamente 36.5 cm con un diámetro de aproximadamente 2.9 cm. La flecha mantiene 6 filas de pasadores, 3 filas teniendo 33 pasadores y 3 filas teniendo 34 pasadores, cada uno de los tres pasadores en cada nivel dispuesto a un ángulo de 120° entre sí, con el siguiente nivel dispuesto a 60° a su nivel cercano con cada nivel separado por .03 mm, cada pasador teniendo un diámetro de 0.5 cm extendiéndose hacia fuera desde el eje central de la flecha a una longitud de 2.3 cm. El impulsor de pasador es montado en un manguito cilindrico, el aparato de mezclado dinámico, y los pasadores tienen un claro de 1.5 mm a partir de las paredes del manguito cilindrico. Una porción menor del efluente que sale del aparato de mezclado dinámico es retirada y entra a una zona de recirculación, como se muestra en la figura en la solicitud de patente de E. U. A. copendiente serie No. 08/716,510 (T. A. DesMarais), presentada el 17 de septiembre de 1996 (incorporada aquí por referencia). La bomba de Waukesha en la zona de recirculación regresa la porción menor al punto de entrada de las corrientes de flujo de fase de aceite y agua a la zona de mezclado dinámico. Un mezclador estático en espiral se monta corriente abajo del aparato de mezclado dinámico para proporcionar la presión de regreso en el aparato de mezclado dinámico y para proporcionar una incorporación mejorada de componentes en la HIPE que finalmente se forma. El mezclador estático TAH Industries Modelo 100-812) tiene 12 elementos con un diámetro externo de 2.5 cm. Una manguera es montada corriente abajo del mezclador estático para suministrar el suministro de la emulsión hacia el dispositivo utilizado para curación. Opcionalmente, un mezclador estático adicional es utilizado para proporcionar la presión de regreso de adición para mantener llena la manguera. El mezclador estático opcional puede ser una tubería de 2.5 cm, un mezclador de elemento 12 (McMaster-Carr Modelo 3529K53). La fijación del aparato de mezclado y recirculación combinados se llena con fase de aceite y fase de agua a una relación de 4 partes de agua a una parte de aceite. El aparato de mezclado dinámico es ventilado para permitir que el aire se escape mientras se llena el aparato por completo. Las velocidades de flujo durante el llenado son de 7.57 g/segundo de fase de aceite y 30.3 cm /segundo de fase de agua.
Una vez que la fijación del aparato se llena, la agitación comienza en el mezclador dinámico, con el impulsor girando a 850 RPM y la recirculación se inicia a una velocidad de aproximadamente 30 cm3/seg. La velocidad de flujo de la fase de agua después es incrementada establemente a una velocidad de 151.3 cm3/seg, durante un período de aproximadamente 1 minuto, y la velocidad de flujo de la fase de aceite se reduce a 2.52 g/seg durante un período de aproximadamente 3 minutos. La velocidad de recirculación es incrementada establemente a aproximadamente 150 cm3/seg durante el último período de tiempo. La presión de regreso creada por los mezcladores de zona dinámica y estáticos en este punto es de 33.8 kPa, lo cual representa la caída de presión total del sistema. La velocidad de la bomba Waukesha después se reduce establemente a una velocidad de rendimiento y recirculación de aproximadamente 75 cm3/seg. La HIPE que fluye del mezclador estático en este punto es recogida en un recipiente de polietileno redondo con un diámetro de 102 cm y una altura de 31.8 cm, con lados removibles, muy parecidos a una charola con forma de resorte utilizada para hornear pasteles. Un inserto de polietileno de tipo tubería con un diámetro de 31.8 cm en su base firmemente se fija al centro de la base y tiene una altura de 31.8 cm. Los recipientes que contienen HIPE son mantenidos en un cuarto a 65°C durante 18 horas para producir la polimerización y formar la espuma. La espuma de HIPE curada es removida de los recipientes de curación. La espuma en este punto tiene una fase de agua residual (conteniendo emulsificantes disueltos, electrolito, residuos iniciadores e iniciador) de aproximadamente 55-65 veces (55-65X) el peso de los monómeros polimerizados. La espuma es rebanada con una cuchilla de sierra de movimiento recíproco afilada en láminas con un espesor de 5.1 mm. Estas láminas después son sometidas a compresión en una serie de 2 rodillos porosos equipados con vacío, los cuales gradualmente reducen el contenido de fase de agua residual de la espuma a aproximadamente 3 veces (3X) el peso del material polimerizado. En este punto, las láminas después son resaturadas con una solución de CaCI2 al 4% a 60°C, son comprimidas en una serie de 3 rodillos porosos equipados con vacío a un contenido de fase de agua de aproximadamente 1.5-2X. El contenido de CaCI2 de la espuma es de entre 6 y 10%. La espuma permanece comprimida después del rodillo final a un espesor de aproximadamente 0.069 cm. La espuma después se seca con aire durante aproximadamente 16 horas. Dicho secado reduce el contenido de humedad a aproximadamente 9-17% en peso del material polimerizado. En este punto, las láminas de espuma son muy drapeables.
Muestra 2 Se disolvieron en 378 litros de agua 36.32 kg de cloruro de calcio anhidro y 189 g de persulfato de potasio. Esto proporciona la corriente de base de agua que será utilizada en un proceso continuo para formar una emulsión HIPE. A una combinación de monómero comprendiendo divinil benceno destilado (42.4% de divinil benceno y 57.6% de etil estireno) (2640 g), acrilato de 2-eti Ihexilo (4400 g), y diecriiato de hexanodiol (960 g) se le agregó un emulsificante de monooleato de diglicerol (640 g), metil sultado de dicebo dimetilamonio (80 g) y Tinuvin 765 (20 g). El emulsificante de monooleato de fliceron (Grindsted Products; Brabrand, Dinamarca) comprende aproximadamente 81% de monooleato de diglicerol, 1% de otros monoésteres de digliceron, 3% de polioles, y 15% de otros esteres poliglicerólicos, imparte un valor de tensión interfacial de aceite/agua mínimo de aproximadamente 2.7 dinas/cm y tiene una concentración de agregación crítica de aceite/agua de aproximadamente 2.8% en peso. Después del mezclado, esta combinación de materiales se deja sedimentar durante la noche. No se formó ningún residuo visible y toda la muestra se retiró y se utilizó como la fase de aceite en un proceso continuo para formar una emulsión de HIPE. Corrientes separadas de la fase de aceite (25°C) y la fase de agua (75°-77°C) se alimentaron a un aparato de mezclado dinámico. El mezclado completo de las corrientes combinadas en el parato de mezclado dinámico se logró a través de un impulsor de pasador. El impulsor de pasador comprende una flecha cilindrica con una longitud de 36.5 cm y un diámetro de aproximadamente 2.9 cm. La flecha sostiene 6 filas de pasadores, 3 filas teniendo 33 pasadores y 3 filas teniendo 34 pasadores, cada uno de los tres pasadores en cada nivel dispuesto a un ángulo de 120° entre sí, con el siguiente nivel dispuesto a 60° a su nivel cercano con cada nivel separado por .03 mm, cada pasador teniendo un diámetro de 0.5 cm extendiéndose hacia fuera desde el eje central de la flecha a una longitud de 2.3 cm. El impulsor de pasador está montado en un manguito cilindrico, el cual forma el aparato de mezclado dinámico, y los pasadores tienen un claro de 1.5 mm desde las paredes del manguito cilindrico.
Una porción menor del efluente que sale del aparato de mezclado dinámico es retirada y entra a una zona de recirculación, como se muestra en la Figura en la solicitud de patente de E. U. A. copendiente Serie No. 08/716,510 (T. A. DesMarais), presentada el 17 de semptiembre de 1996 (incorporada aquí por referencia). La bomba de Waukesha en la zona de recirculación regresa la porción menor al punto de entrada de las corrientes de flujo de fase de aceite y de agua hacia la zona de mezclado dinámica. Un mezclador estático en espiral está montado corriente abajo del aparato de mezclado dinámico para proporcionar la presión de regreso en el aparato de mezclado dinámico y para proporcionar una incorporación mejorada de los componentes en la HIPE que finalmente se forma. El mezclador estático (TAH Industries Modelo 101-212) normalmente tiene 12 elementos con un diámetro externo de 3.8 cm, pero 17.8 cm fueron removidos para fijarse en el espacio del equipo. Una manguera está montada corriente abajo desde el mezclador estático para suministrar el suministro de la emulsión hacia el dispositivo utilizado para la curación. Opcionalmente, se utiliza un mezclador estático adicional para proporcionar la presión de regreso adicional para mantener llena la manguera. El mezclador estático opcional puede ser igual al primero sin modificación.
La fijación del aparato de mezclado y recirculación combinado se llena con la fase de aceite y la fase de agua a una relación de 4 partes de agua por una parte de aceite. El aparato de mezclado dinámico es ventilado para permitir que el aire se escape, mientras se llena el aparato por completo. Las velocidades de flujo durante el llenado son de 7.57 g/seg de la fase de aceite y 30.3 cm3/seg de la fase de agua. Una vez que la fijación del aparato se llena comienza la agitación en el mezclador dinámico, con el impulsor girando a 800 RPM y la recirculación empezando a una velocidad de aproximadamente 30 cm3/seg. La velocidad de flujo de la fase de agua después es incrementada establemente a una velocidad de 151.3 cm3/seg durante un período de aproximadamente 1 minutos, y la velocidad de flujo de la fase de aceite es reducida a 2.52 g/seg durante un período de aproximadamente 3 minutos. La velocidad de recirculación es incrementada establemente a aproximadamente 150 cm3/seg durante el último período. La presión de regreso creada por la zona dinámica y los mezcladores estáticos en este punto es de aproximadamente kPa, lo cual representa la caída de presión total del sistema. La HIPE que fluye desde el mezclador estático en este punto es recogida en un recipiente de polietileno redondo, diámetro de 102 cm y altura de 31.8 cm, con lados removibles, muy similar a una charola con forma de resorte utilizada para hornear pasteles. Un inserto de polietileno de tipo tubería con un diámetro de 31.8 cm en su base está firmemente fijado al centro de la base y tiene una altura de 31.8 cm. Los recipientes que contienen HIPE se mantienen en cuarto a 65°C durante 18 horas para producir la polimerización y formar la espuma. La espuma de HIPE curada es removida de los recipientes de curación. La espuma en este punto tiene una fase de agua residual (conteniendo emulsificantes disueltos, electrolito, residuos de iniciador, e iniciador) aproximadamente 58-62 veces (58-62X) el peso de los monómeros polimerizados. La espuma es rebanada con una cuchilla de sierra de movimiento recíproco afilada en láminas con un espesor de 5.1 mm. Estas láminas después son sometidas a compresión en una serie de dos rodillos porosos equipados con vacío, los cuales gradualmente reducen el contenido de fase de agua residual de la espuma a aproximadamente 6 veces (6X) el peso del material polimerizado. En este punto, las láminas después son resaturadas con una solución de CaCI2 al 1.5% a 60°C, son comprimidas en una serie de 3 rodillos porosos equipados con vacío a un contenido de fase de agua de aproximadamente 2X. El contenido de CaCI2 de la espuma es de entre 3 y 6%>. La espuma permanece comprimida después del paso final del rodillo a un espesor de aproximadamente 0.071 cm. La espuma después se seca con aire durante aproximadamente 16 horas. Dicho secado reduce el contenido de humedad a aproximadamente 9-17% en peso del material polimerizado. En este punto, las láminas de espuma son muy drapeables.
Muestra 3 Se disolvieron en 378 litros de agua 36.32 kg de cloruro de calcio anhidro 189 g de persulfato de potasio. Esto proporciona una corriente de fase de agua que será utilizada en un proceso continuo para formar una emulsión de HIPE. A una combinación de monómero comprendiendo divinil benceno destilado (42.4% de divinil benceno y 57.6% de etil estireno) (2640 g), acrilato de 2-etilhexilo (4400 g), y diecrilato de hexanodiol (960 g) se le agregó un emulsificante de monooleato de diglicerol (640 g), metil sultado de dicebo dimetilamonio (80 g) y Tinuvin 765 (20 g). El emulsificante de monooleato de fliceron (Grindsted Products; Brabrand, Dinamarca) comprende aproximadamente 81% de monooleato de diglicerol, 1 % de otros monoésteres de digliceron, 3%> de polioles, y 15% de otros esteres poliglicerólicos, imparte un valor de tensión interfacial de aceite/agua mínimo de aproximadamente 2.7 dinas/cm y tiene una concentración de agregación crítica de aceite/agua de aproximadamente 2.8% en peso. Después del mezclado, esta combinación de materiales se deja sedimentar durante la noche. No se formó ningún residuo visible y toda la muestra se retiró y se utilizó como la fase de aceite en un proceso continuo para formar una emulsión de HIPE. Las corrientes separadas de la fase de aceite (25°C) y la fase de agua (75°-77°C) se alimentaron a un aparato de mezclado dinámico. El mezclado completo de las corrientes combinadas en el aparato de mezclado dinámico se logró a través de un impulsor de pasador. El impulsor de pasador comprende una flecha cilindrica con una longitud de aproximadamente 21.6 cm y un diámetro de aproximadamente 1.9 cm. La flecha sostiene 6 filas de pasadores, un nivel con 3 filas teniendo 21 pasadores y el otro nivel con 3 filas teniendo 21 pasadores, cada uno de los tres pasadores en cada nivel dispuesto a un ángulo de 120° entre sí, con el siguiente nivel dispuesto a 60° a su nivel cercano con cada nivel separado por .03 mm, cada uno teniendo un diámetro de 0.5 cm extendiéndose hacia fuera desde el eje central de la flecha a una longitud de 1.4 cm. El impulsor de pasador está montado en un manguito cilindrico, el cual forma el aparato de mezclado dinámico, y los pasadores tienen un claro de 3 mm a partir de las paredes del manguito cilindrico. Una porción menor del efluente que sale del aparato de mezclado dinámico es retirada y entra a una zona de recirculación, como se muestra en la Figura en la solicitud de patente de E. U. A. copendiente Serie No. 08/716,510 (T. A. DesMarais), presentada el 17 de semptiembre de 1996 (incorporada aquí por referencia). La bomba de Waukesha en la zona de recirculación regresa la porción menor al punto de entrada de las corrientes de flujo de fase de aceite y de agua hacia la zona de mezclado dinámico. Un mezclador estático en espiral está montado corriente abajo desde el aparato de mezclado dinámico para proporcionar la presión de regreso en el aparato de mezclado dinámico y para proporcionar una incorporación mejorada de los componentes en la HIPE que finalmente se forma. El mezclador estático (TAH Industries Modelo 070-821), modificado a través de un corte de 6.1 cm de su longitud original, tiene una longitud de 35.6 cm con un diámetro esterno de 1.3 cm. La fijación del aparato de mezclado y recirculación combinado se llena con la fase de aceite y la fase de agua a una relación de 4 partes de agua por una parte de aceite. El aparato de mezclado dinámico es ventilado para permitir que el aire se escape, mientras se llena el aparato por completo. Las velocidades de flujo durante el llenado son de 1.89 g/seg de la fase de aceite y 7.56 cm3/seg de fase de agua. Una vez que la fijación del aparato se llena comienza la agitación en el mezclador dinámico, con el impulsor girando a 1000 RPM y la recirculación empezando a una velocidad de aproximadamente 8 cm3/seg. La velocidad de flujo de la fase de agua después es incrementada establemente a una velocidad de 45.4 cm3/seg durante un período de aproximadamente 1 minutos, y la velocidad de flujo de la fase de aceite es reducida a .6 g/seg durante un período de aproximadamente 3 minutos. La velocidad de recirculación es incrementada establemente a aproximadamente 45 cm3/seg durante el último período. La presión de regreso creada por la zona dinámica y los mezcladores estáticos en este punto es de aproximadamente 20 kPa, lo cual representa la caída de presión total del sistema. La HIPE que fluye desde el mezclador estático en este punto es recogida en un recipiente de polietileno redondo, con un diámetro de 43 cm y altura de 10 cm, con un inserto concéntrico hecho de plástico Celcon. El inserto tiene un diámetro de 12.7 cm en su base y un diámetro de 12 cm en su parte superior y tiene una altura de 17.1 cm. Los recipientes que contienen HIPE se mantienen en cuarto a 65°C durante 18 horas para producir la polimerización y formar la espuma. La espuma de HIPE curada es removida de los recipientes de curación. La espuma en este punto tiene una fase de agua residual (conteniendo emulsificantes disueltos, electrolito, residuos de iniciador, e iniciador) aproximadamente 70-80 veces (70-80X) la altura de los monómeros polimerizados. La espuma es rebanada con una cuchilla de sierra de movimiento recíproco afilada en láminas las cuales tienen un espesor de 4.7 mm. Estas láminas después son sometidas a compresión en una serie de dos rodillos porosos equipados con vacío, el cual gradualmente reducen el contenido de fase de agua residual de la espuma a aproximadamente 3 veces (3X) el peso del material polimerizado. En este punto, las láminas después son resaturadas con una solución de CaCI2 al 1.5% a 60°C, son comprimidas en una serie de 3 rodillos porosos equipados con vacío a un contenido de fase de agua de aproximadamente 2X. El contenido de CaCI2 de la espuma es de entre 3 y 5%. La espuma permanece comprimida después del paso final del rodillo a un espesor de aproximadamente 0.079 cm. La espuma después se seca con aire durante aproximadamente 16 horas. Dicho secado reduce el contenido de humedad a aproximadamente 9-17% en peso del material polimerizado. En este punto, las láminas de espuma son muy drapeables.
Procedimientos de Prueba A menos que se especifique de otra manera, las pruebas son llevadas a cabo bajo condiciones controladas de laboratorio de aproximadamente 23 ± 2°C y a 50 ± 10% de humedad relativa. Los ejemplares de prueba son almacenados bajo estas condiciones por al menos 24 horas antes de la prueba.
Formulación de la Orina Sintética A menos que se especifique explícitamente, la orina sintética usada en los procedimientos de prueba es comúnmente conocida como Jayco SynUrine y está disponible de Jayco Pharmaceuticals Company de Camp Hill, Pensilvania. La formula de la orina sintética es: 2.0 g/l de KCl; 2.0 g/l de Na2SO4; 0.85 g/l de (NH4)H2PO4; 0.15 g/l de (NH4)H2PO4; 0.19 g/l de CaCI2; y 0.23 g/l de MgCI2. Todos éstos químicos son de grado de reactivo. El pH de la orina sintética está dentro del intervalo de 6.0 a 6.4.
Tiempo de Penetración Vertical y Capacidad de Penetración Vertical El tiempo de penetración vertical se determina midiendo el tiempo tomado por un líquido coloreado de prueba (por ejemplo, orina sintética) en un contenedor para que penetre una distancia vertical de 15 cm a través de una tira de espuma de prueba de tamaño específico. El procedimiento de penetración vertical está detallado en la sección de Métodos de Prueba de la Patente de los Estados Unidos No. 5,387,207 (la cual se incorpora por referencia) supra, pero es efectuada a 31°C en vez de a 37°C. Una capacidad de penetración vertical del material para una altura dada es medida utilizando la Prueba de la Capacidad Absorbente de Penetración Vertical también descrita en la sección de Métodos de Prueba de la Patente de los Estados Unidos No. 5,387,207, excepto que la prueba se realiza a 31°C en vez de a 37°C. Finalmente, no se realiza la etapa de lavado y resecado en la patente referenciada. El valor de nota de la capacidad de penetración vertical es tomado como la capacidad obtenida a una altura de 15 cm al equilibrio. El resultado es expresado en unidades de (g/cm2/seg), a una altura de 15 cm.
Prueba de flujo de penetración vertical Para el propósito de la presente invención, se ha encontrado, que un método preferido de determinación de las propiedades de penetración vertical puede obtenerse utilizando la prueba de flujo de penetración vertical, la cual caracteriza mejor la capacidad de un material absorbente (material de distribución o material de adquisición/distribución) para que el líquido penetre verticalmente. Se va a probar cualquier material que tenga suficiente integridad en seco y en húmedo para que cuelgue verticalmente. Si un material no tiene suficiente integridad, se puede añadir una capa adicional de soporte mecánico sobre cualquiera de una o ambas superficies del material, tal como un lienzo o malla de peso base bajo, la cual no, o únicamente impacta de manera despreciable sobre cualquier propiedad de manejo de fluido.
En esencia, esta prueba es llevada colgando 20 cm de una tira de la muestra (en total cuando menos 27.5 cm de largo) verticalmente dentro de un contenedor del líquido de prueba, por lo cual los 7.5 cm restantes de la muestra se colocan horizontalmente sobre una superficie plástica. Se utilizan detectores de conductividad eléctrica para determinar el tiempo que toma en alcanzar las alturas específicas. Se obtienen los datos de consumo vs. tiempo a partir de la pérdida de peso de líquido dentro del contenedor. Al final del experimento, se corta la muestra en secciones para determinar el perfil longitudinal de saturación. De esta manera, la prueba de VWF da la información siguiente: Consumo (expresado en gramos, o en gramos por área de sección transversal de la muestra, o en gramos por peso de la muestra) vs. tiempo. Altura del frente líquido vs. tiempo. Flujo a través de la muestra (acumulativo o incremental) vs. tiempo Perfil de saturación a lo largo de la longitud de la tira al final del experimento. El equipo siguiente se utilizó para ejecutar la prueba (referirse a la Figura 7): Soporte corredizo motorizado (950) (tal como se suministra por Concord-Renn Co., Cincinnati, Ohio, EUA) ajustado para obtener la altura de 20 cm apropiada a partir del contenedor de fluido (960) para colocar horizontalmente la muestra (910). La corredera motorizada (950) asegura que la muestra (910) esté en contacto con el líquido todo el tiempo utilizando un detector de punto cero que mantiene al aparato en una posición que está relativa con el nivel de fluido (962) en el contenedor (960). El soporte corredizo (950) está equipado además con rodillos de detección de la humedad sensibles a la conductividad (930). Un total de 9 rodillos (930) están espaciados individualmente a la altura de 2, 3.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, y 20 cm por arriba del nivel del contenedor (962) (con el centro de los rodillos definiendo esta medición). Se colocan dos detectores más (930) en la parte horizontal de la corredera, para estar en contacto con la muestra (910) a una longitud de recorrido de 22.5 cm y 27.5 cm a partir del nivel del líquido. Aunque el ancho exacto de los rodillos (930) es insignificante, se ha encontrado adecuado un ancho de aproximadamente 1 ", así como un diámetro de aproximadamente 9.5 mm. Se debe asegurar, que el centro del rodillo (930) coincida con aquellas alturas. Los rodillos en 2, 5, 10, 15 y 20 cm son montados a un brazo (940) en una manera en forma de escalera, y los rodillos a 3.5, 7.5, 12.5, y 17.5 cm son montados sobre otro brazo (940) en la misma manera en forma de escalera. Durante la prueba, se colocan estos dos brazos (940) sobre las superficies opuestas del material de prueba (910), permitiendo también de esta manera el probar los materiales de diferentes calibres. Durante la prueba, los brazos (940) están dispuestos paralelos, a un ángulo de aproximadamente 5° con respecto a la vertical. El contenedor circular (960) puede ser un tazón de vidrio de suficiente capacidad para que el nivel de fluido no derrame de manera significativa durante la prueba tal como un tazón Pyrex #3140 de dimensiones de 150 mm de diámetro por 75 mm de altura. El contenedor (960) se cubre para reducir la evaporación mediante una tapa que tenga una hendedura de aproximadamente (2.5 x 5 cm) se coloca el contenedor (960) sobre una balanza (965), tal como Mettler PR 1203, Sartorius LC 1200S. Con el fin de asegurar las condiciones de temperatura y humedad relativa constantes requerida de 31.1°C y 85% de humedad relativa, a menos que se desee y se defina de otra manera, el equipo total de medición puede ser colocado dentro de una cámara ambiental, tal como Electro-Tech Systems, modelo 518. Se utiliza un sistema de computadora personal (980) para registrar, como una función del tiempo, el cambio de peso de la balanza (965), la señal de los rodillos (930) cuando estos son alcanzados por el frente líquido y la altura del soporte corredizo motorizado (950). Aunque se pueden utilizar diversos programas para lograr esto, un programa adecuado ha sido desarrollado por Signalysis, Inc., 431 Ohio Pike, Cincinnati, Ohio, EUA (ver más adelante por mayores detalles). Con el fin de determinar el peso de las secciones de muestra, se requiere un par de tijeras, una regla, y una balanza analítica tal como Mettler PG503. La orina sintética utiliza aquí es la misma como se describió en lo anterior.
Procedimiento experimental La muestra de prueba (910) es previamente condicionada durante la noche bajo condiciones estándares (72°F/22.2°C y 50% RH), y la cámara ambiental se fija a 88°F/31.1°C y 85% RH y se equilibra durante aproximadamente 45 minutos. Se corta una pieza de muestra (910) de 5.0 cm x 27.5 cm tal como mediante un troquel de corte de aquellas dimensiones, y se marcan once segmentos de 2.5 cm colocando puntos finos sobre los bordes de la muestra. La muestra (910) es luego vuelta a pesar, y se mide su calibre a la presión de aproximadamente 0.09 psi (620 Pa) por medio de un medidor de calibre estándar. La muestra (910) se coloca entre los rodillos (930) de manera tal que la parte inferior de la muestra esté aproximadamente 1 mm por debajo dei punto cero en el aparato de VWF, sin hundirse dentro del contenedor del líquido en este punto. El extremo superior de la muestra (910) se fija a la placa de plástico tal como utilizando una cinta adhesiva convencional (970). La cámara ambiental está cerrada, y equilibrada a la temperatura y HR, fijadas, de nuevo durante aproximadamente 20 minutos. La unidad computarizada (980) es inicializada para ingresar los datos pertinentes en el programa, por ejemplo, nombre de la muestra, duración deseada de la prueba, longitud de la muestra, ancho, calibre, temperatura, (HR). Se inicia la prueba sumergiendo la muestra por reducir la corredera motorizada hacia el líquido de prueba y se registra continuamente i) consumo vs. tiempo y ii) tiempos para alcanzar las alturas específicas. La pantalla puede desplegar una gráfica de captación vs. tiempo, mientras que está en progreso el experimento. Al fin del experimento, la muestra (910) es automáticamente elevada del contenedor (960) se determina el perfil de saturación, mientras que se asegura que la muestra esté en la misma posición vertical que estuvo durante el experimento. Esto es necesario para asegurar que no haya redistribución del líquido dentro de la muestra mientras que se corta en secciones. La muestra es retirada del soporte de prueba mantenida verticalmente mientras que se cortan tiras de 2.5 cm y se colocan en cápsulas previamente pesadas. Las tiras tienen que ser cortadas desde arriba hacia abajo. Luego, la parte horizontal de la muestra también se corta en secciones de 2.5 cm, cada una colocada en cápsulas plásticas previamente pesadas. Luego, el peso húmedo de las secciones se determina inmediatamente para reducir al mínimo las pérdidas por evaporación. Luego, las secciones se secan en un horno a 150°F durante la noche y se vuelven a pesar para determinar los pesos en seco.
Cálculos Consumo El consumo puede estar en las unidades siguientes Q: gm Q*: gm/cm2 del área inicial de la sección transversal seca Q': gm/gm del peso inicial de la muestra total Qc': consumo corregido por evaporación en gm/cm: La pérdida de evaporación a partir del contenedor parcialmente cubierto (88°F/31.1°C y 85% HR) tiene que ser monitoreado (por ejemplo, aproximadamente 0.009 g/min). Además de esto, la pérdida por evaporación de líquido a partir de la parte mojada de la muestra tiene que considerarse durante experimentos prolongados (por ejemplo, mayores de aproximadamente 2 horas). El "Consumo corregido por evaporación" [en g/min] puede ser calcularse restando la pérdida de evaporación acumulativa (es decir, la evaporación del contenedor [en unidad de g/min] multiplicado por el tiempo [en unidades de minutos]) del peso del fluido en el contenedor [en gramos], y dividiéndolo el ancho y el calibre de la muestra [ambos en centímetros]. Cuando se toman los datos en tiempos n distintos para 1 = 1,..., n las cantidades siguientes se calculan: Flujo acumulativo, Fi (g/cm2/min) F¡ = Q,*t¡ en donde Q* es el consumo (g/cm2) y t¡ es el tiempo (minuto) Flujo incremental, ? F, (g/cm2/min) ?F¡ = (Qr-Q -)/(tj-tj-l) Perfil de saturación a lo largo de la longitud de la muestra Carga de líquido en cada sección (g/g) = (Wwet-Wdry)/Wdry donde Wwet = peso de la sección mojada (gramos) y Wdry = peso de la sección seca Lo siguiente describe la información de programación de cómputo con mayor detalle: El programa de flujo de penetración es utilizado para adquirir los datos de la tasa de consumo de fluido adquirido contra el tiempo para la corrida de experimentos para cuantificar las características absorbentes de los materiales del pañal. El programa funciona leyendo los datos en serie provenientes de una balanza equipada con una salida RS-232. El reloj interno de la PC se utiliza para dar seguimiento al tiempo. El programa está escrito para una IBM PC no compatible con el sistema DOS 3.0 (o posterior). En cualquier momento que se corra un experimento real, los datos provenientes del experimento (valores de consumo y tiempo) y los valores para todos los campos de entrada (excepto el cuadro de muestreo) se escriben en un archivo en el directorio DOS actual. Este archivo puede ser abierto por Excel en una estación IBM para el análisis y presentación adicional de los datos. Un protocolo de prueba típico se describe abajo: Campos de entrada Descripción de material Identificación de material Muestra # 1 Operador: Tipo de fluido: orina sintética Jayco Duración de la prueba: 60 minutos Ancho: 5.0000 cm Longitud: 27.5 cm Peso:1.9000g Temperatura: 88.0000°F Humedad relativa: 85.0000% Tiempo de salida Tiempo(min) Peso(g) Consumo Consumo(g/g) Altura(cm) (g/cm2) 0 0.424011 0.77093 0.223164 2 0.04485 0.924011 1.68002 0.486322 3.5 0.0778167 1.22 2.21818 0.642106 5 0,247167 2.017 3.66727 1.06158 7.5 0.552 2.86401 5.2073 1.50738 10 1.12688 3.79501 6.90002 1.99738 12.5 1.87295 4.5 8.18182 2.36842 15 3.32845 5.409 9.83454 2.84684 17.5 5.53095 6.25302 11.3691 3.29106 20 Reporte Cuando menos se deben hacer dos mediciones en cada muestra, registrando los diversos parámetros de salida como una función de tiempo. Desde luego, el parámetro individual pueda estar correlacionado uno con el otro, y también graficado por consiguiente.
Para el propósito de describir materiales adecuados para ser utilizados dentro de la presente descripción, el flujo acumulativo a la altura de 15 cm se ha encontrado que es particularmente útil.
Prueba simplificada de la permeabilidad del líquido Esta prueba de la permeabilidad simplificada proporciona la medición para la permeabilidad para dos condiciones especiales: cualquiera de la permeabilidad puede ser medida para una amplia gama de materiales porosos (tales como materiales no tejidos elaborados de fibras sintéticas, o estructuras celulósicas) al 100% de saturación, o para materiales, los cuales alcanzan grados de saturación diferentes con un cambio proporcional en el calibre sin ser llenados con aire (respectivamente la fase de vapor exterior), tal como las espumas poliméricas colapsables, para las cuales se puede fácilmente medir la permeabilidad a grados de saturación variable a grosores diversos. En particular para los materiales de espuma polimérica, se ha encontrado útil operar la prueba a una temperatura elevada de 31°C, para simular mejor las condiciones de uso para los artículos absorbentes. En principio, esta prueba está basada en la ley de Darcy, de acuerdo con la cual la tasa de flujo volumétrico de un líquido a través de cualquier medio poroso es proporcional al gradiente de presión, con la constante de proporcionalidad relacionada con la permeabilidad. Q/A = (k/ ?) * (?p/L) donde: Q = tasa de flujo volumétrico [cm3/s]; A = área de sección transversal [cm2]; k = permeabilidad (cm2) (con 1 Darcy correspondiendo a 9.869* 10"? 1á 3 m2); ? = viscosidad (Poise) [Pa*s]; ? p/L = gradiente de presión [Pa/m]; L = calibre de la muestra [cm].
Por tanto, se puede calcular la permeabilidad para un área de sección transversal de la muestra dada o fija y la viscosidad del líquido de prueba, mediante la medición de la caída de presión y la tasa de flujo volumétrico a través de la muestra: K = (Q/A) * (L/? P) * ? La prueba puede ser ejecutada en dos modificaciones, la primera refiriéndose a la permeabilidad transplanar (es decir, la dirección de flujo es esencialmente a lo largo de la dimensión de grosor del material), la segunda siendo la permeabilidad dentro del plano (es decir, la dirección de flujo siendo en la dirección x-y del material). La fijación de la prueba para la prueba simplificada de la permeabilidad transplanar puede ser vista en la figura 1 la cual es un diagrama esquemático del equipo total y, como un diagrama inserto, una vista parcialmente explotada en sección transversal, no a escala, de la celda de muestra. La fijación de la prueba comprende una celda de muestra generalmente circular o cilindrica (120), que tiene una parte superior (121) e inferior (122). La distancia de estas partes puede ser medida y por tanto ajustada por medio de cada tres medidores de calibre circunferencialmente dispuestos (145) y tornillos de ajuste (140). Además, el equipo comprende varios contenedores de fluido (150, 154, 156) incluyendo un ajuste de altura (170) para el contenedor de entrada (150) así como tubería (180), accesorios de liberación rápida (189) para conectar la celda de muestra con el resto del equipo, válvulas adicionales (182, 184, 186, 188). El transductor de la presión diferencial (197) está conectado por vía de la tubería (180) al punto superior de detección de la presión (194) y al punto inferior de detección de presión (196). Un dispositivo computador (190) para control de las válvulas está conectado además por vía de las conexiones (199) hacia ei transductor de la presión diferencial (197), a la sonda de la temperatura (192), y a la celda de carga de escala de peso (198). La muestra circular (110) que tiene un diámetro de aproximadamente 2.54 cm se coloca entre dos pantallas porosas (135) dentro de la celda de muestra (120), las cuales se elaboran de dos piezas cilindricas de 2.54 cm de diámetro interior (121, 122) fijadas por vía de la conexión de entrada (132) al contenedor de entrada (150) y por vía de la conexión de salida (133) al contenedor de salida (154) mediante tubería flexible (180), tal como la tubería tygon. Los empaques de espuma de celda cerrada (115) proporcionan protección a las fugas alrededor de los lados de la muestra. La muestra de prueba (110) es comprimida al calibre correspondiente a la compresión en húmedo deseada, la cual se fija a 0.2 psi (aproximadamente 1.4 kPa) a menos que se mencione otra cosa. Se le permite al líquido fluir a través de la muestra (110) para lograr un flujo de estado fijo. Una vez que el flujo de estado fijo a través de la muestra (110) ha sido establecido, se registra la tasa volumétrica y la caída de presión como una función del tiempo utilizando una celda de carga (198) y el transductor de presión diferencial (197). El experimento puede ser llevado a cabo a cualquier presión hidrostática de hasta 80 cm de agua (aproximadamente 7.8 kPa), la cual puede ajustarse mediante el dispositivo de ajuste de altura (170). A partir de estas mediciones, se puede determinar que la tasa de flujo a presiones diferentes para la muestra. El equipo está comercialmente disponible como Permeameter tal como se suministra por Porous Materials, Ine, Ithaca, New York, E.U.A. bajo la designación PMI Liquid Permeameter, tal como se describe más en el manual del usuario respectivo de 2/97. Este equipo incluye dos fritas de acero inoxidable como pantallas porosas (135), también especificadas en dicho folleto. El equipo consiste de la celda de muestra (120), el contenedor de entrada (150), el contenedor de salida (154), el contenedor de desperdicio (156) y las válvulas y conexiones de llenado y vaciado respectivas, una báscula electrónica y una unidad de monitoreo y control de válvula computarizado (190). El material de empaque (115) es una esponja de neopreno de celda cerrada SNC-1 (suave), tal como se suministra por Netherland Rubber Company, Cincinnati, Ohio, EUA. Un juego de materiales con espesores variables en las etapas de 1/16" (aproximadamente 0.159 cm) debe estar disponible para cubrir la escala de 1/16" - Vz (de aproximadamente 0.159 cm a aproximadamente 1.27 cm) de espesor.
Además se requiere un suministro de aire a presión, de por lo menos 60 psi (4.1 bar), para operar las válvulas respectivas. El fluido de prueba es agua deionizada. La prueba es luego ejecutada mediante los pasos siguientes: 1) Preparación de la muestra(s) de prueba: En una prueba preparatoria, se determina, si se requieren una o más capas de la muestra de prueba, en donde la prueba como se delinea abajo es llevada a la presión más baja y más alta. El número de capas se ajusta luego para mantener la tasa de flujo durante la prueba entre 0.5 cm3/segundos a la caída de presión más baja y 15 cm3/segundos a la caída de presión más alta. La tasa de flujo para la muestra debe ser menor que la tasa de flujo para el modelo a la misma caída de presión. Si la tasa de flujo de la muestra excede aquella del modelo para una caída de presión de dada, se deben añadir más capas para disminuir la tasa de flujo. Tamaño de la muestra: Las muestras se cortan a aproximadamente 2.54 cm de diámetro, utilizando un punzón de arco, tal como se suministra por McMaster-Carr Supply Company, Cleveland, OH, EUA. Si las muestras tienen muy poca resistencia o integridad interna para mantener su estructura durante la manipulación requerida, se puede añadir un elemento de soporte convencional de peso base bajo, tal como un lienzo o red de PET. Por lo tanto, son previamente cortadas al menos dos muestras (elaboradas del número de capas requeridas cada una, si es necesario). Luego, una de estas se satura en agua desionizada a la temperatura a la que el experimento se va a llevar a cabo (70°F, (31°C) a menos que se advierta otra cosa. El calibre de la muestra húmeda es medido (si es necesario después de un tiempo de estabilización de 30 segundos) bajo la presión de compresión deseada para la cual el experimento será efectuado utilizando un medidor de calibre convencional (tal como el suministrado por AMES, Waltham, MASS; EUA) que tiene un diámetro de área de presión de aproximadamente 2.86 cm, ejerciendo una presión de 0.2 psi (aproximadamente 1.4 kPa) sobre la muestra (110), a menos que se desee otra cosa. Se escoge una combinación de materiales de empaque apropiados, de manera tal que el grosor total de la espuma de empaque (115) es de entre 150 y 200% el grosor de la muestra húmeda (distinguir que se puede necesitar una combinación de espesores variables del material de empaque para obtener el espesor total deseado). El material de empaque (115) es cortado a un tamaño circular de 3 pulgadas de diámetro, y se corta un agujero de 2.54 cm en el centro utilizando el punzón de arco. En el caso, que las dimensiones de la muestra cambien al mojar, la muestra debe ser cortada de manera tal que el diámetro requerido es tomado en la etapa húmeda. Esto también puede ser determinado en esta prueba preparatoria, con el monitoreo de las dimensiones respectivas. Si estos cambian de manera tal que se forme cualquier espacio, o la muestra forme arrugas que le evitarían hacer contacto de manera lisa con los tamices porosos o fritas, el diámetro de corte debe ser ajustado por consiguiente. La muestra de prueba (110) se coloca dentro del agujero en la espuma de empaque (115), y se coloca el material compuesto sobre la parte superior de mitad inferior de la celda de muestra, asegurándose que la muestra esté en contacto plano, liso con el tamiz (135), y no se formen huecos en los lados. La parte superior de la celda de prueba (121) se coloca plana sobre el blanco del laboratorio (u otro plano horizontal) y todos de los tres medidores de calibre (145) montados sobre el mismo están puestos en cero. La parte superior de la celda de prueba (121) luego se coloca sobre la parte inferior (122) de manera tal que el material de empaque (115) con la muestra de prueba (110) se ubica entre las dos partes. La parte superior e inferior son luego apretadas mediante los tornillos de fijación (140), de manera tal que se ajustan los tres medidores de calibre al mismo valor como se miden para la muestra en húmedo bajo la presión respectiva en lo anterior. 2) Para preparar el experimento, se enciende la unidad computarizada (190) y se introduce la identificación de la muestra, presión respectiva, etc. 3) La prueba será puesta en marcha sobre una muestra (110) durante varios ciclos de presión, con la primera presión siendo la presión más baja. Los resultados de la corrida individual de presión son puestos en diferentes archivos de resultados por la unidad computarizada (190). Los datos son tomados a partir de cada uno de estos archivos para los cálculos como se describe más adelante. (Se debe utilizar una muestra diferente para cualquiera de las corridas posteriores del material.) 4) El contenedor de entrada de líquido (150) es ajustado a la altura requerida y se inicia la prueba en la unidad computarizada (190). 5) Luego, se coloca la celda de muestra (120) en la unidad de permeameter con los accesorios de desconexión rápida (189). 6) La celda de muestra (120) es llenada abriendo la válvula de venteo (188) y las válvulas inferiores de llenado (184, 186). Durante esta etapa, se debe tomar cuidado para remover las burbujas de aire del sistema, volteando la celda de muestra verticalmente, forzando a las burbujas de aire, si están presentes, a salir del permeameter a través del desagüe. Una vez que la celda de muestra es llenada hasta la tubería tygon fijada a la parte superior de la cámara (121), se remueven las burbujas de aire de esta tubería hacia el contenedor de desperdicio (156). 7) Después de haber removido cuidadosamente las burbujas de aire, se cierran las válvulas inferiores de llenado (184, 186), y se abre la válvula superior de llenado (182) para llenar la parte superior, también removiendo cuidadosamente todas las burbujas de aire. 8) El contenedor de fluido es llenado con el fluido de prueba hasta la línea de llenado (152). Entonces el flujo es iniciado a través de la muestra inicializando la unidad computarizada (190). Después de que la temperatura ha alcanzado el valor requerido dentro de la cámara de muestra, el experimento está listo para comenzar. Al empezar el experimento a través de la unidad computarizada (190), el flujo de salida de líquido es automáticamente desviado del contenedor de desperdicio (156) hacia el contenedor de salida (154), y se monitorea la caída de presión y la temperatura como una función del tiempo durante varios minutos. Una vez que el programa ha terminado, la unidad computarizada proporciona los datos registrados (en forma numérica y/o gráfica). Si se desea, se puede utilizar, la misma muestra de prueba para medir la permeabilidad a las presiones hidrostáticas variables, de esta manera incrementando la presión de una corrida a otra corrida.
El equipo debe ser limpiado cada dos semanas, y calibrado por lo menos una vez por semana, especialmente las fritas, la celda de carga, el termoacoplador y el transductor de presión, siguiendo así las instrucciones del proveedor del equipo. Se registra la presión diferencial a través del transductor de presión diferencial conectado a los puntos de medición de las sondas de presión (194, 196) en la parte superior e inferior de la celda de muestra. Ya que puede haber otras resistencias de flujo dentro la cámara adicionales a la presión que se registra, cada experimento debe ser corregido por una corrida de patrón. Una corrida de patrón debe ser hecha a 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 cm a la presión requerida, cada día. El permeameter producirá una salida de presión media de prueba para cada experimento y también una tasa promedio de flujo. Por cada presión que la muestra ha sido probada, la tasa de flujo es registrada como la presión patrón corregida por la unidad computarizada (190), la cual corrige además la presión media de prueba (presión real) en cada uno de los diferenciales de presión de la altura registrada para resultar en la presión corregida. Esta presión corregida es la DP que debe utilizarse en la ecuación de permeabilidad abajo. La permeabilidad puede luego ser calculada a cada presión requerida y todas las permeabilidades deben ser promediadas para determinar la k para el material que se prueba. Se deben tomar tres mediciones para cada muestra en cada altura y los resultados promediados y la desviación estándar calculada. Sin embargo, se debe utilizar la misma muestra, la permeabilidad medida a cada altura, y luego se debe utilizar una nueva muestra para hacer la segunda y tercera réplicas. La medición de la permeabilidad en el plano bajo las mismas condiciones como la permeabilidad transplanar descrita anteriormente, se puede obtener modificando el equipo anterior tal como se representa esquemáticamente en las figuras 2A y 2B que muestran la vista parcialmente explotada, no a escala, de la celda de muestra únicamente. Los elementos equivalentes son equivalentemente designados, de manera tal que la celda de muestra de la figura 2 es designada (210), correlacionado con el número (110) de la figura 1, y así sucesivamente. Por lo tanto, la celda de muestra simplificada transplanar (120) de la figura 1 es reemplazada por la celda de muestra simplificada en el plano (220), la cual está diseñada de tal forma que el líquido pueda fluir solamente en una dirección (ya sea la dirección de la máquina o la dirección transversal dependiendo de cómo se coloca la muestra en la celda). Se debe tomar cuidado para reducir al mínimo el acanalamiento del líquido a lo largo de las paredes (efectos de pared), ya que esto puede dar erróneamente lecturas de permeabilidad elevadas. El procedimiento de prueba es luego ejecutado muy análogo a la prueba simplificada transplanar. La celda de muestra (220) está diseñada para colocarse en el equipo esencialmente como se describió para la celda de muestra (120) en la prueba transplanar anterior, excepto que el tubo de llenado está dirigido hacia la conexión de entrada (232) de la parte inferior de la celda (220). La figura 2A muestra una vista parcialmente explotada de la celda de muestra, y la figura 2B una vista en sección transversal a través del nivel de la muestra. La celda de muestra (220) está constituida de dos piezas: una pieza inferior (225) que es similar a una caja rectangular con pestañas, de una pieza superior (223) que ajusta dentro de la pieza inferior (225) y que tiene también pestañas. La muestra de prueba es cortada al tamaño de aproximadamente 5.1 cm x 5.1 cm y se coloca dentro de la pieza inferior. La pieza superior (223) de la cámara de muestra se coloca luego dentro de la pieza inferior (225) y asienta sobre la muestra de prueba (210). Se fija un sello de hule de neopreno no comprimible (224) a la pieza superior (223) para proporcionar el sellado hermético. El líquido de prueba fluye desde el contenedor de entrada hacia el espacio de muestra a través de la tubería Tygon y la conexión de entrada (232) además de a través de la conexión de salida (233) hasta el contenedor de salida. Ya que en esta ejecución de la prueba el control de la temperatura del fluido que pasa a través de la celda de muestra puede ser insuficiente debido a las tasas de flujo inferiores, la muestra es mantenida a la temperatura de prueba deseada mediante el dispositivo de calentamiento (226), por lo cual se bombea el agua con temperatura controlada a través de la cámara de calentamiento (227). El espacio en la celda de prueba es ajustado al calibre que corresponde a la compresión en húmedo deseada, normalmente aproximadamente 1.4 kPa. Se utilizan cuñas (216) que varían en tamaño de 0.1 mm a 20.0 mm para ajustar el calibre correcto, utilizando opcionalmente combinaciones de varias cuñas. En el inicio del experimento, se gira a 90° la celda de prueba (220) (la muestra está vertical) y se le permite al líquido de prueba entrar lentamente desde la parte inferior. Esto es necesario para asegurar que todo el aire sea conducido fuera de la muestra y de las conexiones de entrada/salida (232/233). Enseguida se gira de regreso la celda de prueba (220) a su posición original para dejar horizontal a la muestra (210). El procedimiento posterior es el mismo como aquel descrito anteriormente para la permeabilidad transplanar, es decir, se coloca ,el contenedor de entrada a la altura deseada, se le permite que el flujo equilibre y se mide la tasa de flujo y la caída de presión. La permeabilidad se calcula utilizando la ley de Darcy. Este procedimiento es repetido para presiones superiores también. Para las muestras que tienen muy baja permeabilidad, puede ser necesario incrementar la presión de conducción, tal como extendiendo la altura o aplicando presión adicional de aire en el contenedor a fin de conseguir una tasa de flujo medible. La permeabilidad en plano puede ser medida independientemente en las direcciones de la máquina y la transversal, dependiendo como se coloquen las muestras dentro de la celda de prueba.
Prueba general de la permeabilidad de líguido La prueba generalizada de la permeabilidad puede medir la permeabilidad como una función de la saturación para cualquier material poroso. El principio de las pruebas es similar a una para la prueba simplificada, con la diferencia esencial que es que la muestra se carga con una cantidad definida de aire además de la carga líquida, resultando en un grado de saturación fijo. Esto se obtiene mediante el arreglo de prueba como se representa esquemáticamente en la figura 3 mostrando los principios también como las especificaciones para la permeabilidad transplanar general, y en la figura 4, mostrando las diferencias para la permeabilidad en plano general. Los números sin referencia corresponden a los números respectivos de la figura 1 (por ejemplo, contenedor de desperdicio (356) corresponde al contenedor de desperdicio (156), etc.). Ahí, también se monta la celda de muestra (320/420) con fijación (341, no mostrado en la figura 4) sobre un dispositivo de ajuste de altura (372), además del contenedor de entrada (350) que es de altura ajustable mediante un elemento (370). Este contenedor de entrada define una primera diferencia de altura (357) con relación al contenedor de salida (354), el cual está relacionado con la presión diferencial ?p la cual denota el diferencial de presión para calcular la permeabilidad). Este contenedor de entrada (350) define una segunda diferencia de altura (359) con relación a la altura de la muestra lo cual está relacionado con la presión diferencial Ap(c), la cual denota el diferencial de presión vinculado a la saturación en la muestra, por lo cual la succión capilar superior típicamente se correlaciona con la saturación menor. El experimento es iniciado a ? Pe baja (cercana a cero cm de agua) a la cual la muestra estará al 100% de saturación. El líquido fluye a través de la muestra debido a la caída de presión aplicada ? p(c) (altura del contenedor de entrada - altura contenedor de salida). En un estado fijo, la captación del líquido en el contenedor de salida se mide como una función del tiempo. La permeabilidad puede ser calculada a partir de la caída de presión y de los datos de la tasa de flujo volumétrico utilizando la ley de Darcy. El grado de saturación exacto puede obtenerse a partir del peso de la muestra húmeda después de que prueba se compara a la muestra seca antes de la prueba. A fin de medir la permeabilidad a la saturación por abajo de 100%, una nueva muestra de prueba es primero conducida al 100% de saturación como se describió en el párrafo anterior. Enseguida, la muestra es movida hasta una altura superior (por ejemplo 10 cm) y se le permite equilibrar a esa altura. Durante este tiempo, el líquido fluye continuamente desde el contenedor de entrada hasta el contenedor de salida. La saturación en la muestra disminuirá con el tiempo. Cuando se alcanza el estado fijo, es decir, cuando la gráfica de captación contra el tiempo es lineal, se mide la tasa de flujo, la caída de presión y saturación como se describió anteriormente. Este procedimiento se repite para varias alturas de muestras utilizando nuevas muestras. Puede ser necesario incrementar la caída de presión entre los contenedores de entrada y salida ya que la saturación disminuye a fin de obtener una tasa de flujo medible. Esto es porque, para muchos materiales porosos, la permeabilidad disminuye gradualmente con el decremento de la saturación. Es necesario asegurarse que la caída de presión entre los contenedores de entrada y salida sea mucho menor que la succión capilar. Es necesario utilizar contenedores anchos de líquido (352, 354) a fin de asegurarse que el nivel del líquido no cambie de manera significativa mientras que se espera que se alcance el estado fijo. Esta prueba da la permeabilidad contra la saturación para el ciclo de desabsorción, es decir la muestra tiene saturación superior al comenzar. Aunque desde luego los datos de la permeabilidad pueden ser generados para el ciclo de absorción, estos no deben utilizarse en las evaluaciones presentes, ya que podrían ocurrir algunos efectos de histéresis. La celda de muestra (320) para la prueba de la permeabilidad transplanar general difiere de la celda de muestra (120) de la prueba de permeabilidad transplanar simplificada esencialmente en que ésta comprende dos fritas (335) dispuestas sobre la parte superior y por debajo de la muestra (310). Para las fritas (335) es necesario asegurarse que la mayoría de la resistencia al flujo sea presentada por la muestra y que sea insignificante la resistencia de la frita. Una membrana de poro fino, delgada, sobre una frita gruesa permite mediciones de hasta alturas elevadas sin poner resistencia al flujo significante. Las fritas deben seleccionarse para tener una presión de punto de burbuja suficientemente elevada que corresponde a más de aproximadamente 200 cm de altura de agua, pero que al mismo tiempo proporcione resistencia al flujo baja. Esto puede obtenerse bien seleccionando membranas suficientemente delgadas de la presión de punto de burbuja requerida cubriendo una estructura de soporte más abierta. Para las pruebas de la permeabilidad general, se debe tener cuidado, que al aire se le permita estar en contacto con la muestra a través de las superficies laterales, para permitir grados de saturación variables dependiendo de la ? Pe. Por lo tanto, el diseño de la celda de muestra es esencialmente idéntico a la celda de prueba de la prueba transplanar simplificada, excepto, que el material de espuma de empaque es retirado, y la disposición para ajustar el espacio entre las partes superior y la inferior se reemplazan por un dispositivo generador de presión constante, tal como una pesa (317) para mantener (junto con el peso de la pieza superior (321)) la muestra bajo la presión deseada, de aproximadamente 1.4 kPa a menos que se desee otra cosa. Para la prueba de la permeabilidad en el plano general la celda de muestra (420) es mostrada en la figura 4, la cual es un diseño que se deriva a partir de la prueba en plano simplificado y los principios como se describieron en lo anterior. De esta manera el fluido a la entrada de la celda de muestra (420) a través de la entrada de fluido (432) y la salida de fluido (433), las cuales están conectadas a las membranas (435), tal como las fritas del tipo como se describió anteriormente (para las fritas 335). La muestra de prueba (410) se coloca con sus extremos cubriendo las dos fritas, pero no con la parte central de aproximadamente 5.1 cm x 5.1 cm por lo cual se han evitado arrugas y huecos entre la muestra y las membranas. La muestra de prueba (410) se coloca entre la parte superior e inferior de la celda de muestra (420), siendo la pesa (417) utilizada para ajustar la presión bajo la cual el experimento es llevado (aproximadamente 1.4 kPa) a menos que se desee o se designe otra cosa). También, la muestra es mantenida a una temperatura constante a través del dispositivo de calentamiento (426), por ejemplo bombeando agua a temperatura constante a través de la cámara de calentamiento (427). También para este arreglo, la posibilidad de la entrada de aire a la muestra a través de las superficies laterales es esencial para permitir los grados de saturación variables.
Viscosidad del Líguido La viscosidad del líquido es un parámetro de entrada importante para la determinación anterior, y debe ser tomada para el fluido respectivo para la temperatura respectiva, cualquiera de las tablas, o ecuaciones, o mediciones bien conocidas por vía de procedimientos de medición bien establecidos.
Absorción Capilar Propósito El propósito de esta prueba es medir la capacidad absorbente de absorción capilar, como una función de peso, de los miembros absorbentes de almacenamiento de la presente invención. (La prueba también se utilizó para medir la capacidad absorbente de absorción capilar, como una función de altura, de los materiales de alta área de superficie, es decir, sin absorbente osmótico, tal como un polímero absorbente formador de hidrogel, u otros materiales opcionales utilizados en el miembro absorbente. Sin embargo, la discusión que se presenta a continuación discute el método de Absorción Capilar ya que se refiere a la medición de un miembro absorbente de almacenamiento completo). La absorción capilar es una propiedad fundamental de cualquier absorbente que gobierna como el líquido es absorbido en la estructura absorbente. En el experimento de absorción capilar, la capacidad absorbente de absorción capilar es medida como una función de la presión del fluido debido a la altura de la muestra con relación al depósito de fluido de prueba. El método para determinar la absorción capilar es bien reconocido. Ver Burgeni, A. A. y Kapur, C, "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", Textile Research Journal, 37 (1967), 356-366; Chatterjee, P. K., Absorbency, Textile Science and Technology 7, Capítulo lll, pág. 29-84 Elsevier Science Publishers B. V, 1985; y patente de E. U. A. No. 4,610,678, expedida el 9 de septiembre de 1986 a Weisman y otros, para una discusión del método para medir la absorción capilar de estructuras absorbentes. Esta descripción de cada una de las referencias se incorpora aquí por referencia.
Principio Una frita de vidrio poroso se conectó a través de una columna no interrumpida de fluido a un depósito de fluido en una pesa. La muestra se mantuvo bajo constante peso de confinamiento durante el experimento. A medida que la estructura porosa absorbe el fluido después de demanda, la pérdida de peso en el depósito de fluido de pesa se registró como el consumo de fluido, se ajustó para el consumo de la frita de vidrio como una función de altura y evaporación. El consumo o capacidad a varias succiones capilares (tensiones hidrostáticas o alturas) se midió. La absorción incrementante ocurrió debido a la reducción en incremento de la frita (es decir, la reducción de la succión capilar). El tiempo también se verificó durante el experimento para permitir el cálculo de la velocidad de consumo efectiva inicial (g/g/h) a una altura de 200 cm.
Reactivos Líquido de prueba: se preparó orina sintética disolviendo completamente los siguientes materiales en agua destilada.
Compuesto F. W. Concentración (g/L) KCl 74.6 2.0 Na2SO4 142 2.0 (NH4)H2PO4 115 0.85 (NH4)2HPO4 132 0.15 CaCI2.2H2O 147 0.25 MgCI2.6H2O 203 0.5 Descripción General de la Fijación del Aparato El equipo de absorción capilar, representado generalmente como 550 en la Figura 2A utilizado para esta prueba es operado bajo condiciones TAPPI (50% RH, 25°C). Una muestra de prueba se colocó sobre una frita de vidrio mostrada en la Figura 2A en 502 que está conectada a través de una columna continua de líquido de prueba (orina sintética) a un depósito de líquido de equilibrio, mostrado como 506, conteniendo líquido de prueba. Este depósito 506 es colocado sobre una pesa 507 que esta interconectada con una computadora (no mostrada). La pesa puede ser capaz de leer a 0.001 gramos; dicha pesa está disponible de Mettler Toledo como PR1203 (Hightstown, NJ). La frita de vidrio 502 se colocó sobre un portaobjetos vertical, mostrado generalmente en la Figura 2A como 501, para permitir el movimiento vertical de la muestra de prueba para exponer la muestra de prueba a alturas de succión variable. El portaobjetos vertical puede ser un accionador sin barras, el cual está unido a una computadora para registrar las alturas de succión y tiempos correspondientes para medir el consumo de líquido por la muestra de prueba. Un accionador sin barra preferido está disponible de Industrial Devices (Novato, CA) como el artículo 202X4X34N-1 D4B-84-P-C-E, el cual puede ser accionado mediante un motor ZETA 6104-83-135, disponible de CompuMotor (Rohnert, CA). Cuando los datos se miden y se envían del accionador 501 a la pesa 507, los datos de capacidad absorbente de absorción capilar pueden ser fácilmente generados para cada muestra de prueba. También, la ¡nterface de computadora al accionador 501 puede permitir el movimiento vertical controlado de la frita de vidrio 502. Por ejemplo, el accionador puede ser dirigido para mover la frita de vidrio 502 solo verticalmente después de llegar al "equilibrio" (como se define más adelante) a cada altura de succión. El fondo de la frita de vidrio 502 está conectado a una tubería Tygon® 503 que conecta la frita 505 al tapón de drenaje de tres direcciones 509. El tapón de drenaje está conectado al depósito de líquido 505 a través de una tubería de vidrio 504 y el tapón 510. (Ela tapón 509 está abierto para el drenaje solamente durante la limpieza del aparato o la remoción de burbujas de aire). La tubería de vidrio 511 conecta el depósito de fluido 505 con el depósito de fluido de pesa 506, a través del tapón 510. El depósito de líquido de pesa 506 consiste de un plato de vidrio 506A con un diámetro de 12 cm, de peso ligero, y una cubierta 506B. La cubierta 506B tiene un agujero a través del cual la tubería de vidrio 511 conecta el líquido en el depósito 506. La tubería de vidrio 511 no debe hacer contacto con la cubierta 506B o se presentará una lectura de equilibrio inestable y la medición de la muestra no puede ser utilizada. El diámetro de frita de vidrio debe ser suficiente para adaptar el aparato de pistón/cilindro, discutido más adelante, para sostener la muestra de prueba. La frita de vidrio 502 tiene una carniza para permitir un control de temperatura constante a partir de un baño de calentamiento. La frita es un embudo de disco de frita de 350 ml especificado como teniendo poros de 4 a 5.5 µm, disponible de Corning Gras Co. (Corning NY) como #36060-350F. Los poros son lo suficientemente finos para mantener la superficie de la frita humedecida a las alturas de succión capilar especificadas (la frita de vidrio no permite que el aire entre a la columna continua de líquido de prueba por debajo de la prueba de vidrio). Como se indicó, la frita 502 está conectada a través de una tubería al depósito de fluido 505 o al depósito de líquido de equilibrio 506, dependiendo de la posición del tapón de tres direcciones 510. La frita de vidrio 502 tiene una camisa para aceptar el agua a partir de un baño de temperatura constante. Esto asegurará que la temperatura de la frita de vidrio se mantiene a una temperatura constante de 31°C durante el procedimiento de prueba. Como se ilustra en la Figura 2A, la frita de vidrio 502 está equipada con un puerto de entrada 502A y un puerto de salida 502B, los cuales forman un lazo cerrado con un baño de calentamiento en circulación mostrado generalmente el 508. (La camisa del vidrio no está ilustrada en la Figura 2A. Sin embargo, el agua introducida a la frita de vidrio 502 encamisada desde el baño 508 no hace contacto con el líquido de prueba y el líquido de prueba no circula a través del baño de temperatura constante. El agua en el baño de temperatura constante circula a través de las paredes encamisadas de la frita de vidrio 502). El depósito 506 y la pesa 507 están encerrados en una caja para reducir al mínimo la evaporación de líquido de prueba del depósito de pesa y para mejorar la estabilidad de la pesa durante el funcionamiento del experimento. Esta caja, mostrada generalmente en 512, tiene una parte superior y paredes, en donde la parte superior tiene un agujero a través del cual se inserta la tubería 511.
La frita de vidrio 502 se muestra con mayor detalle en la Figura 2B. La Figura 2B es una vista en sección transversal de la frita de vidrio, mostrada sin el puerto de entrada 502A y el puerto de salida 502B. Como se indicó, la frita de vidrio es un embudo de disco de frita de 350 ml teniendo poros específicos de 4 a 5.5 µm. Haciendo referencia a la Figura 2B, la frita de vidrio 502 comprende un embudo encamisado cilindrico designado en 550 y un disco de frita de vidrio mostrado en 560. La frita de vidrio 502 además comprende un ensamble de cilindro/pistón mostrado generalmente en 565 (el cual comprende el cilindro 566 y el pistón 568), el cual define la muestra de prueba, mostrada como 570, y proporciona una presión de confinamiento pequeña a la muestra de prueba. Para evitar la evaporación excesiva de líquido de prueba del disco de frita de vidrio 560, se coloca un anillo de Teflón mostrado en 562 sobre la parte superior del disco de frita de vidrio 560. el anillo 562 de Teflón® tiene un espesor de 0.0127 cm (disponible como un material de abastecimiento de lámina de McMasterCarr como #8569K16 y se corta al tamaño), y se utiliza para cubrir la superficie del disco de frita fuera del cilindro 566, y de esta manera reducir al mínimo la evaporación de la frita de vidrio. El diámetro externo del anillo y el diámetro interno son de 7.6 y 6.3 cm, respectivamente. El diámetro interno del anillo 562 de Teflón® es aproximadamente 2 mm menor que el diámetro externo del cilindro 566. Un anillo con forma de O Viton® (disponible de McMasterCarr como #AS568A-150 y AS568A-151) 564 se coloca sobre la parte superior del anillo 562 de Teflón® para sellar el espacio entre la pared interna del embudo encamisado cilindrico 550 y el anillo 562 de Teflón® para ayudar además a la prevención de la evaporación. Si el diámetro externo del anillo con forma de O excede al diámetro interno del embudo encamisado cilindrico 550, el diámetro del anillo con forma de O es reducido para fijar el embudo como sigue: el anillo con forma de O es abierto mediante un corte, la cantidad necesaria del material del anillo con forma de O es cortada, y el anillo con forma de O es adherido conjuntamente, de manera que el anillo con forma de O hace contacto con la pared interna del ambudo encamisado cilindrico 550 alrededor del toda su periferia. Como se indicó, un ensamble de cilindro/pistón mostrado generalmente en la Figura 2B como 565 confina a la muestra de prueba y proporciona una presión de confinamiento pequeña a la muestra de prueba 570. Haciendo referencia a la Figura 2C, el ensamble 565 consiste de un cilindro 566, un pistón de Teflón® de tipo de copa indicado en 568 y, cuando es necesario un peso o pesos (no mostrado) que se fijan dentro del pistón 568. (El peso opcional puede ser utilizado cuando sea necesario ajustar el peso combinado del pistón y el peso opcional de manera que se obtiene una presión de confinamiento de 0.2 PSI dependiendo del diámetro de la muestra de prueba seca. Esto se discute más adelante). El cilindro 5666 es una barra de Lexan® y tiene las siguientes dimensiones: un diámetro externo de 7.0 cm, un diámetro interno de 6.0 cm y una altura de 6.0 cm. El pistón 568 de Teflón® tiene las siguientes dimensiones: Un diámetro externo que es 0.02 cm menor que el diámetro interno del cilindro 566. Como se muestra en la Figura 2D, el extremo del pistón 568 que no hace contacto con la muestra de prueba está perforado para proporcionar un diámetro de 5.0 cm mediante una cámara con una profundidad de aproximadamente 1.8 cm, 580, para recibir cargas opcionales (dictadas por el diámetro seco real de la muestra de prueba) requeridos para obtener una presión de confinamiento de la muestra de prueba de 1.4 kPa. En otras palabras, el peso total del pistón 568 y cualquiera de las cargas opcionales (no mostrado en las Figuras) dividido entre el diámetro real de la muestra de prueba (cuando está seca) debe ser tal que se obtiene una presión de confinamiento de 0.2 PSI. El cilindro 566 y el pistón 568 (y cargas opcionales) son equilibrados a 31°C durante por lo menos 30 minutos antes de conducir la medición de capacidad absorbente de absorción capilar.
Se utiliza una película tratada sin agente tensioactivo con aberturas incorporadas (14 cm x 14 cm) (no mostrada) para cubrir la frita de vidrio 502 durante los experimentos de absorción capilar para reducir al mínimo la desestabilización del aire alrededor de la muestra. Las aberturas son lo suficientemente grandes para evitar la condensación sobre la parte de debajo de la película durante el experimento.
Preparación de la Muestra de Prueba La muestra de prueba puede ser obtenida perforando una estructura con forma circular con un diámetro de 5.4 cm a partir de un miembro absorbente de almacenamiento. Cuando el miembro es un componente de un artículo absorbente, otros componentes del artículo deben ser removidos antes de la prueba. En aquellas situaciones en donde el miembro no puede ser aislado de los otros componentes del artículo sin alterar significativamente su estructura (por ejemplo, densidad, disposición relativa de los materiales componentes, propiedades físicas de los materiales constituyentes, etc.) o cuando el miembro no es un componente de un artículo absorbente, la muestra de prueba se prepara combinando todos los materiales que constituyen el miembro de manera que la combinación es representativa del miembro en cuestión. La muestra de prueba es un círculo con un diámetro de 5.4 cm y se obtiene cortando con un punzón de arco. El peso seco de la muestra de prueba (utilizado más adelante para calcular la capacidad absorbente de absorción capilar) es el peso de la muestra de prueba preparada como se hizo anteriormente bajo condiciones ambientales.
Fijación Experimental 1. Colocar una frita de vidrio seca limpia 502 en un soporte de embudo unido al portaobjetos vertical 501. Mover el soporte de embudo del portaobjetos vertical de manera que la frita de vidrio está a una altura de 0 cm. 2. Establecer los componentes del aparato como se muestra en la Figura 2A, como se discutió anteriormente. 3. Colocar un depósito del líquido 506 de pesa con un diámetro de 12 cm en la pesa 507. Colocar la tapa de plástico 506B sobre este depósito de líquido de pesa 506 y una tala de plástico sobre la caja de pesa 512, cada una con agujeros pequeños para permitir que la tubería de vidrio 511 se ajuste. No permitir que la tubería de vidrio toque la tapa 506B del depósito de líquido de pesa o se presentará una lectura de equilibrio inestable y la medición no puede ser utilizada. 4. el tapón 510 cierra la tubería 504 y abre la tubería de vidrio 511. El depósito de fluido 505, previamente llenado con el fluido de prueba, se abre para permitir que el fluido de prueba entre a la tubería 511, para llenar el depósito de fluido de pesa 506. 5. La frita de vidrio 502 es nivelada y asegurada en su lugar. También, asegurar que la frita de vidrio esté seca. 6. Unir la tubería 503 Tygon® al tapón 509. (La tubería debe ser lo suficientemente larga para alcanzar la frita de vidrio 502 en su punto más alto de 200 cm sin ningún enlace). Llenar esta tubería Tygon® con 10 el líquido de prueba del depósito de líquido 505. 7. Unir la tubería 503 Tygon® a la frita de vidrio de nivel 502 y después abrir el tapón 509 y el tapón 510 que conducen desde el depósito de fluido 505 hacia la frita de vidrio 502. (el tapón 510 debe 15 cerrar la tubería de vidrio 511). El líquido de prueba llena la frita de vidrio 502 y remueve todo el aire atrapado durante el llenado déla frita de vidrio de nivel. Continuar llenando hasta que el nivel de fluido exceda la parte superior del disco de frita de vidrio 20 560. Vaciar el embudo y remover todas las burbujas de aire en la tubería y dentro del embudo. Las burbujas de aire pueden ser removidas invirtiendo la frita de vidrio 502 y permitiendo que las burbujas de aire se eleven y escapen a través del drenaje del 25 tapón 509. (Las burbujas de aire típicamente se recogen en fondo del disco de frita de vidrio 560).
Volver a nivelar la frita utilizando un nivel suficientemente pequeño que se fijará dentro del embudo encamisado 550 y sobre la superficie del disco de frita de vidrio 560. 8. Poner en cero la frita de vidrio con el depósito de líquido de pesa 506. Para hacer esto, tomar una pieza de la tubería Tygon® de longitud suficiente y llenarla con el líquido de prueba. Colocar un extremo en el depósito de líquido de pesa 506 y 10 utilizar el otro extremo para colocar la frita de vidrio 502. El nivel de líquido de prueba indicado por la tubería (el cual es equivalente al nivel del depósito de líquido de pesa) está 10 mm por debajo de la parte superior del disco de frita de vidrio 560. Si 15 éste no es el caso, tanto ajustar la cantidad de líquido en el depósito o volver a fijar la posición en cero en el portaobjetos vertical 501. 9. Unir los puertos de salida y de entrada del baño de temperatura 508 a través de la tubería a los puertos 20 de entrada y salida 502A y 502B, respectivamente de la frita de vidrio. Permitir que la temperatura del disco de frita de vidrio 560 llegue a 31°C, esto puede ser medido llenando parcialmente la frita de vidrio con el líquido de prueba y midiendo su 25 temperatura después de que ha alcanzado la temperatura de equilibrio. El baño necesita ser fijado a un punto mayor que 31°C para permitir la disipación de calor durante el recorrido del agua del baño hacia la frita de vidrio. 10. La frita de vidrio es equilibrada durante 30 minutos.
Parámetros de Absorción Capilar Lo siguiente describe un programa de computadora que determinará cuando tiempo la frita de vidrio permanece en cada altura. En el programa de software de absorción capilar, una muestra de prueba es ha cierta altura especificada a partir del depósito de fluido. Como se indicó anteriormente, el depósito de fluido está sobre una pesa, de manera que una computadora puede leer la pesa al final de un intervalo conocido y calcular la velocidad de flujo (lectura Delta/intervalos) entre la muestra de prueba y el depósito. Para los propósitos de este método, la muestra de prueba es considerada que está en equilibrio cuando la velocidad de flujo es menor que una velocidad de flujo especificada para un número especificado de intervalos consecutivos. Se reconoce, que para ciertos materiales, el equilibrio real puede no ser alcanzado cuando la "CONSTANTE DE EQUILIBRIO" especificada se logra. El intervalo entre lecturas es de 5 segundos. El número de lecturas en la tabla delta es especificado en el menú de absorción capilar como "MUESTRAS DE EQUILIBRIO". El número máximo de deltas es 500. La constante de velocidad de flujo se especifica en el menú de absorción capilar como "CONSTANTE DE EQUILIBRIO". La Constante de Equilibrio es introducida en unidades de gramos/segundo, variando de 0.0001 a 100.000. Lo siguiente es un ejemplo simplificado de la lógica. El cuadro muestra la lectura de la pesa o equilibrio y el flujo delta calculado para cada intervalo.
Muestras de Equilibrio = 3 Constante de Equilibrio = .0015 0.000 — 2 4 ß B 10 Intervalo de Tiempo 30 Tabla Delta: El consumo de equilibrio para el ejemplo simplificado anterior es de 0.318 gramos. Lo siguiente es la codificación en el lenguaje C utilizado para determinar el consumo de equilibrio: 10 /* takedata.c int takß_data{int equil_sampleß, double equil¿brium_constant) d {o>uubbll«e ddeellttaa; ,- 15 sta ic double deltas [SOC] ¡ /* cable to store up to 500 deltas */ double valué; double prev valué; clock t pext time; int 20 for íi=?; i<eguil_sa?«5>les,- i++) deltas fi] = 9999.; /* initialize all val es in the delta cable to 9999. gma/sec »/ delta_table_index •= 0; 25 /* initialize where in the table to store the néxt delta */ ß?ruilibrium_reached = 0; /* initialize flag to indicate eguilibrium has not been reached */ next^time « clockO ; /* initialize when to take the ne-ct reading »/ 30 prev reading x 0. ; /» initialize the valué of the previous readlng from the balance */ while (¡eguilibrium reached) { /* start of loop for checking for equilibrium •/ ~ 35 next time +» S000L; /» calcúlate when to take next reading -/ while {clock O < next time); /* ait until 5 seconde has elasped from prev reading */ valué = get_balance_reading < > ; 40 /* read the balance in grams */ delta = fabs{prev_value - valué) / 5.0; /* calcúlate absoluta valué of flow in last S seconds */ ~ prev valué « valué; /* store current valué for next loop */ deltas fdelta_table_index] = delta; 45 /* store current delta valué ip the table of deltas */ delta table index++; /* increraent pointer to next poeition in table */ " if (delta_cable_index •>» e$uil_samples) /* ?hen the number of deltas * ehe number of */- delta_table_index » 0; /• equilibrium samples specified, /* - - ¡. reaet che poipter to the start o£ 5 the table. This way */ /•» the table always contains the last xx currentt samples. */ eguilibriun?_reashed = 1; /* set the flag to indicate equilibrium is reached */ 10 for <?*0; i < eguil_sam?les; i++) /* check all the val es ip the delta table «/ if (deltas (i] >» equilibriun^constanc}/* if any val é is > or » to the eguilibrium constartt */ equilibrium_reached = 0; /* set the equlibrium flag to 0 (not 15 at equilibrium) »/ ) /* go back to the start of the loop */ Parámetros de Absorción Capilar Descripción de Carga (Presión de Confinamiento): carga 0.2 PSI. Muestras de Equilibrio (n): 50. Constante de Equilibrio: 0.0005 g/segundo. Valor de Altura de Fijación: 100 cm Valor de Altura de Acabado: 0 cm Parámetros de Cabeza Hidrostática: 200, 180, 160, 140, 120, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 45, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 y 0 cm. El procedimiento de absorción capilar es conducido utilizando todas las alturas especificadas anteriormente, en el orden establecido, para la medición de la capacidad absorbente de absorción capilar. Aún si se desea determinar la capacidad absorbente de absorción capilar a una altura particular (por ejemplo, 35 cm), todas las series de parámetros de cabeza hidrostática deben ser completadas en el orden especificado. Aunque estas alturas son utilizadas en el funcionamiento de la prueba de absorción capilar para generar isotermas de absorción capilar para una muestra de prueba, la presente descripción ilustra los miembros absorbentes de almacenamiento en términos de sus propiedades absorbentes a alturas especificadas de 200, 140, 100, 50, 35 y 0 cm.
Procedimiento de Absorción Capilar 1) Seguir el procedimiento de fijación experimental. 2) Asegurarse de que el baño de temperatura 508 esté encendido y el agua esté circulando a través de la frita de vidrio 502 y que la temperatura del disco de frita de vidrio 560 sea de 31°C. 3) Colocar la frita de vidrio 502 a una altura de succión de 200 cm. Abrir los tapones 509 y 510 para conectar la frita de vidrio 502 con el depósito de líquido de pesa 506. (El tapón 510 cierra él depósito de líquido 505). La frita de vidrio 502 es equilibrada durante 30 minutos. 4) Introducir los parámetros de absorción capilar anteriores en la computadora. 5) Cerrar los tapones 509 y 510. 6) Mover la frita de vidrio 502 a la altura de fijación, 100 cm. 7) Colocar el anillo 562 de Teflón® sobre la superficie del disco de frita 560. Colocar el anillo con forma de O 564 sobre el anillo Teflón®. Colocar el cilindro 566 precalentado concéntricamente sobre el anillo de Teflón®. Colocar la muestra de prueba 570 concéntricamente en el cilindro 566 sobre el disco de frita de vidrio 560. Colocar el pistón 568 en el cilindro 566. Colocar cargas de confinamiento adicionales en la cámara de pistón 590, si se requiere. 8) Cubrir la frita de vidrio 502 con una película con aberturas. 9) La lectura del equilibrio o pesa en este punto establece la lectura en cero. 10) Mover la frita de vidrio 502 a 200 cm. 11) Abrir los tapones 509 y 510 (tapón 510 cierra el depósito de fluido 505) y comenzar las lecturas de equilibrio y tiempo.
Corrección de Frita de Vidrio (consumo correcto de plantilla) Ya que el disco de frita de vidrio 560 es una estructura porosa, el consumo absorbente de desabsorción capilar de la frita de vidrio 502 (consumo correcto de plantilla) debe ser determinado y substraído para obtener el verdadero consumo absorbente de absorción capilar de la muestra de prueba. La corrección de frita de vidrio es realizada para cada nueva frita de vidrio utilizada. Recuperar el procedimiento de absorción capilar como se describió anteriormente, excepto con la muestra de prueba para obtener el consumo de plantilla (g). El tiempo transcurrido en cada altura especificada es igual al tiempo de plantilla(s).
Corrección de Pérdida de Evaporación 1) Mover la frita de vidrio 502 2 cm por arriba de cero y dejarla equilibrar a esta altura durante 30 minutos con tapones abiertos 509 y 510 (para cerrar el depósito 505). 2) Cerrar los tapones 509 y 510. 3) Colocar el anillo 562 de Teflón® sobre la superficie del disco de frita de vidrio 560. Colocar el anillo con forma de O 564 sobre el anillo de Teflón®. Colocar el cilindro precalentado 566 concéntricamente sobre el anillo de Teflón®. Colocar el pistón 568 en el cilindro 566. Colocar la película con abertura sobre la frita de vidrio 502. 4) Abrir los tapones 509 y 510 (que cierran el depósito 505) y registrar la lectura de equilibrio y el tiempo durante 3.5 horas. Calcular la evaporación de la muestra (g/hora) como sigue: [lectura de equilibrio a 1 hora-lectura de equilibrio a 3.5 horas]/2.5 horas. Aún después de tomar todas las precauciones anteriores, pueden ocurrir algunas pérdidas evaporativas, típicamente alrededor de 0.10 g/hora tanto para la muestra de prueba como para corrección de frita. Idealmente, la evaporación de ia muestra es medida para cada frita de vidrio 502 recientemente instalada.
Limpieza del Equipo Se utilizó la nueva tubería 502 Tygon® cuando una frita de vidrio 502 es nuevamente instalada. La tubería de vidrio 504 y 511, el depósito de fluido 505 y el depósito de líquido de equilibrio 506 son limpiados con 50% de Cloros Bleach® en agua destilada, seguido por un enjuague con agua destilada, si es visible alguna contaminación microbiana. a. Limpieza después de cada experimento Al final de cada experimento (después de que la muestra de prueba ha sido removida), la frita de vidrio es lavada (es decir, el líquido de prueba es introducido en fondo de la frita de vidrio) con 250 ml de líquido de prueba del depósito de líquido 505 para remover la muestra de prueba residual de los poros del disco de frita de vidrio. Con los tapones 509 y 510 abiertos hacia el depósito de líquido 505 y cerrados hacia el depósito de líquido de equilibrio 506, la frita de vidrio es removida de su soporte, volteada hacia abajo y enjuagada primero con el líquido de prueba, seguido por enjuagues con acetona y el líquido de prueba (orina sintética). Durante el enjuague, la frita de vidrio debe ser inclinada hacia abajo y el fluido de enjuague es colocado sobre la muestra de prueba haciendo contacto con la superficie de disco de frita de vidrio. Después del enjuague, la frita de vidrio es lavada una segunda vez con 250 ml de líquido de prueba (orina sintética). Finalmente, la frita de vidrio se vuelve a instalar en su soporte y la superficie de frita es nivelada. b. Verificación del funcionamiento de la frita de vidrio El funcionamiento de la frita de vidrio debe ser verificado después de cada procedimiento de limpieza y para cada frita de vidrio recientemente instalada, con la fijación de la frita de vidrio a una posición de 0 cm. Se vaciaron 50 ml de líquido de prueba sobre la superficie del disco de frita de vidrio nivelado (sin el anillo de Teflón®, el anillo con forma de O y los componentes de cilindro/pistón). El tiempo que para que el nivel del fluido de prueba caiga 5 mm por arriba de la superficie de disco de frita de vidrio es registrado. Se debe realizar una limpieza periódica si este tiempo excede de 4.5 minutos. c. Limpieza periódica Periódicamente (ver verificación de funcionamiento de frita, anterior) las fritas de vidrio son limpiadas concienzudamente para evitar el taponamiento. Los fluidos de enjuague son agua destilada, acetona, 50% de Cloros Bleach® en agua destilada (para remover el crecimiento bacteriano) y el líquido de prueba. La limpieza implica remover la frita de vidrio del soporte y desconectar toda la tubería. La frita de vidrio es lavada (es decir, el líquido de enjuague es introducido en el fondo de la frita de vidrio) con la frita hacia abajo con los fluidos apropiados y cantidades en el siguiente orden: 1. 250 ml de agua destilada. 2. 100 ml de acetona. 3. 250 ml de agua destilada. 4. 100 ml de 50:50 de Cloros®/solución de agua destilada. 5. 250 ml de agua destilada. 6. 250 ml de fluido de prueba. El procedimiento de limpieza es satisfactorio cuando el funcionamiento de la frita de vidrio está dentro de los criterios fijados del flujo de fluido (ver antes) y cuando ningún residuo se puede observar sobre la superficie del disco de frita de vidrio. Si la limpieza no puede ser realizada con éxito, la frita debe ser reemplazada.
Cálculos La computadora se fija para proporcionar un reporte consistiendo de la altura de succión capilar en centímetos, tiempo y el consumo en gramos a cada altura específica. A partir de estos datos, la capacidad absorbente de succión capilar, la cual es corregida tanto para el consumo de frita como para la pérdida de evaporación, puede ser calculada. También, con base en la capacidad absorbente de succión capilar a 0 cm, la eficiencia de absorción capilar puede ser calculada a las alturas especificadas. Además, la velocidad de consumo efectiva inicial a 200 cm es calculada.
Consuno de Correcc ion d e Plantilla Consumo de Corrección de Plant¡lla(g)=Consumo de Plantilla(g)-Tiempo de Plantilla(s)*Evap.de Muestra (g/hr) 3600(s)/hr) Capacidad Absorbente de Succión Capilar ("CSAC") Tiempo de muestra(s)*Evap.de Muestra (g/hr) CSAC(g/g) = Consumo de Muestra (g)- 3600s/hr -Consumo Correcto de Plantilla (g) -Peso Seco de la Muestra (g) Velocidad de Consumo Efectivo Inicial a 200 cm ("IEUR") IEUR (g/g/hr) = CSAC a 200 cm (q/a) Tiempo de Muestra a 200 cm (s) Reporte Se debe tomar un mínimo de 2 mediciones para cada muestra y el consumo promediado a cada altura para calcular la capacidad absorbente de absorción capilar (CSAC) para un miembro absorbente dado o un material de alta área de superficie dado. Con estos datos, se pueden calcular los valores respectivos: La altura de desabsorción de absorción capilar a la cual el material ha liberado x% porcentaje de su capacidad a 0 cm (es decir, de CSAC 0), (CSDH x) expresado en cm; La altura absorbente de absorción capilar a la cual el material a absorbido y% de su capacidad a 0 cm (es decir, de CSAC 0), (CSAH y) expresado en centímetros; La capacidad absorbente de absorción capilar a cierta altura z (CSAC z) expresada en unidades de g {de flúido}/g {de material}; especialmente a la altura de cero (CSAC 0), y a alturas de 35, 40 cm, etc.; La eficiencia absorbente de absorción capilar ha cierta altura z (CSAE z) expresada en %, la cual es la relación de los valores para CSAC 0 y CSAC z. Si dos materiales se combinan (de manera que el primero se utiliza como material de adquisición/distribución, y el segundo se utiliza como un material de almacenamiento líquido), el valor de CSAC (y por lo tanto el valor respectivo de CSAE) del segundo material puede ser determinado para el valor x de CSDH del primer material.
Prueba de Capacidad Centrífuga de la Bolsa de Té (prueba CCBT) No obstante que la prueba CCBT se ha desarrollado específicamente para materiales superabsorbentes, se puede aplicar fácilmente a otros materiales absorbentes. La prueba de Capacidad Centrífuga de la Bolsa de Té mide los valores de la Capacidad Centrífuga de la Bolsa de Te, los cuales son una medida de la retención de los líquidos en los materiales absorbentes. Los materiales absorbentes se colocan dentro de una "bolsa de té", inmersos en una solución al 0.9% en peso de cloruro de sodio por 20 minutos, y después centrifugados por 3 minutos. La proporción del peso del líquido retenido al peso inicial del material seco es la capacidad absorbente del material absorbente. Se vierten dos litros de cloruro de sodio al 0.9 % en peso en agua destilada dentro de una bandeja que tiene dimensiones 24 cm X 30 cm X5 cm. La altura que llena el líquido debe ser de alrededor de 3 cm. El saquillo de la bolsa de té tiene dimensiones de 6.5 cm X 6.5 cm y está disponible de Teekanne en Dusseldorf, Alemania. El saquillo es sellable al calor con un dispositivo de sellado de bolsa de plástico de cocina estándar (por ejemplo, VACUPACK2 PLUS de Krups, Alemania). La bolsa de té se abre cortándola cuidadosamente de manera parcial, y después se pesa. Al rededor de 0.200 g de la muestra del material absorbente, pesado con precisión de +/- 0.005 g, se coloca dentro de la bolsa de té. Entonces, la bolsa de té se cierra con un sellador de calor. A esto se le llama la bolsa de té de muestra. Una bolsa de té vacía se sella y se usa como blanco.
Entonces, la bolsa de té de muestra y la bolsa de té de blanco se colocan sobre la superficie de la solución salina, y se sumergen al rededor de cinco segundos usando una espátula para permitir el humedecimiento completo (las bolsas de té flotarán sobre la superficie de la solución salina pero entonces estarán completamente húmedas). El cronómetro se activa inmediatamente. Después del tiempo de empape de 20 minutos la bolsa de té de muestra y la bolsa de té de blanco se remueven de la solución salina, y se colocan en un Baunknecht WS130, Bosch 772 NZK096 o centrífuga equivalente (230 mm de diámetro), de manera tal que cada bolsa se adhiere a la pared externa de la canasta centrífuga. La tapa centrífuga se cierra, la centrífuga se activa, y la velocidad aumenta rápidamente hasta 1,400 rpm. Una vez que la centrífuga se estabiliza en 1,400 rpm se activa el cronómetro. Después de tres minutos, la centrífuga se detiene. La bolsa de té de muestra y la bolsa de té de blanco se remueven y pesan de manera separada. La Capacidad Centrífuga de la Bolsa de Té (CCBT) para la muestra del material absorbente se calcula como sigue: CCBT = ((peso de la bolsa de té después de centrifugar) -(peso bolsa de té de blanco después de centrifugar) - (peso del material absorbente seco)) / (peso del material absorbente seco). También, se pueden medir las partes específicas de las estructuras o de los artículos absorbentes totales, tal como corte "seccional", por ejemplo observar en partes de la estructura o del artículo total, por donde el corte se hace a través del ancho completo del artículo en puntos determinados del eje longitudinal del artículo. En particular, la definición de "región de entrepierna" como se describe más arriba permite determinar la "capacidad de la región de entrepierna". Se pueden usar otros cortes para determinar una "capacidad base" (por ejemplo la cantidad de la capacidad contenida en una unidad de área de la región específica del artículo. Dependiendo del tamaño de la unidad de área (preferiblemente de 2 cm por 2 cm) las definiciones de cuantos promedio está tomando lugar - naturalmente, ocurrirá el promedio menor, el tamaño menor.
Capacidad Ultima de Almacenamiento Con el fin de determinar o de evaluar la Capacidad de Diseño Ultima de Almacenamiento, se han propuesto un número de métodos.
En el contexto de la presente invención, se asume, que la Capacidad Ultima de Almacenamiento de un artículo es la suma de las capacidades últimas absorbentes de los elementos individuales o del material. Para estos componentes individuales, se pueden aplicar varias técnicas bien estabilizadas tanto como éstas sean aplicadas de manera consistente a través de toda la comparación. Por ejemplo, la Capacidad Centrífuga de la Bolsa de Té como se desarrolló y bien estabilizada para los polímeros superabsorbentes (PAS) se puede utilizar para tales materiales PAS, pero también para otros (ver arriba). Una vez que se conocen las capacidades para los materiales individuales, la capacidad total del artículo se puede calcular multiplicando estos valores (en ml/g) con el peso del material usado en el artículo. Para los materiales que tienen una funcionalidad dedicada distinta al último almacenamiento de fluidos - tal como capas de adquisición y similares - la capacidad de almacenamiento final se puede despreciar, ya sea si tales materiales de hecho tienen muy bajos valores de capacidad comparados con los materiales de último almacenamiento de fluidos dedicados, o tales materiales están propuestos para no ser cargados con fluido, y entonces deben liberar sus fluidos a otros materiales de último almacenamiento.
Medición de la Densidad/calibre/peso base Un ejemplar de una área definida tal como cortando un cortador de muestra es pesado a una exactitud de al menos 0.1%. El calibre es medido bajo una presión aplicada de 550 Pa para una área de prueba de 50 mm de diámetro. Se pueden fácilmente calcular el peso base como el peso por unidad de área expresado en g/m2, el calibre expresado en mm @ una presión de 550 Pa, y la densidad expresada en g/cm3.

Claims (48)

REIVINDICACIONES
1. Miembro de manejo de fluido que tiene una altura de absorción de desabsorción capilar al 50% de la capacidad a la altura de 0 cm (CSDH 50); que tiene además una permeabilidad al líquido al 100% de saturación k(100) y al 50% de saturación k(50)), caracterizado en que el valor de CSDH 50 es menor de aproximadamente 150 cm, y que k(100) tiene un valor mayor de aproximadamente 1 Darcy, y que k(50) tiene un valor, el cual es mayor de aproximadamente 14% de k(100).
2. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, en donde el miembro tiene un valor de k(100) mayor de aproximadamente 2 Darcy.
3. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, en donde el miembro tiene un valor de k(100) mayor de aproximadamente 8 Darcy.
4. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, en donde el miembro tiene un valor de k(100) mayor de aproximadamente 100 Darcy.
5. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el miembro tiene un valor de k(50) mayor de aproximadamente 18% de k(100).
6. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 5, en donde el miembro tiene un valor de k(50) mayor de aproximadamente 25% de k(100).
7. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 6, en donde el miembro tiene un valor de k(50) mayor de aproximadamente 35% de k(100).
8. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el miembro tiene una permeabilidad al 30% de su saturación k(30) que es mayor de aproximadamente 3.5% de k(100).
9. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 8, en donde el miembro tiene un valor de k(30), el cual es mayor de aproximadamente 5% de k(100).
10. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 9, en donde el miembro tiene un valor de k(30), el cual es mayor de aproximadamente 10% de k(100).
11. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el miembro tiene un valor de CSDH 50 menor de aproximadamente 100 cm.
12. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 11, en donde el miembro tiene un valor de CSDH50 menor de aproximadamente 75 cm.
13. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 12, en donde el miembro tiene un valor de CSDH50 menor de aproximadamente 50 cm.
14. El miembro de manejo de fluido que tiene una altura de absorción de desabsorción capilar (CSDH 59) que tiene además una permeabilidad al líquido al 100% de saturación k(100) y al 50% de saturación k(50), caracterizado porque éste tiene un valor de CSDH 50 menor de aproximadamente 150 cm, y porque éste tiene una permeabilidad k(100) al 100% de saturación que tiene un valor mayor de aproximadamente 1 Darcy, y en que éste tiene una permeabilidad al 50% de su saturación k(50) que es mayor de aproximadamente al 14% de k(100), y porque tiene un flujo a la altura de penetración de 15 cm de cuando menos 0.045 g/cm2/sec en la prueba de penetración vertical como se describe aquí.
15. Un miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 14, que tiene un flujo a la altura de penetración de 15 cm de por lo menos 0.06 g/cm2/sec.
16. Un miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 14, que tiene un flujo a la altura de penetración de 15 cm de por lo menos 0.1 g/cm2/sec.
17. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 14, en donde el miembro tiene un valor de k(100) mayor de aproximadamente 2 Darcy.
18. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 14, en donde el miembro tiene un valor de k(100) mayor de aproximadamente 8 Darcy.
19. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 14, en donde el miembro tiene un valor de k(100) mayor de aproximadamente 100 Darcy.
20. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, en donde el miembro tiene un valor de k(50) mayor de aproximadamente 18% de k(100).
21. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 20, en donde el miembro tiene un valor de k(50) mayor de aproximadamente 25% de k(100).
22. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 20, en donde el miembro tiene un valor de k(50) mayor de aproximadamente 35% de k(100).
23. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, en donde el miembro tiene una permeabilidad al 30% de su saturación k(30) la cual es mayor de aproximadamente 3.5% de k(100).
24. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 23 en donde el miembro tiene un valor de k(30), el cual es mayor de aproximadamente 5% de k(100).
25. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 23 en donde el miembro tiene un valor de k(30), el cual es mayor de aproximadamente 10% de k(100).
26. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 25, en donde el miembro tiene un valor de CSDH50 menor de aproximadamente 100 cm.
27. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 26, en donde el miembro tiene un valor de CSDH50 menor de aproximadamente 75 cm.
28. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 27, en donde el miembro tiene un valor de CSDH50 menor de aproximadamente 50 cm.
29. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque éste comprende una estructura hidrofílica de espuma polimérica flexible de celdas abiertas interconectables.
30. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque éste expande al mojarse.
31. El miembro de manejo de fluido de conformidad con la reivindicación 29, por medio del cual éste vuelve a aplastar al perder el líquido.
32. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31 que tiene una presión de colapso capilar de por lo menos aproximadamente 15 cm.
33. El miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 32 que tiene una capacidad absorbente libre de cuando menos aproximadamente 15 g/g.
34. Artículo absorbente que comprende un miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo adicionalmente una primera región de almacenamiento de líquido en comunicación del fluido con dicho miembro de manejo de fluido.
35. Artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 34, comprendiendo además cuando menos una segunda región de almacenamiento de líquido, por medio de la cual ambas de dichas regiones de almacenamiento de líquido están en comunicación de líquido con el miembro de manejo de fluido.
36. Artículo absorbente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 34 ó 35, en donde por lo menos una de las regiones de almacenamiento de líquido comprende material que exhibe una altura de absorción de desabsorcíón capilar al 50% de su capacidad máxima (CSAH 59) de por lo menos aproximadamente 40 cm.
37. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque éste comprende un material de almacenamiento de líquido final proporcionando cuando menos el 80% de la capacidad de almacenamiento total final del núcleo absorbente.
38. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque éste comprende un material de almacenamiento de líquido final proporcionando cuando menos el 90% de la capacidad de almacenamiento total final del núcleo absorbente.
39. Artículo absorbente que comprende un núcleo absorbente comprendiendo una región de entrepierna y una o más regiones de cintura, por lo cual dicha región de entrepierna tiene una capacidad de almacenamiento de fluido final menor que dicha una o más regiones de cintura juntas, y en donde la región de entrepierna comprende un miembro de manejo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 33.
40. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 39, en donde la región de entrepierna tiene una capacidad base de almacenamiento de fluido final menor de 0.9 veces la capacidad promedio base de almacenamiento del fluido final del núcleo absorbente.
41. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 40, en donde la región de entrepierna tiene una capacidad base de almacenamiento de fluido final menor de 0.5 veces la capacidad promedio base de almacenamiento del fluido final del núcleo absorbente.
42. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 41, en donde la región de entrepierna tiene una capacidad base de almacenamiento de fluido final menor de 0.3 veces la capacidad promedio base de almacenamiento del fluido final del núcleo absorbente.
43. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 39, en donde la región de entrepierna tiene una capacidad seccional de almacenamiento de fluido final menor de 49% de la capacidad total de almacenamiento de fluido final del núcleo.
44. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 39, en donde la región de entrepierna tiene una capacidad seccional de almacenamiento de fluido final menor de 41% de la capacidad total de almacenamiento de fluido final del núcleo.
45. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 39, en donde la región de entrepierna tiene una capacidad seccional de almacenamiento de fluido final menor de 23% de la capacidad total de almacenamiento de fluido final del núcleo.
46. Un artículo absorbente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 45, caracterizado además porque cuando menos el 50% del área de la región de entrepierna no contiene esencialmente la capacidad de almacenamiento final.
47. Un artículo absorbente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 39 a 46, caracterizado además porque menos del 50%) de la capacidad de almacenamiento final está colocada hacia adelante de las zonas de entrepierna en la mitad frontal del artículo, y más del 50% de la capacidad de almacenamiento final está colocada en la mitad trasera del artículo.
48. Un artículo absorbente de conformidad con la reivindicación 47, en donde menos del 33% de la capacidad de almacenamiento final está colocada hacia adelante de la zona de entrepierna en la mitad frontal del artículo, y más del 67% de la capacidad de almacenamiento final está colocada en la mitad trasera del artículo.
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