MXPA05000211A - Red absorbente comprimida. - Google Patents

Abstract

Una estructura absorbente novedosa para usarla en articulos absorbentes desechables incluye una red fibrosa no tejida que comprende por lo menos aproximadamente 5% en peso de materiales celulosicos, que tiene una densidad local de mas de aproximadamente 0.2 g/cm3, y una relajacion de densidad de menos de aproximadamente 20%; un procedimiento novedoso para formar una red no tejida densificada incluye formar una estructura abierta que comprende por lo menos aproximadamente 5% en peso de materiales celulosicos; calentar por lo menos una porcion de la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C; comprimir la estructura abierta calentada para formar la red no tejida densificada con una densidad local de mas de aproximadamente 0.2 glcm3 y liberar de la compresion la red no tejida densificada.

Description

TEJIDO ABSORBENTE COMPRIMIDO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta invención se refiere a la siguiente solicitud co-pendiente: de E.U.A. con el número de serie 10/179,497, presentada el 25 de junio de 2002, con el título "Tampón Absorbente Comprimido" (Caso PPC-841 ).

CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un procedimiento y aparato para formar una tela no tejida densificada mediante fuerzas de compresión relativamente bajas. El procedimiento incluye el calentamiento de una estructura abierta antes de la compresión y el aparato incluye elementos para este calentamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las estructuras absorbentes se fabrican bajo compresión para proporcionar suficiente capacidad absorbente para un uso determinado en un producto dimensionados de manera conveniente. Las estructuras absorbentes pueden incluir accesorios para el cuidado de heridas, pañales, toallas sanitarias, tampones, pantiprotectores, dispositivos interlabiales, artículos para la incontinencia, manteles para bandejas de carne, forros de zapatos y similares. Muchas estructuras absorbentes, tales como tampones y tejidos absorbentes, logran la estabilidad de su forma mediante una ligera sobre-compresión de la estructura, permitiendo que se recupere o expanda a las dimensiones deseadas. Esta estructura también puede fijarse con base en la aplicación de calor. Un ejemplo de esto se describe en Johst et al. , Patente de E.U.A. No. 4,081 ,884. esta patente describe la compresión radial de un tampón en bruto que comprende fibras celulósicas, introduciendo el tampón en bruto comprimido en una cámara calentada, y comprimiendo el tampón axialmente mientras se caliente por lo menos durante cinco segundos. Este procedimiento requiere un tiempo significativo para fijar el tampón. Los métodos de fabricación para los tejidos absorbentes incluyen con frecuencia una prensa para densificar los tejidos a un grado deseado. Un ejemplo de esto se muestra en Tan et al., patente de E.U.A. No. 5,916,670, que emplea una calandra para comprimir el material y conformar un tejido con un grado de densidad deseado. A pesar de que la fuerza requerida para la compresión, requerida en estas referencias no se explica con mayor detalle, nuestra experiencia confirma que la energía requerida para comprimir un tejido fibroso en dirección radial, según es medida por la fuerza compresiva, es muy elevada. Esta fuerza compresiva también puede limitar la capacidad para producir comercialmente tejidos fibrosos con una densidad mayor sin dañar el equipo del procedimiento o la estructura fibrosa y, en consecuencia, la capacidad absorbente del tejido debido a las fuerza excesivas involucradas en la compresión del tejido. Por lo tanto, lo que se necesita es un tejido fibroso absorbente densificado con una relajación de baja densidad (como se define en los Ejemplos). Lo que también se necesita es un procedimiento que puede proveer este tipo de tejido densificado mediante una fuerza compresiva más baja para reducir el riesgo de daños al tejido y el equipo.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Es un objeto de la presente invención proveer un tejido fibroso absorbente densificado con una relajación de baja densidad. Esto permite la producción de estructuras de mayor densidad o partes de estructuras, sin daños significativos al material. Es otro objeto de la de la presente invención proveer un procedimiento que puede proporcionar un tejido fibroso absorbente densificado con una relajación de baja densidad mediante una fuerza compresiva reducida que de otra manera se requeriría para reducir el riesgo de daños al tejido y el equipo. De conformidad con la presente invención, se proveyó una estructura absorbente novedosa para utilizarse en artículos absorbentes desechables. La estructura incluye una tela fibrosa no tejida que comprende por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales celulósicos, con una densidad local de más de aproximadamente más de aproximadamente 0.2 g/cm3, y una relajación de densidad de menos de aproximadamente 20%. La presente invención también se refiere a un procedimiento novedoso para formar una tela no tejida densificada. El procedimiento incluye la formación de una estructura abierta que comprende por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales celulósicos; el calentamiento de por lo menos una porción de la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C; la compresión de la estructura abierta calentada para formar la tela no tejida densificada a una densidad local de más de aproximadamente 0.2 g/cm3 y el relajamiento de la tela no tejida densificada de la compresión.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 una vista en planta superior de una toalla sanitaria que incluye un tejido absorbente densificado de conformidad con la presente invención. La figura 2 es una vista diagramática de un aparato y procedimiento convencional para producir un tejido absorbente densificado. La figura 3 es una vista diagramática de un aparato y procedimiento para producir un tejido absorbente densificado de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La figura 4 es una vista diagramática de un aparato y procedimiento para producir un tejido absorbente densificado de conformidad con otra modalidad de la presente invención. La figura 5 es una vista diagramática de un aparato y procedimiento para producir un tejido absorbente densificado de conformidad con aún otra modalidad de la presente invención. La figura 6 es una vista diagramática de un aparato y procedimiento para producir un tejido absorbente densificado de conformidad con una modalidad de la presente invención, que combina características de las modalidades de las figuras 4 y 5.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes con base en la siguiente descripción detallada, los dibujos adjuntos y los ejemplos no limitativos. Como se utiliza en la especificación y las reivindicaciones, el término "estructura abierta " y variaciones de este término se refieren a estructuras comprimibles antes de la compresión sustancial para formar un tejido densificado. Por ejemplo, estas estructuras abiertas pueden conformarse mediante cardadura, formación de capas de aire u otros procedimientos y puede incluir cierto calandrado para mantener una densidad de menos de aproximadamente 0.1 g/cm3.

Como se utiliza en la especificación y la reivindicaciones, el término "comprimible" y variaciones de este término se refieren a estructuras que pueden comprimirse para mantener una forma generalmente comprimida y que también puede expandirse a un estado relativamente no comprimido cuando se expone a suficiente humedad o líquido. La presente invención se refiere a estructuras absorbentes novedosas, útiles en artículos absorbentes desechables tales como, por ejemplo, toallas sanitarias, pantiprotectores, pañales, artículos para la incontinencia, vendas para el cuidado de heridas y similares. Las estructuras absorbentes tienen una tela fibrosa no tejida que comprende por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales celulósicos, con una densidad local de más de aproximadamente 0.2 g/cm3, y una relajación de densidad de menos de aproximadamente 20%. El tejido fibroso absorbente puede incluir, opcionalmente, materiales no celulósicos, tales como fibras, materiales superabsorbentes y similares. El tejido fibroso tiene, de preferencia, una alta densidad y en un ejemplo específico tiene una densidad local de más de aproximadamente 0.2 g/cm3. De preferencia, la segunda capa absorbente 48 puede tener una densidad a la escala de aproximadamente 0.25 g/cm3 a aproximadamente 0.4 g/cm3. De mayor preferencia, la densidad es de aproximadamente 0.25 g/cm3 a aproximadamente 0.35 g/cm3. El tejido fibroso absorbente puede tener una densidad sustancialmente uniforme como un resultado de la compresión a través de, v.g., rodillos de calandra lisos, o puede tener por lo menos una porción de densidad aumentada como resultado de un procedimiento de un procedimiento de grabado. Si el tejido se encuentra grabado, pueden mantenerse niveles más altos de volumen. Tales estructuras son útiles para algunos pañales y otros productos absorbentes más voluminosos. Naturalmente, las porciones densificadas locales se benefician de las fuerzas más bajas necesarias para comprimir las porciones y una relajación de densidad mejorada de menos de 20%. Esta estructura absorbente puede utilizarse en artículos absorbentes desechables. Los ejemplos de tales artículos absorbentes desechables incluyen, sin limitación, toallas sanitarias, pañales, artículos para la incontinencia, vendas y otros artículos para el cuidado de heridas, tampones, pantiprotectores, plantillas de zapatos, manteles para bandejas de carne y similares. Estos artículos están adaptados para colocarse en contacto directo con el cuerpo con el propósito de absorber fluidos corporales, y se desechan subsecuentemente después de un solo uso. Por lo general, estos artículos absorbentes desechables son formados a partir de por lo menos una capa de cubierta, un sistema absorbente y una capa de barrera. El sistema absorbente puede conformarse de una capa individual o puede conformarse de dos o varias capas, una primera capa absorbente y una segunda capa absorbente. La figura 1 ilustra un ejemplo de una toalla sanitaria 20 formada en parte de un tejido absorbente densificado de la presente invención. La toalla sanitaria 20 incluye una capa de cubierta 42, un sistema absorbente 44 y una capa de barrera 50.

La capa de cubierta 42 puede ser de un material de tela no tejida de baja densidad, voluminoso y altamente espeso. La capa de cubierta 42 puede componerse de solamente un tipo de fibra, como poliéster o polipropileno o puede componerse de fibras de dos componentes o conjugados que tienen un componente de bajo punto de fusión y un componente de alto punto de fusión. Las fibras pueden seleccionarse de una variedad de materiales naturales y sintéticos como nylon, poliéster, rayón (en combinación con otras fibras), algodón, fibra acrílica y similares y combinaciones de los mismos. Un ejemplo de una capa de cubierta no tejida de toallas sanitarias distribuidas por Johnson & Johnson Inc. de Montreal, Canadá, bajo la marca registrada Stayfree Ultra-Thin Cottony Dry Cover. Las fibras de dos componentes pueden componerse de un núcleo de poliéster y una envoltura de polietileno. El uso de materiales de dos componentes apropiados origina una tela no tejida fundible. Los ejemplos de tales telas fundibles se describen en Patente de E.U.A. No. 4,555,446 expedida el 50 de noviembre de 1985 a Mays. El uso de una tela fundible aumenta la facilidad con la que la capa de cubierta pueda sujetarse en la primera capa absorbente adyacente y/o la capa de barrera. La capa de cubierta 42 tiene, de preferencia, un grado relativamente alto de humectabilidad, aunque las fibras individuales que comprenden la cubierta pueden no ser particularmente hidrófilas. El material de la cubierta debe contener también un número elevado de poros relativamente grandes. Esto porque la capa de cubierta 42 deben absorber el fluido corporal rápidamente y alejarlo del cuerpo y el punto de depósito. Ventajosamente, las fibras que conforman la capa de cubierta 42 deben perder sus propiedades físicas cuando se humedecen, en otras palabras, no deben colapsar o perder su resistencia cuando entran en contacto con agua o fluidos corporales. La capa de cubierta 42 puede ser tratada para permitir que el fluido la atraviese fácilmente. La capa de cubierta 42 también sirve para transferir el fluido rápidamente a las otras capas del sistema absorbente 44. Por lo tanto, la capa de cubierta 42 es, de manera ventajosa, humectable, hidrófila y porosa. Cuando se compone de fibras hidrófobas sintéticas, como polipropileno o fibras de dos componentes, la capa de cubierta 42 puede ser tratada con un agente tensioactivo para impartir el grado deseado de humectabilidad. Alternativamente, la capa de cubierta 42 también puede componerse de una película polimérica con poros grandes. Debido a esta alta porosidad, la película cumple la función de transferir rápidamente fluido corporal a las capas interiores del sistema absorbente. Las películas co-extrusionados perforados como se describen en la patente de E.U.A. No. 4,690,679 y disponibles en toallas sanitarias distribuidas por Johnson & Johnson Inc. de Montreal, Canadá podrían ser útiles como capas de cubierta en la presente invención. La capa de cubierta 42 puede estamparse en el remanente del sistema absorbente 44 para ayudar a estimular el transporte de fluidos fundiendo la cubierta con la siguiente capa. Tal fusión puede efectuarse localmente, en una pluralidad de ubicaciones o sobre toda la superficie de contacto de la capa de cubierta 42 con el sistema absorbente 44. Alternativamente, la capa de cubierta 42 puede sujetarse al sistema absorbente 44 a través de otros medios como mediante un adhesivo. Adyacente a la capa de cubierta 42, en su lado interior y, de preferencia, adherido a la capa de cubierta 42 se encuentra una primera capa absorbente 46 que forma parte del sistema absorbente 44. La primera capa absorbente 46 proporciona los medios para recibir el fluido corporal de la capa de cubierta 42, guardándolo hasta que una segunda capa absorbente subyacente pueda absorber el fluido. La primera capa absorbente 46 puede estar compuesta de materiales fibrosos, como pulpa de madera, poliéster, rayón, espuma flexible o similares, o combinaciones de los mismos. La primera capa absorbente 46 también puede comprender fibras termopiásticas para le propósito de estabilizar la capa y conservar su integridad estructural. La primera capa absorbente 46 puede ser tratada con un agente tensioactivo en uno o ambos lados para aumentar su humectabilidad, aunque generalmente, la primera capa absorbente 46 es relativamente hidrófila y puede no necesitar un tratamiento. De preferencia, la primera capa absorbente 46 es adherida en ambos lados a las capas adyacentes, es decir, la capa de cubierta 42 y una segunda capa absorbente subyacente 48. Un ejemplo de una primera capa absorbente apropiada es una pulpa adherida a través de aire vendida por BUCKEYE de Memphis, Tennessee con el nombre VIZORB 3008.

Inmediatamente adyacente a y, de preferencia, adherida a la primera capa absorbente 46 es la segunda capa absorbente 48. La segunda capa absorbente 48 se forma del tejido absorbente densificado de la presente invención. Su composición y construcción se describen con mayor detalle más adelante. Por debajo del sistema absorbente 44 se encuentra una capa de barrera 50 que comprende un material de película impermeable a líquidos para prevenir que líquido encerrado en el sistema absorbente 44 salga de la toalla sanitaria, manchando la ropa interior de la persona que la utilice. De preferencia, la capa de barrera 50 se compone de una película polimérica. La capa de cubierta 42 y la capa de barrera 50 se unen a lo largo de sus porciones marginales de modo que forman una cubierta o un sello de la brida que mantiene la capacidad del sistema absorbente 44 de capturar. La unión puede realizarse mediante adhesivos, adhesión térmica, adhesión ultrasónica, sellado por radiofrecuencia, engarzado mecánico y similares y combinaciones de los mismos. La línea de sellado periférica se muestra en la figura 1 mediante el número de referencia 52.

Tejido absorbente Los tejidos absorbentes densificados se conforman generalmente mediante la compresión de una estructura abierta para formar un producto más delgado con una densidad mayor que la estructura abierta . Después de que el tejido se haya liberado de la compresión, se expande, ligeramente, hasta tener sus dimensiones finales. El tejido densificado puede tener una densidad generalmente uniforme, o puede presentar regiones de diferente densidad. Una ilustración de este tipo de procedimiento convencional se muestra en la figura 2 en donde una estructura abierta 100 es atravesada por el estrechamiento 102 de un par de rodillos de calandra 104 para formar un tejido absorbente densificado 105. Los rodillos de calandra 104 pueden calentarse, enfriarse o mantenerse a una temperatura sustancialmente ambiente. Los tejidos densificados de la presente invención pueden formarse en procedimientos que es muestran en las figuras 3-6, y estos procedimientos se explicarán en mayor detalle más adelante. La estructura abierta 100 que formará el tejido absorbente densificado de la presente invención 106 es un material que contiene por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales celulósicos. Estos materiales son sensibles a la humedad y proveen un enlace de hidrógeno cuando se comprimen bajo condiciones húmedas. De mayor preferencia, el tejido absorbente densificado incluye aproximadamente 35 a aproximadamente 100 % en peso de materiales celulósicos, y de mayor preferencia, aproximadamente 50 a aproximadamente 75 % en peso de materiales celulósicos. Los tejidos absorbentes densificados pueden incluir también otros materiales no celulósicos incluyendo, sin limitación, poliésteres, alcoholes polivinílicos, poliolefinas, poliaminas, poliamidas, poliacrilonitrilos, SAP (polímeros superabsorbentes), hidrogeles y similares. Estos materiales no celulósicos pueden estar presentes a hasta aproximadamente 95 % en peso del tejido absorbente densificado. De mayor preferencia, los materiales no celulósicos están presentes a aproximadamente 0 a aproximadamente 65 % en peso, y de mayor preferencia, aproximadamente 25 a aproximadamente 50 % en peso del tejido absorbente densificado. Como se utiliza en la presente, la frase "% en peso" se refiere al peso de la sustancia por peso del material final. De modo de ejemplo, 10 % en peso de SAP significa 10 g/m2 de SAP por 100 g/m2 de peso base del material. Antes del calentamiento, la estructura abierta 100 tiene un contenido de humedad de por lo menos aproximadamente 4 % en peso, de preferencia, aproximadamente 8 a aproximadamente 13 % en peso. Después del calentamiento, la estructura abierta retiene suficiente contenido de humedad para estimular la formación de suficientes enlaces entre las fibras para mantener las dimensiones del tejido absorbente densificado. De preferencia, el tejido absorbente densificado tiene un contenido de humedad de menos de aproximadamente 13 % en peso, de mayor preferencia, menos de aproximadamente 10% en peso, y de mayor preferencia aún, de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 % en peso. Los materiales que pueden utilizarse en el tejido incluyen fibras, espumas y partículas u otros materiales discretos. Los materiales celulósicos que pueden emplearse en la estructura abierta 100 son bien conocidos en la técnica e incluyen fibras naturales como pulpa de madera, algodón, lino, yute, cáñamo, musgo de turba y similares. Los materiales celulósicos pueden incluir también materiales procesados incluyendo derivados de celulosa como celulosa regenerada (incluyendo rayón viscosa y Lyocel), nitrato de celulosa, carboximetilcelulosa y similares. La pulpa de madera puede obtenerse de materiales mecánicos o químico-mecánicos, de sulfito, kraft, de rechazo de pulpado, pulpas de solventes orgánicos, etc. Tanto las especies de madera suave y madera dura son útiles. Las pulpas de madera suave son preferidas. No es necesario tratar las fibras celulósicas con agentes de desfibrado químico, agentes de entrecruzado y similares para utilizarse en el presente material. De preferencia, los tejidos incluyen una proporción significativa de fibras. Las fibras pueden ser de cualquier material enumerado con anterioridad y pueden tener cualquier sección transversal conveniente, incluyendo las de varios limbos o ningún limbo. Las fibras celulósicas de varios limbos regeneradas han estado comercialmente disponibles durante varios años. Estas fibras son conocidas por poseer una absorbancia específica mayor que las fibras sin limbos. Los ejemplos comerciales de estas fibras son las fibras de rayón viscosa trilobal Danufil VY disponible en Acordis Ltd., Spondon, Inglaterra. Estas fibras se describen con detalle en Wilkes et al, patente de E.U.A. No. 5,458,835, cuya descripción se incluye en la presente por referencia. La estructura abierta 100 puede contener cualquier polímero superabsorbente (SAP) que son bien conocidos en la técnica. Para los propósitos de la presente invención, el término "polímero superabsorbente " (o "SAP") se refiere a materiales que son capaces de absorber y retener por lo menos aproximadamente 10 veces su peso en fluidos corporales a una presión de 0.5 psi. Las partículas del polímero superabsorbente de la invención pueden ser polímeros hidrófilos entrecruzados inorgánicos u orgánicos, tales como alcoholes polivinílicos, óxidos de polietileno, almidones entrecruzados, goma guar, goma xantano y similares. Las partículas pueden estar presentes en forma de polvos, granos, gránulos o fibras. Las partículas de polímero superabsorbente preferidas para utilizarse en la presente invención son poliacrilatos entrecruzados, como el producto ofrecido por Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. de Osaka, Japón, con el nombre SA70*. El tejido absorbente densificado 106 puede prepararse a una amplia escala de pesos de base. Puede tener una peso base a la escala de aproximadamente 40 g/m2 a aproximadamente 700 g/m2. En un ejemplo específico, el peso base oscila entre aproximadamente 150 g/m2 y aproximadamente 350 g/m2. De preferencia, el peso base oscila entre aproximadamente 200 g/m2 y aproximadamente 300 g/m2 y, de mayor preferencia, a aproximadamente 250 g/m2. El tejido absorbente densificado 106 puede conformarse de tres o cuatro láminas o estratos. Estos estratos incluyen una capa de algodón, una o dos capas centrales y una capa superior. Los ejemplos específicos del material de tres o cuatro capas se explicarán a continuación. El SAP puede ser incluido en cualquier o en todas las capas. La concentración (% en peso) de SAP en cada capa puede variar al igual que la naturaleza del SAP particular. Aún cuando se preparan a partir de capas múltiples, el grosor final del tejido absorbente densificado 106 formado es bajo. El grosor de las porciones densificadas o grabadas puede variar de aproximadamente 0.5 mm a aproximadamente 2.5 mm. En un ejemplo específico, el grosor es de aproximadamente 1.0 mm a aproximadamente 2.0 mm y, más específicamente aún, de aproximadamente 1.25 mm a aproximadamente 1.75 mm. Naturalmente, si solamente porciones del tejido se encuentran densificados o grabados, las áreas no densificadas pueden tener un grosor sustancialmente más grande. Por lo tanto, un tejido grabado puede tener un grosor general de más de aproximadamente 5 mm.

Procedimiento El procedimiento de la presente invención comienza con una estructura abierta. La estructura abierta puede ser una tela no tejida, una masa de materiales orientados aleatoria o sustancialmente de manera uniforme, tales como fibras, espumas o partículas y similares. Una tela no tejida útil en la presente invención puede formarse de cualquier manera deseada por el experto en la técnica. Por ejemplo, las fibras pueden abrirse y/o mezclarse al dosificarlas continuamente en un abridor de diente de sierra. Las fibras mezcladas pueden transportarse, v.g., mediante aire a través de un conducto a una estación de cardado para formar un tejido fibroso. Alternativamente, una masa de fibras orientadas sustancialmente al azar puede ser formada abriendo y/o mezclándolas, transportarlas, como se describe con anterioridad, a una estación para formar, v.g., una estructura abierta de colocación por aire. Los absorbentes de colocación por aire se producen típicamente con una densidad baja. Para alcanzar niveles de mayo densidad, como los ejemplos de la segunda capa absorbente 48 que se proporcionan con anterioridad, el material de colocación por aire se compacta mediante calandras como se muestra en la figura 5. La compactación se realiza a través de medios conocidos en la técnica. Típicamente, esta compactación se efectúa a una temperatura de aproximadamente 100 °C y una carga de aproximadamente 130 Newton por milímetro. El rodillo de compactación superior está hecho de acero mientras que el rodillo de compactación inferior es un rodillo flexible con una dureza de aproximadamente 85 SH D. Es preferible que tanto los rodillos de compactación superiores e inferiores sean lisas, aunque el rodillo superior puede estar grabado. La figura 3 muestra la adición de calentadores 108 próximas a la estructura abierta 100. Los calentadores 108 pueden aplicar calor a la estructura abierta 100 a través de la circulación de aire caliente o vapor, la transmisión electromagnética de energía (por ejemplo, sin limitación, energía por radiofrecuencia, energía infrarroja, energía ultrasónica, energía por microondas y similares), vibración (por ejemplo, energía ultrasónica y similares), inserción de pasadores en el tejido para proporcionar una transferencia térmica conductiva y similares. Asimismo, puede ser posible aplicar calor radiante, aunque es un poco menos eficaz y puede requerir tiempos de espera de más de un segundo. La figura 4 muestra un procedimiento alternativo en el que la estructura abierta 100, los rodillos de calandra 104 calentados y el tejido densificado 106 se encuentran encerrados en una envoltura 110 que captura el calor de los rodillos de calandra 104 y humedad del tejido. El calor capturado dentro de la envoltura 110 puede pre-calentar la estructura abierta 100 entrante. Naturalmente, esto puede ser incrementado a través de medios de calentamiento adicionales (que no se muestran) que actúan ya sea corriente arriba de o dentro de la envoltura 1 0. La figura 5 muestra aún otro procedimiento alternativo en el que el tejido pasa alrededor de los rodillos de calandra 104 en un trayecto en forma de S. De esta manera, la estructura abierta 100 es pre-calentada por el primer rodillo de calandra 104a antes de pasar a través del estrechamiento 02 de los rodillos de calandra primero y segundo 104a, 104b para formar el tejido absorbente densificado 106. Finalmente, la figura 6 muestra una combinación del procedimiento de las figuras 4 y 5. En esta modalidad, el tejido recorre el trayecto en forma de S alrededor de los rodillos de calandra calentados y el aparato es encerrado por la envoltura 110 para retener el calor y la humedad para mejorar aún más el pre-calentamiento de la abierta 100. Se piensa que el calor y la humedad retenidos mejoran la capacidad del material celulósico en el tejido para formar enlaces de hidrógeno. El calor puede aplicarse al tejido fibroso mediante la conducción, convección, radiación y similares. Tales procedimientos incluyen, sin limitación, la circulación de aire caliente o vapor, la transmisión electromagnética de energía (por ejemplo, sin limitación, energía de radiofrecuencia, energía infrarroja, energía por microondas y similares), la inserción de pasadores calentados en el tejido para proporcionar la transferencia térmica conductiva, energía ultrasónica y similares. En un procedimiento preferido, el calor se aplica a través de la circulación de aire caliente y/o la disposición de una envoltura para rodillos de calandra calentados y el tejido corriente arriba. La estructura abierta se calienta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C. De mayor preferencia, la estructura abierta se calienta a por lo menos aproximadamente 45°C, y de mayor preferencia, la estructura abierta se calienta a por lo menos aproximadamente 60°C. Para alcanzar una temperatura de aproximadamente 40°C a aproximadamente 45°C, los rodillos de calandra pueden mantenerse a aproximadamente 100°C, mientras que el mantener los rodillos de calandra a aproximadamente 140°C puede proporcionar una temperatura de la estructura abierta de aproximadamente 100°C. Para evitar el sobrecalentamiento de algunas fibras termoplásticas o secar en exceso la estructura, también puede ser benéfico limitar la temperatura de la estructura abierta a menos de aproximadamente 100°C o incluso 85°C.

De manera sorprendente, tanto la fuerza requerida para la compresión y el grado de sobre-compresión se reducen significativamente cuando el tejido fibroso se calienta antes de la compresión. De hecho, lo que hemos encontrado es que el calentamiento del tejido fibroso antes de la compresión en el tejido absorbente densificado provee un producto más consistente cuyos dimensiones se encuentran controladas. Asimismo, se requieren menos fuerzas de compresión para originar un producto con dimensiones estables. Una manera para ilustrar la consistencia y el control dimensional del tejido densificado es una revisión de la relajación de la densidad (según se define a continuación en los Ejemplos) del tejido. De preferencia, los tejidos de la presente invención tienen una relajación de la densidad de menos de aproximadamente 20%, de mayor preferencia, menos de aproximadamente 10%, y de mayor preferencia, menos de aproximadamente 5%. Otra manera para ¡lustrar las ventajas de la presente invención es el daño reducido a las fibras en el tejido. El daño a fibras, incluyendo la deformación y rotura de fibras, ocurre durante la compresión del tejido. El daño a fibras puede determinarse mediante el examen del tampón por fibras que se han roto. Por ejemplo, los tejidos que se forman de fibras de longitud de mecha (aproximadamente 25 a aproximadamente 40 mm) pueden inspeccionarse para determinar el número o porcentaje de fibras que tienen una longitud de menos de aproximadamente 18 mm. Alternativamente, estos tejidos pueden analizarse para determinar el porcentaje de finos (fibras con una longitud de menos de aproximadamente 7 mm). Un porcentaje significativo de fibras cortas o finos puede ser indicativo de daños a las fibras en un producto. Después del calentamiento, la estructura abierta 100 retiene convenientemente su calor debido a las propiedades de aislamiento inherentes de una masa de fibras recogida sin apretar y el calor calentado capturado en los capilares de las mismas. Los capilares más sueltos del tejido más abierto permiten una transferencia de calor más uniforme hacia el centro del tejido. Asimismo, se cree que el presente procedimiento permite velocidades de la línea fabricación aumentadas y una mayor procesabilidad. Por ejemplo, hemos encontrado que el calentamiento temprano de fibras disminuye la cantidad de materiales, tales como fibras, que se pierden de estructura abierta durante el manejo de la pre-compresión. Esto origina una corriente de material más consistente que conduce a las estaciones de procesamiento posteriores.

EJEMPLOS La presente invención se comprenderá mejor mediante la referencia a los siguientes Ejemplos específicos que son ilustrativos de la composición, forma y el método para producir el dispositivo de la presente invención. Debe comprenderse que muchas variaciones de la composición, forma y el método para producir el dispositivo estarían evidentes para los expertos en la técnica. Los siguientes Ejemplos, en donde partes y porcentajes son por peso a menos que se indique lo contrario, son solamente ilustrativos.

EJEMPLO 1 Una mezcla de 75 % en peso de fibras de rayón viscosa trilobal Danufil® VY de 3 denier y 25 % en peso de fibras de rayón viscosa Danufil® V de 3 denier, ambos disponibles en Acordis Ltd., Spondon, Inglaterra, se abrieron mediante equipo estándar de apertura y cardado de fibras. Una cantidad fija de la mezcla de fibras (con una masa, W, de aproximadamente 2 g) se introdujo en un molde a cero inoxidable con una cavidad cilindrica (con un área transversal, A, de aproximadamente 5 cm2).Se utilizó un a tamaño de émbolo cilindrico adaptado a la cavidad cilindrica para comprimir la masa de fibras mediante una prensa de laboratorio estándar. Para calentar las muestras, el molde y el émbolo se calentaron juntos en un horno ajustado a la temperatura objetivo. Después de suficiente tiempo para permitir que el molde y el émbolo alcancen la temperatura del horno, las fibras se colocaron en la cavidad, y el molde, émbolo y las fibras se calentaron por tres minutos adicionales para permitir que las fibras alcancen la temperatura del horno. El conjunto calentado se extrajo del horno y e colocó entre las placas de la prensa de laboratorio. Se aplicó presión para comprimir la masa de fibra en la cavidad hasta una presión pico predeterminada y liberarla, después de lo cual se extrajo el tapón fibroso para permitir una medición inmediata del grosor inicial, T0. El tapón fibroso comprimido tuvo un volumen inicial (Vo = A*To) y una densidad inicial ( ¾ = W/Vo), pero el tapón se expandió después de que se liberó la presión, alcanzando el equilibrio después de aproximadamente 15 a 20 minutos (a temperatura ambiente, aproximadamente 20°C). A pesar de que las condiciones de humedad de la prueba no son críticas generalmente, la conducción de la prueba a una humedad elevada afectará adversamente los resultados de prueba. El grosor de equilibrio, Te, se midió entonces para proporcionar una densidad de equilibrio (/¾ =W7 (A *Te)). A partir de estos valores, puede calcularse una relajación de la densidad equivalente a (/¾ -Pe)fpo. Asimismo, se preparó un control utilizando el molde, émbolo y las fibras a temperatura ambiente, aproximadamente 20°C. Los resultados de las mediciones a cada temperatura y presión se muestran en el Cuadro 1.

CUADRO 1 Temperatura Presión pico Densidad Densidad de % de inicial equilibrio relajación de la densidad 100°C 610 0.46 0.45 2% 1200 0.62 0.62 <2% 1800 0.75 0.75 <2% 2500 0.80 0.80 <2% 3000 0.85 0.84 <2% 3600 0.88 0.88 <2% 4800 0.92 0.92 <2% 6100 0.95 0.95 <2% 85°C 610 0.34 0.34 <2% 910 0.49 0.49 <2% 1200 0.43 0.43 <2% 1500 0.55 0.55 <2% 1800 0.53 0.53 <2% 3600 0.85 0.86 <2% 4900 0.85 0.86 <2% 75°C 610 0.36 0.36 <2% 910 0.40 0.39 3% 1200 0.52 0.51 2% 1500 0.54 0.53 <2% 1800 0.65 0.64 <2% 3600 0.80 0.80 <2% 4900 0.84 0.84 <2% 6100 0.91 0.92 <2% 60°C 910 0.33 0.33 3% 1200 0.41 0.40 2% 1500 0.44 0.44 <2% 1800 0.49 0.47 4% 2200 0.57 0.55 4% 3000 0.65 0.64 <2% 4900 0.79 0.78 <2% 6100 0.87 0.87 <2% Temperatura Presión pico Densidad Densidad de % de inicial equilibrio relajación de la densidad 40°C 1200 0.31 0.30 3% 1800 0.43 0.40 7% 2400 0.50 0.47 6% 3000 0.58 0.56 3% 4300 0.69 0.66 4% AMBIENTE 1200 0.23 0.17 26% 2400 0.33 0.25 24% 3600 0.50 0.38 24% 4900 0.60 0.46 23% 6200 0.64 0.51 20% Esto datos muestran el pre-calentamiento de las fibras a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C, y el mantenimiento del calor durante la compresión proporciona una estabilidad dimensional mucho mayor que la compresión de las mismas fibras a temperatura ambiente. Además ilustran que pueden alcanzarse densidades del tapón de fibra sustancialmente más elevadas a presiones de compresión más bajas cuando las fibras se pre-calientan. Esto es aún más marcado a temperaturas de más de aproximadamente 60°C.

EJEMPLO 2 El procedimiento del Ejemplo 1 se repitió con una mezcla de 75 % en peso de fibras de rayón viscosa Danufil® V de 3 denier, disponible en Acordís Ltd. (Spondon, Inglaterra) y 25 % en peso de fibras de poliéster T-224 de 3 denier, disponible en KoSa, (Houston, Texas, E.U.A.). Nuevamente, los resultados de las mediciones a cada temperatura y presión se muestran en el cuadro 2. CUADRO 2 3600 0.59 0.59 <2% 4900 0.71 0.69 3% 6100 0.77 0.76 <2% AMBIENTE 2400 0.41 0.33 20% 3600 0.51 0.40 22% 3800 0.55 0.40 27% 3800 0.52 0.40 23% 4900 0.61 0.52 15% Estos datos muestran el pre-calentamiento de las fibras a una temperatura de por lo menos aproximadamente 45°C, y el mantenimiento del calor durante la compresión proporciona una estabilidad dimensional mucho mayor que la compresión de las mismas fibras a temperatura ambiente. Además ilustran que pueden alcanzarse densidades del tapón de fibra sustancialmente más elevadas a presiones de compresión más bajas cuando las fibras se pre-calientan. Esto es aún más marcado a temperaturas de más de aproximadamente 60°C. Sin embargo, con las fibras termoplásticas, tales como fibras de poliéster, este pre-calentamiento puede limitarse para evitar que sobrepasar su límite de fluencia origine una deformación permanente de las fibras, incluyendo la fundición de las fibras.

EJEMPLO 3 El procedimiento del Ejemplo 1 se repitió con diferentes mezclas de fibras de rayón viscosa Danufil® de 3 denier, disponible en Acordis Ltd. (Spondon, Inglaterra), y fibras de poliéster T-224 de 3 denier, disponible en KoSa, (Houston, Texas, E.U.A.. Sin embargo, en esta serie, la temperatura se mantuvo a 75°C, mientras que la proporción de las fibras variaba. Los resultados de las mediciones de cada mezcla y presión se muestran en el Cuadro 3.

CUADRO 3 Presión pico Densidad Densidad de % de inicial equilibrio relajación de la densidad 25%PET 910 0.33 0.32 3% 1200 0.37 0.37 <2% 2400 0.52 0.50 4% 3600 0.65 0.64 <2% 4900 0.71 0.70 <2% 6100 0.79 0.80 <2% 33%PET 610 0.24 0.23 4% 910 0.31 0.30 3% 1200 0.39 0.38 3% 2400 0.49 0.47 4% 50%PET 910 0.28 0.28 <2% 1200 0.32 0.31 3% 2400 0.49 0.47 4% 3600 0.59 0.57 3% 4900 0.68 0.67 <2% 6100 0.75 0.75 <2% 67%PET 1200 0.31 0.30 3% 2400 0.41 0.41 <2% 3600 0.63 0.62 <2% 6100 0.70 0.69 <2% Estos datos muestran el pre-calentamiento de las fibras a una temperatura de por lo menos aproximadamente 75°C y el mantenimiento del calor durante la compresión proporciona una estabilidad dimensional mucho mayor, incluso con proporciones grandes de fibras relativamente resistentes, como el poliéster. La especificación y las modalidades que se presentan con anterioridad pretenden ayudar en el entendimiento completo y no limitativo de la invención que se describe en la presente. Debido a que pueden realizarse muchas variaciones y modalidades de la invención sin que esto implique una desviación de su alcance y propósito, la invención radica en las reivindicaciones que se adjuntan a continuación.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1.- Un procedimiento para formar una tela no tejida densificada que comprende los siguientes pasos: la formación de una estructura abierta que comprende por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales celulósicos; el calentamiento de por lo menos una porción de la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40°C; la compresión de la estructura abierta calentada para formar la tela no tejida densificada a una densidad local de más de aproximadamente 0.2 g/cm3 y el relajamiento de la tela no tejida densificada de la compresión. 2. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado además porque la estructura abierta comprende por lo menos aproximadamente 15 % en peso de materiales celulósicos. 3. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la estructura abierta comprende adicionalmente por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales poliméricos no celulósicos. 4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el calentamiento de la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 45°C. 5. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque comprende el calentamiento de la estructura abierta a una temperatura de por lo menos aproximadamente 60°C. 6. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calentar la estructura abierta comprende el mantenimiento de por lo menos aproximadamente 2 % en peso de humedad en la estructura abierta . 7 - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de comprimir la estructura abierta calentada forma porciones con una densidad local de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 0.35 g/cm3. 8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los materiales celulósicos comprenden fibras celulósicas. 9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque los materiales poliméricos no celulósicos comprenden fibras. 10. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque los materiales poliméricos no celulósicos comprenden materiales superabsorbentes. 11. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque los materiales superabsorbentes son partículas 12. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque los materiales superabsorbentes son fibras. 13. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calentar la estructura abierta comprende la circulación de aire caliente a través de la estructura abierta . 14. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el aire caliente es humedecido. 15. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paso de calentar la estructura abierta comprende la transmisión de energía electromagnética a la estructura abierta. 16. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque la energía electromagnética se selecciona del grupo que incluye energía de radiofrecuencia, energía infrarroja, energía ultrasónica y energía por microondas. 17.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende el paso de colocar la tela no tejida densificada entre una cubierta permeable a líquidos y una barrera impermeable a líquidos. 18.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la porción, por lo menos una, de la estructura abierta calentada comprende sustancialmente toda la estructura abierta calentada, y la tela no tejida densificada presenta una densidad sustancialmente uniforme de más de aproximadamente 0.2 g/cm3. 19.- El procedimiento de conformidad con ia reivindicación 1 , caracterizado además porque la porción, por lo menos una, de la estructura abierta calentada comprende una o varias porciones discretas que forman porciones grabadas de la tela no tejida densificada. 20.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque las porciones grabadas de tela no tejida densificada son líneas. 21 - Una estructura absorbente que comprende una tela fibrosa no tejida densificada que incluye por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales celulósicos, con una densidad local de más de aproximadamente 0.2 g/cm3, y una relajación de la densidad de menos de aproximadamente 20% en las porciones densificadas. 22 - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque la tela fibrosa no tejida comprende por lo menos aproximadamente 15 % en peso de materiales celulósicos. 23.- La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque los materiales celulósicos comprenden fibras celulósicas. 24 - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque la tela fibrosa no tejida comprende adicionalmente por lo menos aproximadamente 5 % en peso de materiales poliméricos no celulósicos. 25. - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada además porque los materiales poliméricos no celulósicos comprenden fibras. 26. - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada además porque los materiales poliméricos no celulósicos comprenden materiales superabsorbentes. 27. - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada además porque los materiales superabsorbentes son partículas. 28.- La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque la tela fibrosa no tejida tiene un contenido de humedad de por lo menos aproximadamente 2 % en peso. 29. - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque la tela fibrosa no tejida tiene una densidad de más de aproximadamente 0.4 g/cm3. 30. - La estructura absorbente de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque la tela fibrosa no tejida está encerrada entre una cubierta permeable a líquidos y una barrera impermeable a líquidos. 31.- Un aparato para formar un tejido absorbente densificado que comprende: un soporte de la estructura abierta, un calentador de la estructura abierta, una prensa adecuada para comprimir la estructura abierta en un tejido absorbente densificado y que tiene una alimentación de la estructura abierta y un transportador de salida del tejido absorbente densificado, en donde el soporte de la estructura abierta está unido con la alimentación de la estructura abierta y el calentador de la estructura abierta está unido con el soporte de la estructura abierta, por lo cual la estructura abierta puede calentarse a una temperatura significativamente por arriba de las temperaturas ambiente antes de la introducción en la prensa. 32. - El aparato de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado además porque el soporte de la estructura abierta se dispone y se configura para soportar un tejido fibroso. 33. - El aparato de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque el soporte de la estructura abierta es sustancialmente plano. 34. - El aparato de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado además porque la prensa es el estrechamiento entre un par de rodillos. 35. - El aparato de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque los rodillos son lisos. 36. - El aparato de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque por lo menos un rodillo está perfilado. 37. - El aparato de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque los rodillos son rodillos de grabado. 38. - El aparato de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque el soporte de la estructura abierta es uno de los pares de rodillos. 39. - El aparato de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado además porque el calentador de la estructura abierta comprende una envoltura para el soporte de la estructura abierta. 40. - El aparato de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque el calentador de la estructura abierta comprende adicionalmente un elemento calentador unido con la prensa. 41.- El aparato de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque el calentador de la estructura abierta comprende un rodillo de calandra calentado incluido dentro de la envoltura para el soporte de la estructura abierta. 42.- El aparato de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque el soporte de la estructura abierta es el rodillo de calandra calentado.