MXPA05006135A

MXPA05006135A - Substratos flexibles con un recubrimiento de carbon activado.

Info

Publication number: MXPA05006135A
Application number: MXPA05006135A
Authority: MX
Inventors: Pike Dan
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-08-26
Also published as: EP1576226B1; AU2003286635A1; WO2004061195A1; EP1576226A1; DE60325091D1; US20040121688A1

Abstract

Se proporciona un substrato flexible aplicado con un recubrimiento de carbon activado. El recubrimiento de carbon activado es formado de una mezcla de un material polimerico y de un agente de activacion. La mezcla es activada por el calentamiento a una temperatura de desde alrededor de 100¦ C a alrededor de 300¦ C. Como un resultado de la presente invencion, se ha descubierto que un substrato puede ser formado el cual es flexible y tambien es capaz de llevar a cabo otras funciones, tal como el servir como un agente de control de olor.

Description

SUBSTRATOS FLEXIBLES CON UN RECUBRIMIENTO DE CARBÓN ACTIVADO Antecedentes de la Invención Aún cuando el enfoque primario de los artículos absorbentes sigue siendo la capacidad de los artículos para absorber y retener fluidos, las funciones adicionales, tal como el control de olor, también han recibido una atención incrementada. Un rango amplio de compuestos que resultan en la producción de malos olores pueden estar contenidos en los fluidos absorbidos o en sus productos de degradación y por tanto estar presentes dentro del artículo absorbente durante el uso. Los ejemplos de estos compuestos incluyen los ácidos grasos, amoniaco, aminas, compuestos que contienen sulfuro, cetonas y aldehidos. En el pasado, se han usado varios agentes de control de olor en los artículos absorbentes para referirse a los ' problemas de formación del mal olor. Por ejemplo, el carbón activado se ha usado para reducir un amplio espectro de olores. Sin embargo, el carbón activado convencional pone muchos problemas. Por ejemplo, es frecuentemente difícil el mantener las partículas de carbón activado sueltas en la ubicación deseada del artículo absorbente. Además, las partículas también generan polvo y un ruido indeseable. Por tanto, las telas de carbón activado fueron desarrolladas con una inclinación u otro material que fue activado a temperaturas altas. Desafortunadamente, sin embargo, estos productos son generalmente costosos y quebradizos.

Como tal, existe una necesidad actual de un material fibroso de carbón activado mejorado que también sea flexible.

Síntesis de la Invención De acuerdo con una incorporación de la presente invención, está descrito un substrato flexible el cual es aplicado con un recubrimiento de carbón activado. El substrato flexible contiene un componente estirable que, con la aplicación de una fuerza es estirable a una longitud presionada y estirada que es de por lo menos de alrededor de 120% de su longitud no estirada. El componente que puede ser estirado puede incluir una malla polimérica, tal como mallas de poliéster, mallas de nylon, y combinaciones de éstas mismas. Además, en algunas incorporaciones, el componente que puede ser estirado puede incluir un polímero elastomérico. El punto de suavizamiento del polímero elastomérico puede ser mayor que la temperatura de activación del recubrimiento de carbón activado. Algunos ejemplos de los polímeros elastoméricos adecuados incluyen, pero no se limitan a fluoropolímeros; perfluoropolímeros ; polímeros de nitrilo altamente saturados; polímeros de etileno vinil acetato, polímeros de silicona; elastómeros de poliacrilato; y combinaciones de los mismos. El polímero elastomérico también puede estar contenido dentro de un laminado elástico, tal como los laminados estrechados y unidos, los laminados estirados y unidos, los laminados estrechados estirados y unidos y combinaciones de los mismos . El recubrimiento de carbón activado es formado de un material polimérico y de un agente de activación. El recubrimiento se hace activado mediante el ser calentado a una temperatura de desde alrededor de 100° C a alrededor de 300° C y en algunas incorporaciones de desde alrededor de 170° C a alrededor de 300° C.

El material polimérico puede ser seleccionarse del grupo que consiste de poliacrilonitrilo, resinas fenólicas, acetato de vinil etileno, o de copollmeros de los mismos, alcohol de polivinilo, celulosa, poliestireno, polipropileno, cloruro de polivinilo, polimetacrilatos , ácidos polimetacrílieos , y de combinaciones de los mismos. Además, el agente de activación puede ser seleccionarse del grupo que consiste de ácidos, haluros de metal, hidróxidos, y combinaciones de los mismos. En algunas incorporaciones, el recubrimiento de carbón activado está configurado para adsorber compuestos ácidos, compuestos básicos, o combinaciones de los mismos .

El recubrimiento de carbón activado puede generalmente ser aplicado en una variedad de formas. Por ejemplo, en una incorporación, el recubrimiento de carbón activado es aplicado en un patrón preseleccionado sobre una primera superficie del substrato. Si se desea, un segundo recubrimiento de carbón activado puede también ser aplicado al substrato. En una incorporación, el segundo recubrimiento de carbón activado es aplicado a una segunda superficie del substrato. El segundo recubrimiento de carbón activado puede contener una cantidad diferente de carbón activado que la del primer recubrimiento de carbón activado.

Otras características y aspectos de la presente invención, son discutidos en mayor detalle abajo.

Breve Descripción de los Dibujos Una descripción completa y habilitante de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigido a uno con una habilidad ordinaria en el arte, se establece más particularmente en el resto de la descripción, la cual hace referencia a las figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una toalla sanitaria formada de acuerdo a una incorporación de la presente invención; La Figura 2 ilustra la tela formada de acuerdo al proceso establecido en el ejemplo 1 sin el tratamiento de carbón activado; La Figura 3 ilustra la tela formada de acuerdo al proceso establecido en el Ejemplo 1 con el tratamiento de carbón activado; La Figura 4 ilustra una tela de carbón activado formada de acuerdo al proceso establecido en el Ejemplo 2 ; La Figura 5 es una imagen de escala gris escaneada de una muestra de tela no tejida tratada con dos soluciones precursoras de carbón activado diferentes, de acuerdo al Ejemplo 17; y La figura 6 es otra imagen de escala gris escaneada de una muestra de tela no tejida tratada con dos soluciones precursoras de carbón activado diferentes, de acuerdo al Ej emplo 17.

Descripción Detallada de las Incorporaciones Representativas Definiciones Como se usó aquí, el término "artículos absorbentes" se refiere a cualquier artículo capaz de absorber agua u otros fluidos. Los ejemplos de algunos artículos absorbentes incluyen, pero no se limitan a los artículos absorbentes para el cuidado personal, tales como, los pañales, los calzoncillos de aprendizaje, los calzones interiores absorbentes, los productos para la incontinencia del adulto, los productos para la higiene de la mujer (por ejemplo, toallas sanitarias femeninas) , y similares; vendajes para heridas; limpiadores; almohadillas de cama; almohadillas para zapatos; artículos de ropa, tal como almohadillas contra la transpiración, vestuario para nadar desechable, y similar; dispositivos de filtrado de aire y de agua; y similares. Los materiales y procesos adecuados para formar tales artículos absorbentes son muy conocidos para aquellos expertos en el arte.

Como se usó aqui, el término, "tejido o tela no tejida" significa un tejido o tela que tiene una estructura de fibras o hilos individuales los cuales están entre colocados, pero no en una manera identificable, como en una tela de punto. Los tejidos o las telas no tejidas se han formado de muchos procesos tal como, por ejemplo, los procesos de soplado con fusión, los procesos de unión con hilado, los procesos de tejido cardado y unido, perforación con aguja, procesos de producción de película perforada, etc.

Como se usó aquí, el término "fibras sopladas con fusión" se refiere a fibras formadas mediante el extrudir un material termoplástico derretido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos, usualmente circulares, como fibras derretidas adentro de corrientes de gas (por ejemplo de aire) a alta velocidad y convergentes las cuales atenúan las fibras de material termoplástico derretido para reducir su diámetro, el cual puede ser a un diámetro de micro-fibra. Después, las fibras sopladas con fusión son llevadas por la corriente de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras sopladas con fusión desembolsadas al azar. Tal proceso está descrito, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 3,849,241 otorgada a Butin y otros, la cual se incorpora aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Generalmente hablando, las fibras sopladas con fusión pueden ser microfibras que pueden ser continuas o no continuas, son generalmente más pequeñas de 10 mieras de diámetro y son generalmente pegajosas cuando se depositan sobre la superficie recolectora.

Como se usó aquí, el término "fibras unidas con hilado" se refiere a fibras esencialmente continuas de diámetro pequeño que son formadas mediante el extrudir un material termoplástico derretido de una pluralidad de vasos capilares de hilado finos, usualmente circulares, con el diámetro de las fibras extrudidas entonces siendo rápidamente reducido por ejemplo por medio del jalado eductivo y/u otros mecanismos de unión con hilado muy conocidos . La producción de telas no tejidas unidas con hilado está descrita e ilustrada por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos de América número 4,340,563 otorgada a Appel y otros; 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros; 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros; 3,338,992 otorgada a Kinney; 3,341,394 otorgadas a Kinney; 3,502,763 otorgada a Hartman; 3,502,538 otorgada a Levy; 3,542,615 otorgada a Dobo y otros; y 5,382,400 otorgada a Pike y otros, las cuales son incorporadas agui en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos. Las fibras unidas con hilado no son generalmente pegajosas cuando éstas son depositadas sobre la superficie recolectora. Las fibras unidas con hilado pueden algunas veces tener diámetros de menos de alrededor de 40 mieras, y frecuentemente son de entre alrededor de 5 a alrededor de 20 mieras.

Como se usó aquí, el término "coform" generalmente se refiere a los materiales compuestos que comprenden una mezcla de matriz estabilizada de fibras termoplásticas y un segundo material no termoplástico. Como un ejemplo, los materiales coform pueden ser hechos por un proceso en el cual por lo menos una cabeza de matriz de soplado con fusión está arreglada cerca de un conducto a través del cual son agregados otros materiales al tejido mientras que ésta se está formando. Tales otros materiales pueden incluir, pero no se limitan a los materiales orgánicos fibrosos, tal como la pulpa leñosa o no leñosa tal como algodón, rayón, papel reciclado, borra de pulpa, y también partículas súper absorbentes, materiales absorbentes inorgánicos, fibras cortas poliméricas tratadas, y similares. Algunos ejemplos de tales materiales coform están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,100,324 otorgada a Anderson y otros; 5,284,703 otorgada a Everhart y otros; y 5,350,624 otorgada a Georger y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a éstos documentos para todos los propósitos .

DESCRIPCIÓN DETALLADA Se hará ahora referencia en detalle a varias incorporaciones de la invención, uno o más ejemplos de la cual se establecen abajo. Cada ejemplo es proporcionado por via de explicación de la invención, y no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para aquellos expertos en el arte el que pueden hacerse varias modificaciones y variaciones en la presente invención sin departir del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una incorporación, pueden ser usadas sobre otra incorporación para dar aún una incorporación adicional. Por tanto, se intenta que la presente invención cubra tales modificaciones y variaciones como caigan dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y de sus equivalentes .

En general, la presente invención está dirigida a un substrato flexible aplicado con un recubrimiento de carbón activado. El recubrimiento de carbón activado es formado de una mezcla de un material polimérico y de un agente de activación. La mezcla es activada mediante el calentarla a una temperatura de desde alrededor de 100° C a alrededor de 450° C. Como un resultado de la presente invención, se ha descubierto que el substrato recubierto de carbón activado puede ser formado el cual es flexible y también es capaz de llevar a cabo otras funciones, tal como el servir como un agente de control de olor. • Además, debido a que el recubrimiento es activado a una temperatura relativamente baja, un rango amplio de polímeros sigue estando disponible para usarse en el substrato.

Cuando el recubrimiento de carbón activado es aplicado heterogéneamente a un substrato, el substrato resultante puede algunas veces funcionar mejor que un substrato de carbón activado homogéneo. Por ejemplo, partes de la tela no tejida no tratadas con carbón activado pueden ser capaces de permitir al fluido el fluir a través del tejido o el ser absorbido por el tejido más efectivamente que las regiones tratadas con carbón activado, mientras que las regiones tratadas permanecen disponibles para absorber olores u otros químicos. Por tanto, un substrato con ambas, las regiones tratadas con carbón activado y las regiones no tratadas puede servir efectivamente para propósitos de manejo de fluido (toma o absorción de fluido o distribución de fluidos) , mientras que también sirve como una capa de control de olor o capa de adsorción. Un patrón de regiones tratadas y no tratadas también puede ofrecer una apariencia visual mejor que los substratos de carbón activado homogéneos, tal como un patrón de tiras, puntos, u otras formas .

Cuando dos o más clases de carbón activado están presentes sobre un substrato de acuerdo a una incorporación de la presente invención, un tipo puede ser muy adecuado para adsorber una cierta clase de compuestos, mientras que el otro o los otros tipos pueden ser adecuados para adsorber una otra clase de compuestos, de manera que el substrato de carbón activado heterogéneo es efectivo para adsorber dos o más clases de compuestos más efectivamente que un substrato de carbón activado homogéneo. Por ejemplo, los recubrimientos de carbón activado derivados por la activación de poliacrilonitrilo pueden ser muy adecuados para adsorber compuestos acídicos tal como el ácido isovalérico o el ácido hidroclórico, mientras que los recubrimientos de carbón activado que comprenden grupos acidicos pueden ser efectivos para adsorber amoniaco u otros compuestos básicos .

A. Recubrimiento de Carbón Activado Para formar el substrato de carbón activado, algo o todo el substrato es recubierto con carbón activado. Cuando se utilizó, por ejemplo, las fibras pueden ser recubiertas antes y/o después de la incorporación en el substrato. Generalmente hablando, el recubrimiento de carbón activado puede ser formado en una variedad de maneras diferentes. Un método particularmente deseado para formar el recubrimiento de carbón activado está descrito en la publicación de patente de los Estados Unidos de América número 2001/0024716, la cual se incorpora aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, una mezcla de recubrimiento de un material polimérico y un agente de activación químico es aplicado a las fibras que entonces son calentadas para inducir la activación con carbón.

El material polimérico del recubrimiento puede ser cualquier polímero orgánico que reaccionará con el agente de activación química para producir un recubrimiento de carbón activado. Los ejemplos de los materiales poliméricos adecuados que pueden ser usados incluyen, pero no se limitan a resinas fenólicas, acetato de vinilo etileno o copolímeros de los mismos, poli (alcohol de vinilo) (PVA) , poliacrilonitrilo (PAN), celulosa u otros polisacáridos naturales o sintéticos, derivados de celulosa u otros derivados polisacáridos, poliestireno, polipropileno, poli (cloruro de vinilo) (PVC) , poli(met) acrilatos y ácidos poli (met) acrílicos, ácido poliláctico, y combinaciones de los mismos. Deseablemente, el material polimérico es soluble en un solvente. Los ejemplos de algunos solventes adecuados incluyen pero no se limitan a agua, alcoholes, tales como etanol o metanol, dimetilformamida (DMF) ; sulfóxido de dimetilo; hidrocarburos, tal como pentano, butano, heptano, hexano, tolueno, y xileno; éteres, tal como dietil éter, y tetrahidrofurán; cetonas y aldehidos, tal como cetona y metil etil cetona; ácidos, tal como ácido acético y ácido fórmico; aminas, tal como piridina y hexametilenotetramina; y solventes halogenados, tal como diclorometano y tetracloruro de carbón; y similares.

Como se declaró, el agente de activación reacciona con el material polimérico para formar el recubrimiento de carbón activado a una temperatura elevada. Aún cuando no se requiere, los ácidos Lewis y las bases pueden ser empleadas como los agentes de activación en la presente invención. Algunos ejemplos de tales agentes de activación están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,834,114, otorgada a Economy y otros; O 01/97972, otorgada a Economy y otros; y la publicación de patente de los Estados Unidos de América número 2001/0024716, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia para todos los propósitos. Los ejemplos específicos incluyen, pero no se limitan a ácidos, tal como ácido fosfórico; haluros de metal, tal como cloruro de zinc; e hidróxidos, tal como hidróxido de potasio e idróxido de sodio. Otros ejemplos incluyen los compuestos Friedel-Crafts ; los agentes dehidratantes; TiC4í ZnBr2, AlBr3, A1C13, BF3, CaO, Ca(OH)2, H2S04, Mg(OH)2, MgO, y LiOH.

La cantidad del agente de activación dentro de la mezcla puede generalmente variar como se desee. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, el agente de activación está presente en la mezcla de recubrimiento en una cantidad de desde alrededor de 0.1% por peso a alrededor de 90% por peso. Al aumentar la cantidad de agente de activación, el tamaño de poro del recubrimiento de carbón activado resultante también aumenta. Después de que ha ocurrido la remoción, algo o todo el agente de activación restante puede ser deslavado del recubrimiento de carbón activado, si se desea. Por ejemplo, esencialmente todo el agente de activación restante puede ser removido mediante el lavar con agua u otras sustancias, o una parte menor del agente de activación restante puede ser removida, tal como de desde alrededor de 1% a alrededor de 99%, de desde alrededor de 10% a alrededor de 99%, o de desde alrededor de 20% a alrededor de 99%, o de desde alrededor de 50% a alrededor de 95%, o de desde alrededor de 60% a alrededor de 95% del agente de activación restante. En algunas incorporaciones, una parte del agente de activación (por ejemplo, una sal de zinc o un compuesto acidico como ácido fosfórico o sus sales) se deja para servir a las funciones adicionales, tal como las funciones antimicrobianas, de intercambio de ión, de remoción de especies especificas mediante reacción química o neutralización, control de pH, control de viscosidad, modificación de la tensión de superficie, y similares. En tales incorporaciones, el porcentaje del agente de activación inicial o de sus productos de reacción solubles que es retenido en el substrato de carbón activado puede ser de por lo menos de alrededor de 1%, en algunas incorporaciones de por lo menos de alrededor de 10%, en algunas incorporaciones de por lo menos de alrededor de 20%, y en algunas incorporaciones, por lo menos de alrededor de 30%.

El recubrimiento de carbón activado puede incluir uno o más materiales catalíticos que permanecen inertes durante el procesamiento pero que catalizan la descomposición de los gases de subproducto. Los ejemplos de los catalizadores adecuados incluyen, pero no se limitan a los metales libres o compuestos de metales, tal como zinc, cobre, platinio, paladio, y titanio. En algunas incorporaciones, el metal está presente como el metal libre del óxido (tal como el óxido de zinc, el óxido de titanio, o el óxido de cobre) . El catalizador puede ser aplicado mediante el mezclarlo o un compuesto de metal del catalizador adentro de la mezcla de recubrimiento, o después de la activación mediante el recubrir el recubrimiento de carbón activado con una mezcla- de catalizador, o un compuesto que contiene el metal del catalizador, y un solvente, y después vaporizar el solvente. Por ejemplo, el metal del catalizador puede ser aplicado como la sal de cloruro con un solvente, y después calentarse para remover el solvente y convertir la sal de cloruro en un óxido o en el metal libre . Cualquier solvente volátil capaz de dispersar o disolver el catalizador o un compuesto del metal del catalizador es adecuado, por ejemplo, agua, alcoholes tales como etanol o metanol; dimetilformamida; sulfóxido de dimetilo; hidrocarburos, tal como pentano, butano, heptano, hexano, tolueno, y xileno; éteres tal como dietil éter y tetrahidrofurán; cetonas y aldehidos, tal como acetona y metil etil cetona; ácidos tal como el ácido acético y el ácido fórmico; y los solventes halogenados, tal como diclorometano y tetracloruro de carbón; así como mezclas de los mismos.

Una vez que la mezcla está formada, ésta es entonces calentada para entrecruzar el material polimérico. Generalmente, el substrato completo o la parte recubierta completa del substrato es calentada para activar el recubrimiento, aún cuando una parte (por ejemplo, menos del 50%) del substrato puede mantenerse a una temperatura más baja que el substrato restante si se desea. La temperatura elevada es generalmente mantenida en forma suficiente prolongada para por lo menos activar parcialmente el recubrimiento (por ejemplo, de desde alrededor de 30 segundos a alrededor de 30 minutos) . El calentamiento es generalmente llevado a cabo a temperaturas menores que el punto de derretido o del punto de descomposición del substrato. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, el calentamiento es llevado a cabo a una temperatura de desde alrededor de 100° C a alrededor de 300° C, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 170° C a alrededor de 300° C, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 170° C a alrededor de 250° C. El uso de tales temperaturas de curado bajas permiten, en algunas incorporaciones, que el substrato resultante tenga un recubrimiento de carbón activado sin sacrificar esencialmente la flexibilidad u otras propiedades mecánicas del substrato. Además, tales temperaturas de curado bajas también permiten el uso de polímeros que tienen temperaturas de descomposición o de suavizamiento bajas (por ejemplo, de poliéster) que son empleadas comúnmente en artículos absorbentes. Además, no sólo el calentamiento entrecruza y activa el material polimérico, éste también forma un recubrimiento durable que generalmente permanecerá presente en el substrato durante el uso. En una incorporación, el recubrimiento de carbón activado sobre el substrato no se quita en un grado significante cuando el recubrimiento es frotado con los dedos de la mano humana.

Durante la activación, un recubrimiento integral del carbón activado puede ser formado alrededor de las fibras u otros componentes del substrato, en oposición a las partículas sujetadas discretamente que resultarán mediante el sujetar adhesivamente las partículas de carbón activado al substrato. Sin desear el estar unido por una teoría, el recubrimiento de carbón activado formado de acuerdo a la presente invención puede ser mantenido durablemente en el lugar sobre el substrato mediante cualquier formación de una red que rodee el material de substrato y evite la liberación del carbón activado, o mediante uniones químicas (enlaces covalentes, uniones van der Waal, etc.) entre el carbón activado y el material de substrato o ambos . El recubrimiento puede ser esencialmente homogéneo en composición química o en la distribución de masa de carbón activado alrededor del material de substrato (por ejemplo, un recubrimiento esencialmente uniforme de carbón activado integral en oposición a partículas discretas sujetadas con un adhesivo) .

Si se desea, la activación puede tener lugar en uno o más pasos incrementados sobre una sucesión de temperaturas para aumentar la concentración de la porosidad en el recubrimiento y minimizar la cantidad del recubrimiento que se ha volatilizado. Opcionalmente, el recubrimiento curado puede además ser activado para producir un área de superficie superior mediante un calentamiento adicional en la presencia de un gas inerte o aire. La selección del material polimérico especifico, de la agente de activación química y de su concentración, junto con la temperatura de activación y el tiempo, determinarán el área de superficie específica, la distribución de tamaño de poro y la química de superficie del recubrimiento de carbón activado. Por ejemplo, las temperaturas de activación baja pueden ser usadas para producir fibras de recubrimiento de carbón activado de área de superficie alta.

Las características del recubrimiento de carbón activado resultante generalmente variarán con base en la cantidad y el tipo del material polimérico y del agente de activación utilizado. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, la cantidad de carbón en el recubrimiento es de menos de alrededor de 85% por peso, en algunas incorporaciones de menos de alrededor de 80% por peso, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 50% por peso a alrededor de 80% por peso, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 60% por peso a alrededor de 75% por peso del substrato. Además, el rendimiento del carbón activado en su recubrimiento (el peso del recubrimiento de carbón activado dividido por el peso de la mezcla de recubrimiento) puede ser por lo menos de alrededor de 50%, en algunas incorporaciones por lo menos de alrededor de 60%, en algunas incorporaciones de por menos alrededor de 80%, y en algunas incorporaciones, por lo menos de alrededor de 90%. Además, el recubrimiento resultante puede tener un área de superficie B.E.T. (medida usando un "Quantachrome Autosorb-1" disponible de la Quantachrome Instruments, Inc., de Boynton Beach, Florida) por lo menos de alrededor de 50 metros cuadrados por gramo y un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 5 angstroms (Á) a alrededor de 35 angstroms. Antes del calentamiento, el recubrimiento puede tener un área de superficie de hasta alrededor de 10 metros cuadrados por gramo.

Las soluciones que van a ser recubiertas sobre un substrato pueden tener una viscosidad de por lo menos de alrededor de 1 centipoise (cp) , en algunas incorporaciones de por lo menos de alrededor de 5 centipoises, en algunas incorporaciones por lo menos de alrededor de 10 centipoises, y en algunas incorporaciones, por lo menos de alrededor de 50 centipoises. Si se desea, el grosor y/o los surfactantes pueden ser usados para aplicar el material de recubrimiento al substrato polimérico. En una incorporación, el recubrimiento puede ser preparado como una espuma que puede plegarse durante el tratamiento con calor para aumentar el peso base del recubrimiento aplicado. Las espumas pueden ser preparadas por agitación de la solución en presencia de un surfactante. Los espesadores, tal como el alginato de sodio, la goma xantáno, la goma arábiga, la goma guar, el alginato de sodio, el alcohol polivinilo, la bentonita, la laponita, la caolina, y similares, pueden usarse en la presente invención.

B . Substratos Cualquiera de una variedad de diferentes substratos puede ser incorporada con el recubrimiento de carbón activado de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, las telas no tejidas, las telas tejidas, las telas de punto, el papel de resistencia en húmedo, las películas, espumas, por ejemplo, etc., pueden ser aplicadas con un recubrimiento de carbón activado. Cuando se utilizó, las telas no tejidas pueden incluir, pero no se limitan a telas unidas con hilado (perforados o no perforados) , telas sopladas con fusión, tejidos cardados y unidos, tejidos colocados por aire, tejidos coform, tejidos hidráulicamente enredados, y similares. Generalmente, algunas o todas las fibras usadas para formar la tela no tejida tienen una temperatura de suavizado que es superior a las temperaturas necesarias para formar el recubrimiento de carbón activado que es superior a las temperaturas necesarias para formar el recubrimiento de carbón activado. Uno o más componentes de tales fibras pueden tener, por ejemplo, una temperatura de suavizado de desde alrededor de 100° C a alrededor de 400° C, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 100° C a alrededor de 300° C, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 150° C a alrededor de 250° C. Los ejemplos de tales fibras pueden incluir, pero no se limitan a fibras sintéticas (por ejemplo, polietileno, polipropileno, tereftalato de polietileno, nylon 6, nylon 66, KEVLARmarca, poliestireno sindiotáctico, poliésteres cristalinos líquidos, etc.); fibras celulósicas (pulpa de madera "suave, pulpa de madera dura, pulpa termomecánica, etc.); combinaciones de las mismas, y similares. El substrato también puede ser caracterizado en términos de una temperatura de degradación, por ejemplo, la temperatura a la cual la tela no recubierta pierde por lo menos 50% de su resistencia a la tensión con respecto a una tela no calentada cuando la tela es calentada a esa temperatura por una hora en una atmósfera normal de aire, después enfriada al aire a la temperatura ambiente por un período de dos horas y después probada respecto de la resistencia de tensión usando una muestra de 3 pulgadas de ancho con una longitud de medición de 3 pulgadas y una velocidad de cruceta de 10 pulgadas por minuto. La temperatura de degradación puede ser de menos de alrededor de 450° C, en algunas incorporaciones de menos de alrededor de 250° C, y en algunas incorporaciones de menos de alrededor de 200° C.

Para mejorar además la flexibilidad del substrato, éste puede contener un componente estirable que, con la aplicación de una fuerza, es estirado a una longitud presionada y estirada la cual es por lo menos de alrededor de 120%, y en algunas incorporaciones, de por lo menos de alrededor de 150% de su longitud no estirada. Opcionalmente, el material que puede ser estirado también recuperará por lo menos alrededor del 50% de su alargamiento con la liberación del estiramiento, de la fuerza de presionamiento . En algunos casos, el material elastomerico puede mejorar la flexibilidad del substrato mediante el permitirle el ser doblado más fácilmente y distorsionado. Cuando está presente en un substrato, el material elastomérico toma varias formas. Por ejemplo, el material elastomérico puede tomar el substrato completo o formar una parte del substrato. En algunas incorporaciones, por ejemplo, el material elastomérico puede contener hilos elásticos o secciones distribuidas uniformemente o al azar a través del substrato. Alternativamente, el componente elastomérico puede ser una película elástica o una tela no tejida elástica, tal como un tejido perforado de material elastomérico que comprende por lo menos alrededor de 25% de área abierta. El componente elastomérico puede ser una capa única o un material de capas múltiples .

Aún cuando cualquier material elastomérico puede ser generalmente usado, es frecuentemente deseado el seleccionar un material elastomérico que tenga una temperatura de suavizamiento mayor que la temperatura de activación para el recubrimiento de carbón. Por ejemplo, algunos materiales elastoméricos de "temperatura de suavizamiento alta" adecuados que pueden ser usados, incluyen, pero no se limitados a, fluoropolímeros , tal como los polímeros Viton® vendidos por DuPont, que pueden soportar temperaturas de hasta alrededor de 200° C; perfluoropolímeros Kalrez® vendidos por DuPont que pueden soportar temperaturas de hasta alrededor de 300° C; polímeros de nitrilo altamente saturados; polímeros de silicona; polímeros de etileno vinil acetato; elastómeros poliacrilato; y otros elastómeros y polímeros flexibles conocidos en el arte . Aún otros materiales elastoméricos adecuados que pueden ser usados en la presente invención incluyen los copolímeros elastoméricos dibloque, tribloque, o de bloques múltiples, tal como los copolímeros olefínicos (por ejemplo, estireno-isopreno-estireno, estireno-butadieno-estireno, estireno-etileno/butileno-estireno, o estireno-etileno/propileno-estireno) ; poliuretanos ; poliamidas; poliésteres; y similares. Otros ejemplos de materiales elastoméricos adecuados están descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 6,362,389 otorgada a McDowall y otros, la cual se incorpora aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos .

Cuando se incorpora un componente elastomérico que contiene un material elastomérico, tal como se describió anteriormente, en un substrato, se desea algunas veces que el componente elastomérico incluya un laminado elástico que contiene un material elastomérico con una o más de otras capas, tales como espumas, películas, películas perforadas, y/o telas no tejidos. Un laminado elástico generalmente contiene capas que pueden ser unidas juntas de manera que por lo menos una de las capas tiene las características de un polímero elástico. El material elástico usado en los laminados elásticos puede hacerse de materiales, tal como se describió anteriormente, que son formados en películas, tal como películas micro-porosas, tejidos fibrosos, tal como un tejido hecho de fibras sopladas con fusión, fibras unidas con hilado, espumas, y similares.

Por ejemplo, en una incorporación, el laminado elástico puede ser un laminado "estrechado y unido" . Un laminado "estrechado y unido" se refiere a un material compuesto que tiene por lo menos dos capas en las cuales una capa es una capa estrechada y no elástica y la otra capa es una capa elástica. El laminado resultante es por tanto un material que es elástico en la dirección transversal. Algunos ejemplos de laminados estrechados y unidos está descrito en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,226,992; 4,981,747; 4,965,122; y 5,336,545, todas otorgadas a Morman, y las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos. El laminado elástico también puede ser un laminado "estirado-unido" , el cual se refiere a un material compuesto que tiene por lo menos dos capas en las cuales una capa es una capa plegable y en los cuales la otra capa es una capa elástica. Las capas son unidas juntas cuando la capa elástica está en una condición extendida de manera que con el relajamiento de las capas, la capa plegable es recogida. Por ejemplo, un miembro elástico puede ser unido a otro miembro mientras que el miembro elástico está extendido por lo menos por alrededor de 25% de su longitud relajada. Tal material elástico compuesto de capas múltiples puede ser estirado hasta que la capa no elástica esté completamente extendida.

Por ejemplo, un tipo adecuado de laminado estirado y unido es un laminado unido con hilado, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos de América número 4,720,415, otorgada a Vander ielen y otros, la cual se incorpora aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos . Cualquier tipo adecuado de laminados estirados y unidos es un laminado unido con hilado de filamento continuo, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos de América número 5,385,775, otorgada a Wright, la cual es incorporada aquí en su totalidad por referencia a la misma para todos los propósitos. Por ejemplo, Wright describe un material elástico compuesto que incluye: 1) una tela fibrosa elástica anisotrópica que tiene por lo menos una capa de fibras sopladas con fusión elastoméricas y por lo menos una capa de filamentos elastoméricos unidos autógenamente a por lo menos una parte de las fibras sopladas con fusión elastoméricas, y 2) por lo menos una capa plegable unida en lugares espaciadas y separados a la tela fibrosa elástica anisotrópica de manera que la capa plegable es recogida entre los lugares espaciados-separados . La capa plegable es unida a la tela fibrosa elástica cuando la tela elástica está en una condición estirada de manera que cuando la tela elástica se relaja, la capa plegable se recoge entre los lugares de unión espaciados y separados. Otros materiales elásticos compuestos están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,789,699 otorgada a ieffer y otros; 4,781,966, otorgada a Taylor; 4,657,802 otorgada a Morman; y 4,655,760 otorgada a Morman y otros , todas las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos .

En una incorporación, el laminado elástico también puede ser un laminado unido estirado y estrechado. Como se usó aquí, el laminado unido estirado y estrechado es definido como un laminado hecho de la combinación de un laminado estrechado y unido y un laminado estirado y unido. Los ejemplos de los laminados unidos estirados y estrechados están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,114,781 y 5,116,662, las cuales son ambas incorporadas aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos. De una ventaja particular, un laminado unido estirado y estrechado puede ser estirado en ambas direcciones de la máquina y transversal a la máquina. Los materiales no tejidos crepados también pueden ser usados. Las telas no tejidas crepadas de ejemplo están descritas en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,810,556 otorgada a Kobayashi y otros; 6,197,404, otorgada a Varona; y 6,150,002 otorgada a Varona, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos .

Otros materiales estirables también pueden ser usados como el substrato. Por ejemplo, las mallas poliméricas estirables, tal como las mallas de poliéster y nylon, pueden ser usadas en la presente invención. Los ejemplos de algunas mallas de poliéster y nylon adecuadas incluyen, pero no se limitan a una red mosquito de poliéster de 0.8 milímetros (producto FMN008) , 1.5 milímetros de poliéster Hex-Mes (producto FMN001) , Hex-Mesh de nylon de 3 milímetros (producto FMN003) , malla nylon Leño de 840 por 1680 denier (producto FLM168) , Hex-Mesh de nylon de 6 milímetros (producto FMN006) , y nylon Spectra/Meshmarca, todos los cuales están disponibles de American Home & Habitat (de King George, Virginia) . Las mallas adecuadas pueden tener un área abierta sustancial en el estado relajado (aún cuando no son estiradas activamente) , tal como de alrededor de 25% de área abierta o mayor, alrededor de 50% de área abierta o mayor, o alrededor de 80% de área abierta o mayor. Los materiales de lienzo son una forma de malla que puede ser considerada.

La permeabilidad del substrato puede ser variada para una aplicación particular. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, los substratos pueden contener un material que tiene un tamaño de poro promedio que los hace permeables a los líquidos. La permeabilidad al líquido puede mejorar las características de absorción del substrato, y también hacerla más flexible. Por ejemplo, los poros relativamente grandes no tienden a bloquearse por el carbón activado como los poros más pequeños. Como un resultado, los poros abiertos proporcionan al substrato lugar para extenderse sin constreñirse por el carbón activado, el cual es relativamente rígido. En esta manera, el tamaño de poro puede facilitar la flexibilidad del substrato. Los ejemplos de los tamaños de poro promedio que pueden mejorar la flexibilidad del substrato son aquellos en el rango de 0.1 a alrededor de 1,000 micrómetros, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 0.1 a alrededor de 10 milímetros, y en algunas incorporaciones de desde alrededor de 0.3 a alrededor de 5 milímetros .

' Cuando se forman de un substrato permeable al líquido, es típicamente deseado que el substrato después de haberse recubierto con carbón activado, permanezca relativamente poroso de manera que éste sea absorbente cuando se incorpora en un artículo absorbente . La porosidad puede ser mantenida en una variedad de formas. Por ejemplo, el substrato puede ser perforado usando técnicas conocidas. Sin embargo, el recubrimiento de carbón activado puede ser aplicado de tal manera que las partículas no bloqueen esencialmente los poros del substrato. Sin importar la técnica utilizada para mantener la porosidad, el substrato recubierto de carbón activado puede tener una porosidad suficiente de manera que alrededor de 20 pies cúbicos de aire o más puedan fluir a través de un pie cuadrado del substrato en un minuto bajo una diferencia de presión de aire de 125 paséales (0.5 pulgadas de agua) . En otras palabras, tal substrato se dice que tiene una permeabilidad de aire de alrededor de 20 pies cúbicos por minuto (cfm) o mayor. La permeabilidad de aire (flujo de aire volumétrico por pie cuadrado de material bajo una diferencia de presión de aire de 125 pascales) puede ser medida en una variedad de formas. Por ejemplo, la "Permeabilidad de Aire Frazier" es determinada de acuerdo a la norma de prueba Federal Estándar 191A, método 5450 con un Probador de Permeabilidad de Aire Frazier (de Frazier Precisión Instrumnet, Company, de Gaithersburg, Maryland) , y es reporta como un promedio de lecturas de tres muestras. Deberá entenderse, sin embargo, que otras técnicas también pueden ser usadas para determinar la porosidad. Por ejemplo, una técnica alterna está descrita abajo en el Ejemplo 13, la cual se cree que da esencialmente los mismos resultados que la Permeabilidad de Aire Frazier. En general, la permeabilidad de aire de una tela formada de acuerdo a la presente invención puede variar de desde alrededor de 20 cfm a alrededor de 500 cfm, en algunas incorporaciones de alrededor de 50 cfm a alrededor de 400 cfm, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 75 cfm a alrededor de 300 cfm, bajo una diferencia de presión de aire de 125 pascales .

Otros materiales que pueden ser tratados de acuerdo a la presente invención incluyen materiales hechos de uno o más de los siguientes polímeros: polímeros de cristal líquido, tal como Vectram rca; Celanex® o poliéster termoplástico Vandar® elastómero de poliéster termoplástico iteflex®; termoplásticos reforzados de fibra larga tal como Compel®, Celstran®, y productos Fiberod®; copolímero de olefina-ciclico Topas®; copolímeros acetal de Duracon®, Celcon®, y Hostaform® ; sulfido de polietileno Fortron®; y poliéster termoplástico Duranexmrca (PBT) , todos los cuales están disponibles de Ticona Corporation (de Summit, New Jersey) .

El substrato puede ser aplicado con varios tratamientos para impartir características deseables. Por ejemplo, el substrato puede ser tratado con aditivos de repelencia al líquido, agentes antiestáticos, surfactantes, colorantes, agentes en contra de la neblina, repelentes de alcohol de sangre fluoro-químicos , lubricantes, y/o agentes anti-microbiales . Además, el substrato también puede ser sometido a un tratamiento de electreto. El tratamiento de electreto imparte una carga electrostática al substrato para mejorar su eficiencia de filtrado'. La carga puede incluir capas de cargas positivas o negativas atrapadas en o cerca de la superficie del polímero, o nubes de carga almacenadas en el volumen del polímero. La carga también puede incluir cargas de polarización que son congeladas en alineación de los dipolos de las moléculas . Las técnicas para someter el substrato a un tratamiento de electreto son muy conocidas por aquellos expertos en el arte. Los ejemplos de tales técnicas incluyen, pero no se limitan al contacto líquido, térmico, de rayo electrónico y técnicas de descarga de corona. En una incorporación particular, el tratamiento de electreto es una técnica de descarga corona, la cual involucra el someter al substrato a un par de campos eléctricos que tienen polaridades opuestas . Otros métodos para formar un material de electreto están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,215,682 otorgada a Kubik y otros; 4,375,718, otorgada a Wadsworth; 4,592,815 otorgada a Nakao; 4,874,659, otorgada a Ando; 5,401,445, otorgada a Tsai y otros; 5,883,026, otorgada a eader y otros; 5,908,598, otorgada a Rousseau y otros; 6,365,088 otorgada a Knight y otros, las cuales se incorporan aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos.

C . Aplicación del Recubrimiento de Carbón Activado Una variedad de técnicas pueden ser utilizadas para aplicar el recubrimiento del material polimérico y del agente de activación al substrato. Por ejemplo, en una incorporación, un material polimérico es disuelto inicialmente en un solvente, mezclado con un agente de activación química, y después aplicado al material de substrato. Alternativamente, el agente de activación química puede inicialmente ser aplicado al material de substrato. Después, el material polimérico puede ser aplicado al material de substrato. Además, el material polimérico también puede inicialmente ser aplicado al material de substrato antes de la aplicación del agente de activación química.

Cuando el material polimérico y/o el agente activación químico son aplicados a un substrato formado, por ejemplo, cualquier método conocido de aplicación puede ser utilizado, tal como impresión, rociado, recubierto por contacto, cuchilla, saturante, recubrimiento, arrojo de gota, pintura, y aplicaciones de espuma. Por ejemplo, en una incorporación, el material polimérico, el agente de activación química, o una mezcla de los mismos pueden ser saturados en el substrato. Además, en otra incorporación, el material polimérico, el agente de activación química, o una mezcla de los mismos puede ser impresa sobre por lo menos un lado del substrato, y en algunos casos sobre ambas superficies exteriores del substrato.

El nivel agregado del recubrimiento de carbón activado al substrato puede generalmente ser variado como se desee. El "nivel de agregado" se refiere a la masa del recubrimiento de carbón activado dividida por la masa de horno seco del substrato recubierto, multiplicada por 100%. Por ejemplo, una tela no tejida de 5 gramos con 5 gramos agregados de carbón activado tendrá un agregado de 100%. El nivel agregado puede ser expresado en términos de carbón activado total con respecto al peso de substrato total, o, en el caso de substratos heterogéneamente tratados, el valor agregado "local" puede ser expresado en términos de la masa del carbón activado en una región particular recubierta con un carbón activado con relación a la masa de la fracción del substrato que para el cual por lo menos una superficie se ha proporcionado con el recubrimiento de carbón activado. Generalmente hablando, resulta un nivel de agregado más bajo en un aumento más bajo en la rigidez del substrato, mientras que los niveles de agregado superiores resultan en la presencia de una cantidad mayor de carbón activado sobre el substrato. Por tanto, en algunas incorporaciones, el carbón activado puede tener un nivel agregado de desde alrededor de 1% a alrededor de 300% de la masa del substrato, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 5% a alrededor de 200% de la masa del substrato, en algunas incorporaciones de desde alrededor de 5% a alrededor de 100% de la masa del substrato, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 5% a alrededor de 50% de la masa del substrato .

El substrato de carbón activado resultante es capaz de llevar a cabo funciones múltiples cuando se incorpora en un artículo absorbente. Por ejemplo, un substrato absorbente puede continuar funcionando en su capacidad absorbente dentro del artículo, pero también tener funciones adicionales que se derivan de la presencia del carbón activado aquí, tal como al de adsorber los materiales que producen olor.

La química de superficie del recubrimiento de carbón activado puede ser configurada para optimizar la reducción de olor u otras funciones adicionales llevadas a cabo por el substrato. Por ejemplo, los grupos básicos son deseados sobre el substrato de carbón activado para adsorber los compuestos acídicos, tal como el ácido isovalérico y el ácido hipoclórico. Los grupos básicos pueden . ser introducidos por tratamiento con amoniaco a temperaturas elevadas o por otros tratamientos conocidos en el arte. En una incorporación, para formar química de superficie básica, los materiales poliméricos que contienen nitrógeno pueden ser usados, tal como poliacrilonitrilo (PAN) , con un agente de activación (por ejemplo, cloruro de zinc) . En una incorporación particular, esta mezcla de recubrimiento es calentada a alrededor de 300° C a alrededor de 400° C por alrededor de 2 minutos a alrededor de 24 horas. Los conjuntos resultantes tienen áreas de superficie B.E.T. de alrededor de 400 y 1,200 metros cuadrados por gramo y un contenido de nitrógeno que varia de desde alrededor de 12% por peso a alrededor de 20% por peso basado sobre el por ciento por peso del recubrimiento de carbón activado. Opcionalmente, las temperaturas mucho mayores, por ejemplo de hasta alrededor de 900° C, pueden ser usadas para áreas de superficie incrementadas .

Además, los grupos acídicos son deseados sobre el substrato de carbón activado para adsorber los compuestos básicos, tal como aquellos que tienen mitades de amoniaco. Los grupos acídicos pueden ser introducidos mediante el tratar las fibras a temperaturas elevadas en la presencia de vapor, dióxido de carbón, ácido nítrico, y similares. En una incorporación, los materiales poliméricos que contienen oxígeno, tal como el alcohol polivinilo (PVA) o la celulosa, pueden usarse con un agente de activación (por ejemplo, ácido fosfórico) . En una incorporación particular, tal mezcla de recubrimiento es calentada a de desde alrededor de 150° C a alrededor de 300° C por alrededor de 2 minutos a alrededor de 24 horas .

Para mantener la absorbencia, la flexibilidad u alguna otra característica del substrato, puede ser algunas veces deseado el aplicar el material polimérico, el agente de activación química, o una mezcla de los mismos como para cubrir menos de alrededor del 100% del área de superficie del substrato, en algunas incorporaciones de desde alrededor del 10% a alrededor de 80% del área de superficie del substrato, y en algunas incorporaciones, de desde alrededor de 20% a alrededor de 60% del área de superficie de cada lado del substrato. Por ejemplo, en una incorporación particular, el material polimérico, el agente de activación química, o una mezcla del mismo es aplicada al substrato en un patrón preseleccionado (por ejemplo, un patrón reticular, una rejilla en forma de diamante, puntos, y similares) . Aún cuando no se requiere, tal recubrimiento con patrón puede proporcionar una activación suficiente al substrato sin recubrir una parte sustancial del área de superficie del substrato. Esto puede ser deseable para optimizar la flexibilidad, la absorbencia, u otras características del artículo absorbente resultante.

Además, un recubrimiento con patrón también puede ser proporcionado para proporcionar una función diferente a cada zona. Por ejemplo, en una incorporación, el substrato es tratado con dos o más patrones de regiones de carbón activado que pueden o no traslaparse . Las regiones pueden estar sobre las mismas o diferentes superficies del substrato. Por ejemplo, en una incorporación, una superficie de un substrato es tratada con una resina de poliacrilonitrilo mientras que otra superficie es tratada con una resina de alcohol de polivinilo. Cada superficie es entonces activada, tal como se describió arriba, de manera que el substrato resultante tiene superficies con diferentes recubrimientos de carbón activado. Esto puede permitir, por ejemplo, que una superficie adsorba un material productor de olor básico, tal como amoniaco, y/o trietilamina, mientras que la otra superficie puede adsorber un material que produce olor acídico, tal como un ácido isovalérico. Otras condiciones de tratamiento también pueden ser variadas para lograr diferentes grados de activación de carbón. Por ejemplo, en una incorporación, un material polimérico único es aplicado al substrato. Sin embargo, durante la activación química, una parte del substrato es expuesta a un primer gas de activación, mientras que otra parte del substrato es expuesta a un segundo gas de activación. Además, los aditivos pueden ser usados en los recubrimientos de carbón activado para variar el tamaño de poro y/o el grosor de la capa de diferentes recubrimientos . El uso de aditivos también puede resultar en grupos funcionales variados dentro de cada recubrimiento de carbón activado. Por ejemplo, algunos aditivos adecuados incluyen, pero no se limitan a compuestos de metal, compuestos órgano-metálicos, pigmentos, rellenos de mineral, catalizadores, ácidos o bases, y similares .

Además de tener beneficios funcionales, los substratos de carbón activado pueden también tener varios beneficios estéticos. Por ejemplo, el substrato puede ser incorporado con el recubrimiento de carbón activado sin tener el color negro comúnmente asociado con el carbón activado. Por ejemplo, en una incorporación, una capa relativamente delgada del recubrimiento de carbón activado es aplicada a un substrato blanco o de color claro de manera que el substrato resultante tiene un color grisáceo o azulado. En otra incorporación, la activación del recubrimiento es detenida antes de completarla para dejar un recubrimiento teniendo un color distinto al negro. Además, el substrato también puede ser aplicado con regiones con patrón del recubrimiento de carbón activado para formar un substrato que tiene diferentes regiones coloreadas .

D. Artículos Absorbentes En algunas incorporaciones, el substrato flexible puede ser incorporado en un artículo absorbente en donde éste puede funcionar para reducir el olor. Por ejemplo, el substrato de carbón activado puede ser incorporado en regiones del artículo absorbente que son factibles de permanecer relativamente secas durante el uso, tal como las alas de una toalla sanitaria, las pretinas o los puños de pierna de un pañal, o los extremos o lados remotos de un articulo colocado a una cierta distancia de la zona configurada para recibir los fluidos del cuerpo. Mediante el ser colocado en un área relativamente seca del artículo absorbente, el substrato de carbón activado puede reducir el olor del artículo sin tener sus capacidades de reducción de olor esencialmente debilitadas por el humedecimiento . El substrato de carbón activado puede formar el artículo absorbente completo, o puede sólo formar una parte del artículo. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, el substrato de carbón activado puede constituir una capa de surgimiento, una capa de cubierta, una capa de retraso de transferencia, etc., de un artículo absorbente, tal como una toalla sanitaria o pañal. Cuando se utilizó en esta manera, el substrato puede aún funcionar en la manera deseada, pero también es capaz de reducir el olor. Por ejemplo, las capas de cubierta de las toallas sanitarias están configuradas para absorber rápidamente los fluidos y transmitirlos hacia las capas interiores de la toalla. Cuando se utilizan como una cubierta exterior, por ejemplo, el substrato de carbón activado puede aún funcionar para absorber fluidos .

En este respecto, varias incorporaciones de un artículo absorbente que pueden ser formadas de acuerdo a la presente invención, se describirán ahora en mayor detalle. Para propósitos de ilustración solamente, un artículo absorbente 10 está mostrado en la Figura 1, como una toalla sanitaria para la higiene de la mujer. Sin embargo, como se discutió anteriormente, la invención puede estar embebida en otros tipos de artículos absorbentes, tales como pañales, calzones pañales, toallas para la mujer, calzoncillos de aprendizaje para niños, y similares. No obstante, en la incorporación ilustrada, el artículo absorbente 10 incluye una cubierta 12, un separador 14, y un núcleo absorbente 16, todos los cuales pueden contener el substrato de carbón activado de la presente invención. El núcleo absorbente 16 está colocado hacia dentro de la periferia exterior del artículo absorbente 10 e incluye una superficie de cara al cuerpo colocada adyacente a la cubierta 12 y una superficie de cara a la prenda colocada a un lado del separador 1 .

La cubierta 12 está generalmente diseñada para hacer contacto con el cuerpo de la usuaria y es permeable al líquido. La cubierta 12 puede rodear el núcleo absorbente 16 de manera que ésta encierre completamente el artículo absorbente 10. Alternativamente, la cubierta 12 y el separador 14 pueden extenderse más allá del núcleo absorbente 16 y pueden unirse periféricamente juntos, ya sea completa o parcialmente, usando técnicas conocidas. Típicamente, la cubierta 12 y el separador 14 son unidos por unión de adhesivo, unión ultrasónica, o cualquier otro método de unión adecuado conocido en el arte .

La cubierta permeable al líquido 12 es sanitaria, limpia en apariencia, y de algo opaca para esconder las descargas del cuerpo recolectadas y absorbidas por el núcleo absorbente 16. La cubierta 12 además exhibe un buen traspaso y características de rehumedecido que permiten a las descargas del cuerpo el penetrar rápidamente a través de la cubierta 12 hasta el núcleo absorbente 16, pero que no permiten al fluido del cuerpo el fluir de regreso a través de la cubierta 12 hasta la piel del usuario. Por ejemplo, algunos materiales adecuados que pueden ser usados para la cubierta 12 incluyen los materiales no tejidos, las películas termoplásticas perforadas, o las combinaciones de las mismas. Una tela no tejida hecha de poliéster, polietileno, polipropileno, bi-componente , nylon, rayón, o fibras similares puede ser utilizada. Por ejemplo, un material unido con hilado uniforme blanco es particularmente deseable debido a que el color exhibe buenas propiedades de enmascaramiento para esconder los fluidos menstruales que han pasado a través de éste. Las patentes de los Estados Unidos de América números 4,801,494 otorgada a Datta y otros, y 4,908,026, otorgada a Sukiennik y otros, enseñan varios otros materiales de cubierta que pueden ser usados en la presente invención. Si se desea, la cubierta 12 puede ser incorporada con un recubrimiento de carbón activado de acuerdo con la presente invención para permitirle funcionar mejor para reducir los olores de los fluidos del cuerpo.

La cubierta 12 también puede contener una pluralidad de aberturas (no mostradas) formadas a través de la misma para permitir que pase el fluido del cuerpo más fácilmente adentro del núcleo absorbente 16. Las aberturas pueden ser arregladas uniformemente o al azar a través de la cubierta 12, o éstas pueden estar localizadas sólo en la tira o banda longitudinal estrecha arreglada a lo largo del eje longitudinal X-X del artículo absorbente 10. Las aberturas permiten la penetración rápida del fluido del cuerpo hacia abajo adentro del núcleo absorbente 16. El tamaño, la forma, el diámetro y cualquier número de aberturas pueden ser variadas para adecuarse a las necesidades particulares.

Como se indicó anteriormente, el artículo absorbente también incluye un separador 14. El separador 14 es generalmente impermeable al líquido y está diseñado para estar de cara a la superficie interior, por ejemplo, la parte de entrepierna de una prenda interior (no mostrada) . El separador 14 puede permitir el paso del aire o del vapor hacia afuera del artículo absorbente 10, mientras que aún bloquea el paso de los líquidos . Cualquier material impermeable al líquido puede generalmente ser utilizado para formar el separador 14. Por ejemplo, un material adecuado que puede ser utilizado es una película polimérica miero-grabada, tal como polietileno o polipropileno. En las incorporaciones particulares, una película de polietileno es utilizada la cual tiene un grosor en el rango de alrededor de 0.2 milésimas de pulgada a alrededor de 5.0 milésimas de pulgada, y particularmente de entre alrededor de 0.5 a alrededor de 3.0 milésimas de pulgada. Sí se desea, el separador 14 puede ser incorporado con un recubrimiento de carbón activado de acuerdo con la presente invención para permitirle el funcionar mejor para reducir los olores de los fluidos del cuerpo.

Como se indicó anteriormente, el articulo absorbente 10 también contiene un núcleo absorbente 16 colocado entre la cubierta 12 y el separador 14. En la incorporación ilustrada, por ejemplo, el núcleo absorbente 16. contiene tres miembros absorbentes separados y distintos 18, 20 y 22, cualquiera de los cuales puede contener el substrato de carbón activado de la presente invención. Deberá entenderse, sin embargo, que cualquier número de miembros absorbentes puede ser utilizado en la presente invención. Por ejemplo, en una incorporación, sólo el miembro absorbente 22 puede ser utilizado.

Como se mostró, el primer miembro absorbente 18 o el miembro de toma, es colocado entre la cubierta 12 y el segundo miembro absorbente 20, o el miembro de retraso de transferencia. El miembro de toma 18 representa una parte de absorción significante del artículo absorbente 10 y tiene la capacidad de absorber por lo menos alrededor de 80%, particularmente alrededor de 90%, y más particularmente alrededor de 95% del fluido del cuerpo depositado sobre el artículo absorbente 10. En términos de la cantidad de fluido del cuerpo, el miembro de toma 18 puede absorber por lo menos alrededor de 20 gramos, particularmente alrededor de 25 gramos, y más particularmente alrededor de 30 ó más gramos de fluido del cuerpo.

El miembro de toma 18 puede generalmente tener cualquier forma y/o tamaño deseados. Por ejemplo, en una incorporación, el miembro de toma 18 tiene una forma rectangular, con una longitud igual a o menor que la longitud global del artículo absorbente 10, y un ancho menor que el ancho del artículo absorbente 10. Por ejemplo, una longitud de entre alrededor de 150 milímetros a alrededor de 300 milímetros y un ancho de entre alrededor de 10 milímetros a alrededor de 40 milímetros pueden ser utilizados.

Típicamente, el miembro de toma 18 es hecho de un material que es capaz de transferir rápidamente, en la dirección-z, el fluido del cuerpo que es entregado a la cubierta 12. Debido a que el miembro de toma 18 es generalmente de una dimensión más estrecha que la del artículo absorbente 10, los lados del miembro de toma 18 están espaciados hacia afuera de los lados longitudinales del artículo absorbente 10 y el fluido del cuerpo es restringido al área dentro de la periferia del miembro de toma 18 antes de que pase hacia abajo y se absorba adentro del miembro de retraso de transferencia 20. Este diseño permite al fluido del cuerpo el ser combinado en el área central del artículo absorbente 10 y el ser transmitido hacia abajo.

En general, cualquiera de una variedad de diferentes materiales son capaces de ser usados para el miembro de toma 18 para lograr las funciones antes mencionadas. Por ejemplo, los tejidos celulósicos colocados por aire pueden ser adecuados para usarse en el miembro de toma 18. El tisú celulósico colocado por aire puede tener un peso base que varía de desde alrededor de 10 gramos por metro cuadrado (gsm) a alrededor de 300 gramos por metro cuadrado, y en algunas incorporaciones, de entre alrededor de 100 gramos por metro cuadrado a alrededor de 250 gramos por metro cuadrado. En una incorporación, el tejido celulósico colocado por aire tiene un peso base de alrededor de 200 gramos por metro cuadrado. El tisú colocado por aire puede ser formado de fibras de madera dura y/o de madera suave. El tisú colocado por aire tiene una estructura de poro fino y proporciona una capacidad de transmisión excelente, especialmente para los fluidos menstruales .

Un segundo miembro absorbente 20, o miembro de retraso de transferencia también es colocado verticalmente abajo del miembro de toma 18. En algunas incorporaciones, el miembro de retraso de transferencia 20 contiene un material que es menos hidrofílico que los otros miembros absorbentes, y puede generalmente ser caracterizado como que es esencialmente hidrofóbico. Por ejemplo, el miembro de retraso de transferencia 20 puede ser una tela fibrosa no tejida compuesta de un material hidrofóbico relativamente, tal como polipropileno, polietileno, poliéster, o similares, y también puede estar compuesto de una mezcla de tales materiales. Un ejemplo de un material adecuado para el miembro de retraso de transferencia 20 es un tejido unido con hilado compuesto de fibras de polipropileno de lóbulos múltiples. Los ejemplos adicionales de los materiales del miembro de retraso de transferencia adecuados incluyen los tejidos unidos con hilado compuestos de fibras de polipropileno las cuales pueden ser redondas, tri-lobales, o poli-lobales , en una forma en sección transversal y los cuales pueden ser huecos o sólidos en estructura. Típicamente, los tejidos son unidos, tal como mediante unión térmica, sobre alrededor de 3% a alrededor de 30% del área del tejido. Otros ejemplos de materiales adecuados que pueden ser usados para el miembro de retraso de transferencia 20 están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,798,603 otorgada a Meyer y otros y 5,248,309 otorgada a Serbiak y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos. Para ajustar el desempeño de la invención, el miembro de retraso de transferencia 20 también puede ser tratado con una cantidad seleccionada de surfactante para aumentar su humedecimiento inicial.

El miembro de retraso de transferencia 20 puede generalmente tener cualquier tamaño, tal como una longitud de alrededor de 150 milímetros a alrededor de 300 milímetros. Típicamente, la longitud del miembro de retraso de transferencia 20 es de aproximadamente igual a la longitud del artículo absorbente 10. El miembro de retraso de transferencia 20 también puede ser igual en ancho al miembro de toma 18, pero es típicamente más ancho. Por ejemplo, el ancho del miembro de retraso de transferencia 20 puede ser de desde entre alrededor de 50 milímetros a alrededor de 75 milímetros, y particularmente de alrededor de 48 milímetros.

El miembro de retraso de transmisión 20 del núcleo absorbente 16 típicamente tiene un peso base menor que aquel de los otros miembros absorbentes. Por ejemplo, el peso base del miembro de retraso de transferencia 20 es típicamente menor de alrededor de 150 gramos por metro cuadrado (gsm) , y en algunas incorporaciones, de entre alrededor de 10 gramos por metro cuadrado a alrededor de 100 gramos por metro cuadrado. En una incorporación particular, el miembro de retraso de transferencia 20 es formado de un tejido unido con hilado que tiene un peso base de alrededor de 30 gramos por metro cuadrado .

Además de los miembros antes mencionados, el núcleo absorbente 16 también incluye un miembro compuesto 22. Por ejemplo, el miembro compuesto 22 puede ser un material coform. En éste caso, los fluidos pueden ser transmitidos desde el miembro de retraso de transferencia 20 hasta el miembro absorbente 22. El miembro absorbente compuesto 22 puede ser formado separadamente del miembro de toma 18 y/o del miembro de retraso de transferencia 20, o puede ser formado simultáneamente con el mismo. En una incorporación, por ejemplo, el miembro absorbente compuesto 22 puede ser formado sobre el miembro de retraso de transferencia 20 o el miembro de toma 18, el cual actúa como un portador durante el proceso coform descrito anteriormente .

El articulo absorbente 10 puede también contener otros componentes también. Por ejemplo, en algunas incorporaciones, la superficie inferior del separador 14 puede contener un adhesivo para asegurar el artículo absorbente 10 a una prenda interior. En tales casos, un respaldo (no mostrado) puede ser utilizado para proteger el lado de adhesivo del articulo absorbente 10 de manera que el adhesivo permanece limpio antes de la sujeción a la prenda interior. El respaldo puede generalmente tener cualquier forma o dimensión deseadas. Por ejemplo, el respaldo puede tener una forma rectangular con una dimensión de alrededor de 17 a alrededor de 21 centímetros de longitud y alrededor de 6.5 a 10.5 centímetros de ancho. El respaldo está diseñado para servir como una tira de pelado liberable que va ser removida por el usuario antes de la sujeción del artículo absorbente 10 a la prenda interior. El respaldo sirve como una tira de pelado liberable y puede ser un papel raft blanco que está recubierto sobre un lado de manera que éste puede ser liberado fácilmente del lado de adhesivo del artículo absorbente 10. El recubrimiento puede ser un recubrimiento de silicona, tal como un polímero de silicona comercialmente disponible de Akrosil de Menasha, Wisconsin.

Una vez formado, el artículo absorbente 10 generalmente funciona para absorber y retener fluidos, tal como los fluidos menstruales, la sangre, la orina, y otros excrementos descargados por el cuerpo durante el período de menstruación. Por ejemplo, el miembro de toma 18 puede permitir al fluido del cuerpo el ser transmitido hacia abajo en la dirección-z y hacia afuera de la cubierta 12 de manera que la cubierta 12 retiene una sensación seca y cómoda para la usuaria. Sin embargo, el miembro de toma 18 también puede absorber una cantidad significante del fluido. El miembro de retraso de transferencia 20 inicialmente acepta el fluido del miembro de toma 18 y después transmite el fluido a lo largo de su longitud y ancho (eje -x e -y) antes de liberar el fluido al miembro absorbente compuesto 22. El miembro absorbente compuesto 22 entonces transmite el fluido a lo largo de su longitud y ancho (eje -x e -y) utilizando una extensión mayor de la capacidad absorbente que el miembro de retraso de transferencia 20. Por tanto, el miembro absorbente compuesto 22 puede completamente saturarse antes de que el fluido sea tomado por el miembro de retraso de transferencia 20. El fluido también es transmitido a lo largo de la longitud del miembro de retraso de transferencia 20 y el miembro absorbente compuesto 22, manteniendo por tanto el fluido hacia afuera de las orillas del artículo absorbente 10. Esto permite un mayor uso del núcleo absorbente 1S y ayuda a reducir la posibilidad de un filtrado lateral .

Aún cuando una incorporación del artículo absorbente se ha descrito anteriormente que puede utilizar el substrato de carbón activado de la presente invención, deberá entenderse que otras configuraciones de articulo absorbente también están incluidas dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, otras configuraciones absorbentes están descritas en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,197,959 otorgada a Buell 5,085,654 otorgada a Buell; 5,634,916 otorgada a Lavon y otros; 5,569,234 otorgada a Buell y otros; 5,716,349 otorgada a Taylor y otros; 4,950,264 otorgada a Osborn; 5,009,653 otorgada a Osborn; 5,509,914 otorgada a Osborn; 5,649,916 otorgada a DiPalma y otros; 5,267,992 otorgada a Van Tillburg; 4,687 478 otorgada a Van Tillburg; 4,285,343 otorgada a McNair; 4,608,047 otorgada a Mattingly; 5,342,342 otorgada a Kitaoka; 5,190,563 otorgada a Herrón y otros; 5,702,378 otorgada a Widlund y otros; 5,308,346 otorgada a Sneller y otros; 6,110,158 otorgada a Kielpikowski; y O 99/00093 otorgado a Patterson y otros, las cuales son incorporadas aquí en su totalidad por referencia a las mismas para todos los propósitos. Por ejemplo, en una incorporación, el substrato de carbón activado de la presente invención es usado para formar el puño de pierna de un pañal .

La presente invención puede ser entendida mejor con referencia a los siguientes ejemplos.

EJEMPLOS 1-17 Los ejemplos 1-17 fueron preparados usando los siguientes protocolos para los tratamientos especificados: (A) Resina fenólica y Recubrimiento ZnCl2 1. Agregar 15 gramos de resina fenólica y 25-30 gramos de ZnCl2 adentro de 100 mililitros de solvente de etanol, agitar a la temperatura ambiente hasta que se disuelva. 2. Embeber con recubrimiento la estera de muestra con la solución anterior (o usar un cepillo de aire) . 3. Secar la muestra recubierta al aire por 20 minutos . 4. Calentar la muestra en el horno a 100° C y 150° C. A cada temperatura mantener por 10 minutos . 5. Aumentar la temperatura a 170° C y activar por 1 hora. 6. Empapar la muestra en 0.5 N HC1 por dos horas . 7. Lavar la muestra con agua deionizada (DI) varias veces. 8. Secar la muestra en un horno a 120° C por 0.5 horas .

Recubrimiento de Poliacrilonitrilo (PAN) Agregar 1.6 gramos de poliacrilonitrilo adentro de 50 mililitros de solvente dimetilformamida (DMF) y calentar a 70-80°C hasta que el poliacrilonitrilo está completamente disuelto. Entonces dejar que la solución se enfrie, agregar 3.2 gramos de ZnCl2, y agitar continuamente la solución hasta que ZnCl2 también se disuelva. (Otro método para hacer la solución de poliacrilonitrilo: Agregar 32 mililitros de agua deionizada adentro 66 gramos de ZnCl2 y calentar a 70-80° C. Cuando se disolvió agregar 2 gramos de poliacrilonitrilo adentro de la solución y calentar a 70-80° C hasta que se disolvió de nuevo) . Recubrir con embebido las muestras con la solución anterior (o usar un cepillo de aire) . Sumergir rápidamente la muestra recubierta en una solución de 2.5% de ZnCl2 + DI por un par de segundos . Secar la muestra recubierta en el horno a 120° C por 30 minutos. Activar la muestra en el horno a 170° C por 0.5 horas . Empapar la muestra en 0.5 N HCl por dos horas. 7. Lavar la muestra con agua deionizada varias veces . 8. Secar la muestra en un horno a 120° C por 0.5 horas .

C) Recubrimiento de alcohol polivinílico (PVA) 1. Agregar 1 gramo de alcohol polivinilico adentro de 10 mililitros de agua deionizada y calentar a 80-90° C hasta que se disuelva. Después, dejar enfriar la solución, agregar 1 mililitro de H3P04, y agitar la solución para completar el mezclado. 2. Recubrir con embebido las muestras con la solución anterior (o usar un cepillo de aire) . 3. Secar la muestra recubierta en el horno a 120° C por 20 minutos. 4. Aumentar la temperatura a 170° C y mantenerla por 0.5 horas . 5. Lavar la muestra con 0.5 N de NaOH varias veces para remover el H3P04. 6. Empapar la muestra en agua deionizada por dos horas, y después lavarla con agua deionizada varias veces . 7. Secar la muestra en un horno a 120° C por 0.5 horas .

(D) Celulosa en dimetilformamida (DMF) 1. Agregar 10 gramos de celulosa adentro de 50 mililitros de dimetilformamida (DMF) y calentar a 80-90° C hasta que se disuelvan. Entonces, dejar la solución enfriar, agregar 15 mililitros de H3P04/ y agitar la solución para un mezclado completo. 2. Recubrir con embebido las muestras con la solución anterior (o usar un cepillo de aire) . 3. Secar y estabilizar la muestra a 140° C por 0.5 horas . 4. Activar la muestra en el horno a 170° C por 1 hora. 5. Lavar cabalmente con 0.5 de M de NaOH para remover H3P0 . 6. Empapar la muestra en agua deionizada por dos horas, y después lavar con agua deionizada varias veces . 7. Secar la muestra en un horno a 120° C por 0.5 horas .

E) Celulosa en solución de ZnCl2 1. Agregar 24 mililitros de agua deionizada adentro 66 gramos de ZnCl2, y calentar a 70- 80° C. Cuando se disolvieron, agregar 10 gramos de celulosa adentro de la solución y calentar a 70-80° C hasta que se disuelva de nuevo . 2. Recubrir con embebido las muestras con la solución anterior (o usar un cepillo de aire) . 3. Secar y estabilizar la muestra a 140° C por 0.5 horas . 4. Activar la muestra en el horno a 170° C por 1 hora. 5. Lavar con 0.5 N de NaOH cabalmente para remover el H3P04. 6. Empapar la muestra en agua deionizada por dos horas, y después lavar con agua deionizada varias veces . 7. Secar la muestra en un horno a 120° C por 0.5 horas .

Generalmente hablando, los hornos de aire forzado fueron usados a una temperatura baja (aproximadamente de 110° C) para secar las muestras y después un horno de convección o un horno de tubo (para temperaturas arriba de 200° C) fue usado para activar las muestras. El horno puede correr bajo vacío durante la activación, sí se desea.

EJEMPLO 1 La capacidad para formar un recubrimiento de carbón activado sobre un substrato fue demostrada. El substrato fue una malla polimérica, de ahora en adelante conocida como "Malla Nylon D" y fue tomada de una toalla comercial vendida bajo el nombre de "Scrub & Rub" de Ostrow, Textile, L.L.C. (Rock Hill, Carolina del Sur) . La Malla de JTylon D tiene un patrón hexagonal con aberturas aproximadamente de 2.8 milímetros de ancho y paredes de 1 milímetro. La Figura 2 muestra una fotografía del substrato de malla 110 en contra de un fondo oscuro. El punto de fundido de la malla fue medido para ser de 252° C (dentro del rango normal para el nylon) .

Un rectángulo de 12 pulgadas por 12.5 pulgadas de la malla tiene una masa de 4.3 gramos, dando un peso base de alrededor de 44 gramos por metro cuadrado (gsm) . La malla tiene fibras 112 principalmente orientadas en una primera dirección (dirección longitudinal) 114, ortogonal a la dirección transversal 116. La prueba de tracción fue conducida usando un dispositivo de prueba MTS Alliance RT/l operado con el software TestWorks 4 sobre una computadora PC usando Windows 98. La muestra fue cortada a 1 pulgada de ancho y 5 pulgadas de largo (en la dirección longitudinal de la malla) y probada por propiedades de tracción con una velocidad de cabeza cruzada de 10 pulgadas por minuto y una longitud de calibre de 4 pulgadas.

En la dirección longitudinal, la carga pico media en la falla fue de 6515 gramos de fuerza (desviación estándar fue de 881 gramos de fuerza, con 4 muestras probadas) , con un estirado pico de 42.3% /desviación estándar de 5.25% de estirado) . En la dirección transversal, la carga pico media en la falla fue de 4351 gramos de fuerza (desviación estándar fue de 379 gramos de fuerza, con 5 muestras probadas) , con un estirado pico de 60.4% (desviación estándar de 7.73% de estirado) . La medición del calibre con un dispositivo de prueba Enteco, operando con una carga aplicada de 0.289 libras por pulgada cuadrada y un pie de diámetro de 2.22 pulgadas, fue de 0.44 milímetros.

La muestra fue entonces recubierta con alcohol polivinilo (PVA) del protocolo anterior. En una corrida, fue activada a 170° C por 30 minutos, resultando en un tela de carbón activado permeable, capaz de estirarse, flexible que tiene un nivel agregado de 12%, correspondiendo a 10.7% por peso de recubrimiento de carbón activado (por ejemplo, 89.3% de la masa total de la tela tratada de carbón activado que es el substrato, y de 10.7% que es el agregado recubrimiento que contiene el carbón activado, así que el nivel agregado es 10.7/89.3* 100%=12%) .

La Figura 3 muestra una fotografía de una muestra tratada 120, que comprende una red sólida 122 que define regiones abiertas aisladas 124 a través de las cuales el fluido puede pasar. Algunas de las regiones abiertas 124 son parcialmente ocluidas por hojuelas 126 acopladas a la red sólida 122, que fueron aparentemente formadas del recubrimiento aplicado al substrato. Si se desea, las hojuelas pueden removerse por ulterior tratamiento mecánico, tal como exposición a intenso flujo de aire desde una cuchilla de aire, cepillado, flexionado del tejido conforme dobla alrededor de los rodillos, u otros tratamientos mecánicos.

Las propiedades de tracción de la muestra 120 en la Figura 3 fueron probadas usando una tira de 1 pulgada por 4 pulgadas cortada de un material ligeramente más largo mostrado, con la dirección de 4 pulgadas en la dirección longitudinal (la dirección de más alta resistencia de tracción en la tela original) . La prueba de tracción fue realizada con una velocidad de cabeza cruzada de 10 pulgadas por minuto con un dispositivo de prueba MTS Alliance E.T/1 y una longitud de calibre de 3 pulgadas . La medición para la muestra dio una resistencia de tracción de 2953 gramos de fuerza (gf) , con un estirado pico de 27.8%, y un valor medio de Energía Total Absorbida (TEA) de 121 gramos fuerza por centímetro por centímetro cuadrado. Cuando la muestra no tratada fue cortada a las mismas dimensiones y con la misma orientación, y probada de la misma manera (longitud de calibre de 3 pulgadas, etc.), una sola muestra produjo una resistencia de tracción (carga pico) de 5023 gramos fuerza y un estirado de 32.7%. La tela tratada pareció haberse encogido ligeramente (estimado de 5-10%) con relación a la tela original .

Sobre la base de estas pruebas, parece que la tela de carbón activado retiene alrededor de 60% de su inicial resistencia de tracción y alrededor de 90% de su inicial estirado. Sin embargo, sin importar las propiedades de tracción de las fibras individuales, muy poca fuerza causa significativa deformación del tejido debido a las muy abiertas estructuras de red de la tela.

En una segunda pasada, la malla fue activada a 225° C por 45 minutos. Este tratamiento dañó al substrato.

En una tercera pasada, la malla de nylon D fue tratada con poliacrilonitrilo (PAN) de conformidad con el protocolo dado antes y activado a 225° C por 45 minutos, produciendo una tela de carbón activado con 9.3% de carbón activado. La tela fue relativamente rígida.

En una cuarta pasada, la malla de nylon D fue tratada con celulosa en dimetilformamida (DMP) y activada a 225° C por 45 minutos. La tela fue relativamente rígida.

En una quinta pasada, la malla de nylon D fue recubierta con embebido con la solución de alcohol polivinilo (PVA) y activada al vacío a 183° C, resultando en una malla plegable, capaz de estirarse con 26.7% por peso de recubrimiento de carbón activado.

En una sexta pasada, otra sección de la malla de nylon D fue preparada como en la primera pasada, siendo recubierta con alcohol polivinilo y activada a 170° C. La prueba de tracción con tres muestras (1 pulgada de ancho por 3 pulgadas de largo) para una principal orientación de la malla da una carga pico media en la falla de 5177 gramos de fuerza (desviación estándar de 186.5 gramos), con un estirado pico medio de 43.1% (desviación estándar de 1.40) . La Energía Total Absorbida (TEA) media fue de 318 gramos de fuerza por centímetro por centímetro cuadrado. En la dirección ortogonal, la prueba de las tres muestras dio una carga pico de 3615 grados de fuerza (desviación estándar de 390 gramos de fuerza) , con un estirado pico medio de 43.1% (desviación estándar de 1.8) y una Energía Total Absorbida (TEA) media de 302 gramos de fuerza por centímetro sobre centímetro cuadrado.

EJEMPLO 2 La "Malla de Nylon A" fue tratada con carbón activado de conformidad con la presente invención. La malla de nylon A fue tomada del material de cubierta en una lavadora Squeegee Custom AutoCare, producto 17004 fabricado por Custom Accesories, Inc., de Niles, Illinois. Esta malla tiene una estructura más fina que la malla de nylon D del ejemplo 1, y tiene un peso base de alrededor de 47 gramos por metro cuadrado. El punto de fundido fue aproximadamente de 250° C. La malla fue recubierta con alcohol polivinilo de conformidad con el protocolo anterior de alcohol polivinilo. En una pasada, el recubrimiento fue activado a 170° C por 30 minutos, resultando en una tela de carbón activado permeable, extensible, flexible, que tiene un nivel agregado de 12.1% de carbón activado. El punto de fundido fue aproximadamente de 250° C. La malla fue recubierta con alcohol polivinilo de conformidad con el protocolo de alcohol polivinilo anterior. En una pasada, el recubrimiento fue activado a 170° C por 30 minutos, resultando en una tela de carbón activado permeable, extensible, flexible que tiene 12.1% por peso de carbón activado (13.6% agregado) .

La Figura 4 muestra la resultante tela de carbón activado 120, que tiene dimensiones aproximadamente de 6.8 centímetros por 3.1 centímetros. De izquierda a derecha, hubo 9 aberturas con una longitud de 2.7 centímetros, y aproximadamente 29 filas alternadas de agujeros desde arriba abajo. Las aberturas fueron ligeramente mayores de 2 milímetros de ancho y ligeramente menores de 2 milímetros de alto.

La tela pareció tener buena flexibilidad y durabilidad. Frotar la tela entre los dedos no resultó en visible liberación de partículas negras .

La malla de nylon A fue también tratada con alcohol polivinilo a 225° C por 45 minutos. Este tratamiento causó que el substrato estuviera ligeramente rígido.

EJEMPLO 3 Una muestra fue cortada de una almohadilla para fregar abrasiva de ScotchBrite™, de 3M (de St. Paul, Minnesota) , y tratada con alcohol polivinilo, como se describió antes, a 225° C y 45 minutos. El substrato resultante tiene 16.3% por peso de sólidos de carbón activado (agregado de 19.5%) y fue relativamente áspera. Otra pasada con otra sección de la almohadilla dio un nivel agregado de 12.4%. Otra muestra fue cortada de la almohadilla de ScotchBrite™, cortada y tratada con resina fenólica, como se describió arriba, a 225° C y por 45 minutos. El substrato resultante tiene un nivel agregado de 35% y fue relativamente áspera.

EJEMPLO' 4 Varias pruebas fueron conducidas sobre una tela PGI 5928 disponible de Polymer Group, Inc. (de Mooresville Carolina del Norte) . El PGI 5928 es un tejido no tejido hecho de 100% poliéster (PET) y tiene un peso base nominal de 42 gramos por metro cuadrado (gsm) , un grosor de 0.46 milímetros, y una resistencia de tracción en la dirección a la máquina (MD) de 21 libras por pulgada, una resistencia de tracción en la dirección transversal a la máquina (CD) de 10 libras por pulgada, un alargamiento en la dirección a la máquina (MD) a carga pico de 33%, y un alargamiento en la dirección transversal a la máquina (CD) a carga pico de 76%. La tela fue recubierta con poliacrilonitrilo (PAN) , por el anterior protocolo, y activada a 230° C por 30 minutos al vacio, produciendo una tela con un nivel agregado de 46.4%. El recubrimiento tiene un color dorado bronce más que el típico color negro del carbón activado.

Otra muestra (muestra -A) de la tela fue recubierta con alcohol polivinilo, por el anterior protocolo y activada a 230° C por 30 minutos al vacio, produciendo una tela con un nivel agregado de 61.6%.

Otra muestra (muestra 4-B) de la tela fue tratada con alcohol polivinilo y activada a 170° C por 60 minutos, dando a la tela con un nivel agregado de 52%.

Aún otra muestra de la tela (muestra 4-C) fue recubierta con alcohol polivinilo, por el anterior protocolo, y activada a 170° C por 30 minutos, seguido por 2 minutos de lavado con un contenido de ácido residual de 0.5%. La tela resultante fue negra y tiene un nivel agregado de 55.8%. La tela mostró buena flexibilidad y durabilidad. El frotar la tela con la piel no resultó en hojuelas o polvo negro que saliera de la tela. En una prueba relacionada, una similar muestra fue lavada por solamente 1 minuto y tiene un medido contenido de ácido residual de 12% y un nivel agregado de 55.8%. El lavar una muestra similar por 75 segundos resultó en un contenido de ácido residual de 6.1%.

Otra muestra de la tela (muestra 4-?)· fue recubierta con celulosa en dimetilformamida (D F) , por el anterior protocolo, y activada a 230° C por 30 minutos al vacio, produciendo una tela con 47.5% de nivel agregado con un color negro y un matiz dorado bronce.

Otra muestra de la tela (muestra 4-E) fue tratada con resina fenólica y activada a 170° C por 60 minutos, produciendo una tela relativamente rígida.

Otra muestra de la tela (muestra 4-F) fue tratada con una solución de celulosa en dimetilformamida (DMF) , como se describió arriba, a 170° C por 60 minutos. La tela resultante fue flexible y tiene un nivel agregado de 109%.

EJEMPLO 5 Una parte de espuma reticulada de "trabajo pesado" fue aplicada con carbón activado . La espuma fue tomada de un compuesto de espuma de esponja distribuida por EGL Homecare de Essex, Inglaterra, bajo el nombre de Fairy™ Flipper Combinación General para todo Propósito de Esponja para la Cocina. La parte de esponja fue cortada del producto y tratada con poliacrilonitrilo (PAN) y activada a 275° C por 45 minutos.

El substrato resultante fue negro y tiene un nivel agregado de 23.8%. El material fue relativamente rígido y algunas celdas que previamente habían sido abiertas en la espuma fueron ocluidas por la película negra.

En otra pasada, la espuma fue tratada con alcohol polivinilo bajo las mismas condiciones de activación, produciendo una espuma con 26.6% de carbón activado (nivel agregado de 36.4%) . El substrato resultante fue relativamente rígido.

EJEMPLO 6 Convencionales medias de nylon fueron recubiertas con poliacrilonitrilo (PAN) y activadas a 170° C por 30 minutos, produciendo un material relativamente rígido.

EJEMPLO 7 La cubierta abrasiva de la almohadilla de limpieza ScotchBrite™ Doble® (fabricada por 3M (de Saint Paul, Minnesota)) fue recubierta con carbón activado. El substrato tiene un punto de fundido de 248° C. El substrato fue tratado con resina fenólica y activado a 225° C por 45 minutos, resultando en un nivel agregado de 38%. El substrato fue relativamente rígido.

El mismo substrato fue también tratado con poliacrilonitrilo (PAN) con las mismas condiciones de activación, resultando en un nivel agregado de 7.5%. El substrato fue relativamente rígido.

El mismo substrato fue también tratado con alcohol polivinilo en las mismas condiciones de activación, resultando en un nivel agregado de 4%. El substrato fue relativamente rígido.

EJEMPLO 8 Una camiseta de algodón fue cortada en muestras rectangulares y recubierta con poliacrilonitrilo (PAN) , por el mismo anterior protocolo, y activada a 250° C por 45 minutos. El substrato resultante fue negro y relativamente rígido. El substrato prontamente no estiró bajo ligera carga. Después de jalar gentilmente al substrato a mano, muchos de los adyacentes elementos tejidos fueron separados sin causar que las piezas del carbón activado cayeran. Como resultado, el substrato se volvió elásticamente extensible. Cuando se jaló, luz prontamente brilló a través del substrato. Sin embargo, la tensión liberada permitió a la tela el contraerse de nuevo y regresar a su alta opacidad.

El substrato también fue tratado con alcohol polivinilo en una pasada y resina fenólica en otra en las mismas condiciones de activación. Los substratos resultantes fueron relativamente rígidos .

El substrato también fue tratado con celulosa en dimetilformamida (DMF) en las mismas condiciones de activación. Los substratos resultantes fueron relativamente flexibles .

EJEMPLO 9 Una muestra soplada con fusión de la fibra Dow Questra™ (punto de fundido de 264° C) , proporcionada por Dow, Inc., fue tratada con alcohol polivinilo por el anterior protocolo y calentado a 240° C por 45 minutos. El substrato resultante fue negro y tiene un nivel agregado de 73.3%. El substrato fue ligeramente rígido.

EJEMPLO 10 Un tejido soplado con fusión formado de polibutileno tereftalato (PBT) fue proporcionado que tiene un peso base de alrededor de 40 gramos por metro cuadrado (gsm) . El substrato fue recubierto con la solución de celulosa en dimetilformamida (DMF) , como se describió arriba, y activado a 195° C por 45 minutos. El substrato resultante fue relativamente flexible y tiene un nivel agregado de 61.3%. El substrato no tiene aberturas suficientes para permitir a la luz el prontamente pasar a través de la muestra, pero parece sustancialmente opaco.

Otra muestra fue tratada bajo similares condiciones, pero con un nivel agregado de 122%. Las muestras fueron también tratadas con alcohol polivinilo, poliacrilonitrilo, y resinas fenólicas bajo las mismas condiciones de activación (195° C por 45 minutos) , produciendo telas que fueron relativamente rígidas .

EJEMPLO 11 La tela soplada con fusión de tereftalato de polietileno (PET) PGI 5928 del ejemplo 4 fue recubierta con alcohol polivinilo y activada a 230° C por 30 minutos al vacío, siguiendo el procedimiento usado por la muestra -A en el ejemplo 4, pero con ligeramente menos recubrimiento agregado, dando a la muestra con un nivel agregado de 43.9%. La muestra fue relativamente rígida.

EJEMPLO 12 Una cubierta abrasiva azul metalizada fue tomada de la almohadilla para fregar para todos los propósitos Spontex® Flash, la cual está disponible de Spontex, Inc., de Columbra, Tennessee. El substrato fue tratado con poliacrilonitrilo (PAN) de conformidad con el anterior protocolo, excepto que el pliacrilonitrilo fue aplicado usando un cepillo de aire y activado a 225° C por 45 minutos. El substrato resultante fue negro y coloreado bronce y tiene un nivel agregado de 4.6%. Las partes previamente metalizadas azul tienden a prontamente descascararse, produciendo hojuelas que son metálicas (aparentemente contienen aluminio) en un lado y negro oscuro en el otro lado.

En otra pasada, el substrato (la cubierta de Spontex®) fue recubierta con alcohol polivinilo por cepillo de aire y activada a 225° C por 45 minutos, resultando en un substrato que tiene un nivel agregado de 6.4% con buena integridad.

En otra pasada, el substrato fue recubierto con resina fenólica y activada a 225° C por 45 minutos, resultando en un substrato que tiene un nivel agregado de 33%. El substrato fue relativamente rígido.

EJEMPLO 13 Fue proporcionada una esterilla colocada por aire que comprende 92% por peso de fibras de madera suave kraft blanqueadas y alrededor de 8% por peso de fibras bi-componentes aglutinantes (vaina de polietileno/núcleo de poliéster) . La esterilla tiene un peso base de alrededor de 95 gramos por metro cuadrado. El substrato fue recubierto con alcohol polivinilo por el protocolo anterior, excepto que el alcohol polivinilo fue aplicado usando un cepillo de aire y activado a 200° C por 30 minutos, produciendo un substrato colocado por aire flexible, voluminoso que tiene un nivel agregado de alrededor de 8.7%. Muchas partes de la esterilla negra resultante parecieron tener excelente penetración de la solución antes de la activación de tal forma que las partes internas de la esterilla exhibieron fibras negras así como las partes exteriores. La esterilla mantuvo buena porosidad y permitió a la luz el pasar a través de numerosos poros cuando se vio en contra de una brillante fuente de luz.

La permeabilidad del aire fue medida con un dispositivo de Permeabilidad del Aire FX 3300 fabricado por Textest AG (Zurich, Suiza) , fijado a una presión de 125 paséales con una abertura de 7 centímetros dé diámetro. En la prueba, más que colocar el substrato directamente sobre la abertura y arriesgar la remota posibilidad de que partículas perdidas entren en la cámara al vacío del dispositivo, el substrato fue a su vez probado como si descansara sobre dos capas de un tisú de un solo estrato (toalla de mano Scott®) . Las dos capas de tisú sobre impuestas fueron probadas por permeabilidad y dieron una lectura de 73.3 pies cúbicos por minuto (cfm) . Cuando el substrato fue colocado sobre el tisú, la permeabilidad medida del substrato y las capas de tisú fue de 52.4 pies cúbicos por minuto (cfm). Cuando el substrato fue removido y una tercera capa de tisú añadida, en vez, las tres capas de tisú dieron una permeabilidad del aire de 50.9 pies cúbicos por minuto (cfm) , que sugiere que la permeabilidad del aire del substrato fue mayor de aquella de una sola capa de tisú. Una sola capa de tisú tiene una permeabilidad de aire de 142 pies cúbicos por minuto (cfm) .

Una similar esterilla colocada por aire fue tratada con un más alto nivel de recubrimiento aplicado (de alcohol polivinilo) y activada a 170° C por 30 minutos, resultando en un nivel agregado de 19.9%. La esterilla fue ligeramente rígida. Una similar esterilla fue tratada bajo las mismas condiciones pero con menos recubrimiento, resultando en un nivel agregado de 8.5% y una esterilla relativamente flexible. En otra pasada, un te ido colocado por aire tratado con alcohol polivinilo fue activado a 260° C por 30 minutos, resultando en un tejido relativamente rígido que tiene un nivel agregado de 7.9%.

EJEMPLO 14 Una esterilla de fibra de vidrio no tejido Dura- Glass 7529 (disponible de Johns Manville) hecha de un material de vidrio E fue tratada con carbón activado. El Dura-Glass 7529 tiene un peso base de 90 gramos por metro cuadrado e incluye fibras con un diámetro nominal de fibra de 10 mieras. El substrato tiene un grosor de 0.7 milímetros, una resistencia de tracción en la dirección a la máquina (MD) mayor de 100 libras por 3 pulgadas, una resistencia de tracción en la dirección transversal a la máquina (CD) mayor de 100 libras por 3 pulgadas, y una permeabilidad al aire de 575 pies cúbicos por minuto (cfm) por pies cuadrados.

La esterilla de vidrio fue recubierta con el recubrimiento fenólico por el protocolo anterior, y activada a 350°C por 30 minutos, produciendo un substrato con un nivel agregado de 116%. El substrato permitió una luz de pasar a través de numerosas regiones de bajo peso base que no fueron ocluidas por el recubrimiento, manteniendo buena porosidad y permeabilidad. La permeabilidad del aire fue medida de la misma manera descrita arriba en el ejemplo 13. El substrato con base de fibra de vidrio, cuando se coloca sobre dos capas de tisú, da una permeabilidad de aire agregado de 55.4 pies cúbicos por minuto. Cuando el substrato fue colocado sobre una sola capa de tisú, la permeabilidad de aire agregado fue de 85.4 pies cúbicos por minuto, lo que sugiere que la permeabilidad del aire agregado del substrato fue sustancialmente mayor que aquella de una sola capa de tisú. Una muestra relacionada fue preparada usando celulosa con cloruro de zinc para recubrir la fibra de vidrio, activada a 350° C por 30 minutos, produciendo una tela con 50.5% de carbón (sobre 100% de agregado) . Otra muestra relacionada fue preparada usando pliacrilonitrilo también bajo las mismas condiciones de activación, produciendo una tela con 27% de sólidos agregados (37% agregado) .

EJEMPLO 15 Un tejido polimérico, denominado malla de nylon B, fue tomado de una material de cubierta de la almohadilla de jabón para fregar de nylon de la Arden Companies, de Southfield, Michigan, producto M6030. La malla de nylon B fue tratada con alcohol polivinxlo y activada a 170° C por 30 minutos . El tratamiento con poliacrilonitrilo seguido por la activación a 225° C por 45 minutos, produciendo un substrato ligeramente rígido con un nivel agregado de 1%.

EJEMPLO 16 Un material abrasivo polimérico fibroso de alto volumen fue tomado de un fregador de tinas y mosaicos de trabajo ligero Quickie®, número de producto 205 de la Quickie Manufacturing Corporation (de Cinnaminson, Nueva Jersey) . El blanco material polimérico tiene un aparente punto de fundido de 212° C. El substrato fue recubierto con alcohol polivinxlo, por el protocolo anterior, y activado a 185° C por 45 minutos, produciendo un material altamente poroso con un nivel agregado de 22.5%. El substrato fue ligeramente rígido y tiene agrupamientos de carbón activado a lo largo de las fibras. Un similar experimento pero usando recubrimiento de resina fenólica dio un nivel agregado de 46.2%. Otra similar pasada fue ejecutada pero con un recubrimiento de poliacrilonitrilo, produciendo un carbón activado con 11% por peso agregado de recubrimiento de carbón activado.

EJEMPLO 17 Para ilustrar la capacidad de la presente invención de crear telas de carbón activado heterogéneas que tienen patrones no uniformes de carbón activado o patrones de dos o más tipos de carbón activado sobre un solo substrato, una tela de tereftalato de polietileno (PET) como se describió en el ejemplo 4 (la tela PGI 5928 fue tratada con ambas soluciones de poliacrilonitrilo y alcohol polivinilo de conformidad con los protocolos B y C anteriores) . La aplicación fue por pintado rociado, con alguna aplicación por brocha a mano para ajustar los patrones. En un primer ejemplo, un arreglo alternado de circuios de escasamente 1 pulgada de las áreas tratadas fue colocado sobre una sección de 8 pulgadas por 11 pulgadas de la tela de tereftalato de polietileno (PET) . El resultado fue de alrededor de 50% de la tela siendo cubierta con regiones tratadas. La tela fue activada a 170° C por 30 minutos, produciendo circuios negros para las regiones tratadas con alcohol polivinilo y círculos dorados para las regiones tratadas con pliacrilonitrilo en esta muestra (Muestra 1) , en un arreglo alternado que tiene un total de alrededor de 22% por peso de sólidos de carbón activado agregado, con un fondo blanco que corresponde a las regiones sin tratar alrededor de los circuios tratados . La Figura 5 es una imagen en escala gris de la muestra tratada 120, mostrando las regiones coloreadas doradas 142 que corresponden al tratamiento de poliacrilonitrilo (PAN) , las regiones negras 144 que corresponden al tratamiento de alcohol polivinilo (PVA) , y las regiones blancas sin tratar 146.

Una segunda sección de 8 pulgadas por 11 pulgadas de la tela de tereftalato de polietileno (PET) fue tratada de la misma manera pero con tiras alternantes de regiones tratadas con alcohol polivinilo y tratadas con poliacrilonitrilo. Después de la activación bajo las mismas condiciones de la Muestra 1, la muestra (Muestra 2) exhibió bandas alternantes que corresponden a regiones negras y doradas, respectivamente, a las regiones tratadas con alcohol polivinilo y tratadas con poliacrilonitrilo. La figura 6 es una imagen en escala de grises de la muestra tratada 120, mostrando las regiones coloreadas de dorado 142 que corresponden al tratamiento de poliacrilonitrilo (PAN) , las regiones negras 144 que corresponden al tratamiento de alcohol polivinilo (PVA) , y regiones de doble tratamiento 148 donde ambas soluciones de alcohol polivinilo y de poliacrilonitrilo han sido aplicadas (regiones de traslapado) .

EJEMPLO 18 Una tela de carbón activada fue preparada de 150 gramos por metro cuadrado de malla extrudida de acetato vinilo etileno (EVA) que tiene un grosor de 0.5 milímetros y aproximadamente 50% de área abierta con agujeros redondos de alrededor de 0.5 milímetros de diámetro arreglados en un arreglo bilateral alternado. El tejido tiene similares propiedades elásticas a un caucho convencional. La malla fue recubierta con embebido con alcohol polivinilo y activada a 170° C por 30 minutos, cambiando el color inicial blanco de la malla a negro del recubrimiento de carbón activado. La malla mantiene una característica elástica, capaz de estirarse.

RESULTADOS DE LAS PRUEBAS PARA LOS EJEMPLOS Como se indicó arriba, fue demostrada la capacidad de formar substratos con un recubrimiento de carbón activado durable. En muchas instancias, los substratos de carbón activado resultantes fueron también relativamente flexibles. Sin embargo, aún para los substratos que parecen ser relativamente rígidos, debe entenderse que la flexibilidad puede ser prontamente impartida al variar la temperatura de activación, el período de tiempo de activación, el nivel agregado, el tipo de material polimérico y/o el agente de activación, así como otros parámetros descritos arriba.

Para algunos de los ejemplos arriba, la capacidad del carbón activado de reducir el olor fue también probada. Específicamente, la reducción de olor fue medida usando un "Cromatógrafo de Gas de Cabeza" , el cual es descrito en detalle a continuación.

Cromatógrafo de Gas de Cabeza La prueba de adsorción fue hecha con un procedimiento de cromatografía de gas de cabeza (cabeza GC) para medir la cantidad de un compuesto oloroso removido de la fase de gas por materiales de carbón activado. La prueba de cabeza GC fue realizada sobre un cromatógrafo de gas serie II de Agilent Technologies 5890, con un probador de cabeza Agilent Technology 7694 (de Agilent Technologies, de Waldbronn, Alemania) . El helio fue usado como el gas transportador (presión de la lumbrera de inyección: 12.7 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica (psig) ; presión vial de la cabeza: 15.8 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica (psig) ; presión de la linea de suministro es de 60 libras por pulgada cuadrada sobre la presión atmosférica (psig) ) . Para el amoniaco (NH3) fue usado un HayeSep P de columna de acero inoxidable (de Alteen Associates, Inc., de Deerfield, Illinois) que tiene una malla 60/80, una longitud de 8 pies, y un diámetro exterior de 1/8 de pulgada. Para la trietilamina (TEA) , trimetilamina (TMA) , dimetildisulfuro (DMDS) , y etil mecaptano, una columna DB-624 (de J&W Scientific, Inc., de Folsom, California) fue usada que tiene una longitud de 30 metros, un diámetro interno de 0.25 milímetros, y una película de 1.4 mieras.

Los parámetros de operación para la cabeza GC, como una función del agente odorífico a probarse, son mostrados abajo en la Tabla 1: Tabla 1. Parámetros de Operación para el Dispositivo GC de Espacio Superior El procedimiento de prueba involucró colocar alrededor de 0.14 gramos de material de carbón activado (a menos de que especifique de otra manera) dentro de un recipiente de espacio superior de 20 centímetros cúbicos. La cantidad de muestra puede ser ajustada para mantener la medición dentro del rango del instrumento para una mejor exactitud. Usando una jeringa, también fue colocada una parte alícuota de un agente odorífero en el recipiente, tomando cuidado de no permitir que el líquido y el carbón activado hagan contacto. El recipiente fue entonces sellado con la tapa y una barrera y se colocó en un horno GC de espacio superior a una temperatura de 37° C. Después de 10 minutos, una aguja hueca fue insertada a través de la barrera y adentro del recipiente. Una muestra de 1 centímetro cúbico del espacio superior (aire dentro del recipiente) fue entonces inyectada dentro del GC de espacio superior. Inicialmente, un recipiente de control con sólo la parte alícuota de agente odorífero (sin carbón activado) fue probado para definir 0% de adsorción de agente odorífero. Para calcular la cantidad de agente odorífero de espacio superior removido por el carbón activado, el área pico para el agente odorífero del recipiente con carbón activado es comparada el área pico del recipiente de control de agente odorífero (sin carbón activado) .

Usando la prueba antes mencionada, la reducción de olor de las muestras formadas en los ejemplos 3-4, 11-12, y 14-16 fueron probadas. Los resultados se establecen abajo: Tabla 2. Resultados de Cromatografía de Gas de Espacio Superior: Adsorción de Amoniaco Muestra Tiempo Área mg/g % Masa mg/g Carbón Ret (min) (cuentas) Tela Removido de a.c. Masa (g) Tela (g) Control 6uL NH3-Control 1 1.224 1.30E+06 SuL NH3-Control 2 1.217 1.46E+06 N/A 6uL NH3-Control 3 1.213 1.48E+06 Promedio 1.218 1.41E+06 Desviación Estándar 0.006 9.87E+4 E-Vidrio Celulosa, 50.5% carbón (Ejemplo 14) Rep 1 1.309 2.48E+05 17.2 82.45% 0.0718 34.1 0.0363 Rep 2 1.289 3.60E+05 16.5 74.53% 0.0679 32.06 0.0343 Promedio 1.299 3.04E+05 16.8 78.49% 0.0699 33.4 0.0353 Desviación Estándar 0.014 7.92E+04 0.54 5,60% 0.0028 0.8 0.0014 PET w/PVA; activado 230 C/30 min/vacío/38.1% carbón (Ejemplo 4) Rep 1 - Probado como es 1.437 2.62E+04 16.1 98.15% 0.0914 42 0.0347 Rep 2 - secado 1 hora @ 1.426 2.82E+04 16.3 98.00% 0.0902 43 0.0343 100C Promedio 1.432 2.72E+04 16.2 98.08% 0.0908 43 0.0345 Desviación Estándar 0.008 1.41E+03 0.13 0.10% 0.00 0.35 0.0003 PET w/PVA; activado 230 C/30 min/vacío/30.5% carbón en hoja (Ejemplo 11) Rep 1 - Probado como es 3.886 9.23E+05 5.7 34.69% 0.0907 18.8 0.0277 Rep 2 - seco @ 100C/1 3.880 1.56E+06 NA NA 0.0893 NA 0.0272 hora Tabla 3. Resultados de Cromatografía de Gas de Espacio Superior: Adsorción de Amoniaco Muestra Tiempo Área mg/g % Masa mg/g Carbón Ret (min) (cuentas) Tela Removido de a.c. Masa (g) Tela (g) Control 6uL NH3-Control 1 1.216 1.27E+06 SuL H3-Control 2 1.209 1.44E+06 N/A 5uL HH3-Control 3 1.210 1.41E+06 Promedio 1.212 1.37E+06 Desviación Estándar 0.004 9.07E+04 Scotch Brite PVA w/ H3P04, 11% (Ejemplo 3) Muestra 2 - Rep 1 1.256 5.87E+05 6.16 57.26% 0.1395 37.8 0.0227 Muestra 2 - Rep 2 1.257 5.42E+05 6.51 60.53% 0.1394 40.0 0.0227 Promedio 1.257 5.65E+05 6.34 58.90% 0.1395 38.9 0.0227 Desviación Estándar 0.001 3.18E+04 0.25 2.32% 0.0001 1.55 0 E-Vidrio Celulosa, 50.5% carbón (Ejemplo 14) Muestra 3 - Rep 1 1.324 1.83E+05 9.35 86.67% 0.1391 18.7 0.0696 Muestra 3 - Rep 2 1.338 1.42E+05 9.41 89.66% 0.1429 18.8 0.0715 Promedio 1.331 1.63E+05 9.38 88.17% 0.1410 18.8 0.0705 Desviación Estándar 0.010 2.90E+04 0.05 2.11% 0.0027 0.09 0.0013 Spontex Flash PVA w/ H3P04 (Ejemplo 12) Muestra 6 - Rep 1 1.240 7.51E+05 4.8 45.32% 0.1422 79.7 0.0085 Muestra 6 - Rep 2 1.266 4.99E+05 6.7 63.67% 0.1418 112.2 0.0085 Pr4omedio 1.253 6.25E+05 5.8 54.49% 0.1420 95.9 0.0085 Desviación Estándar 0.018 1.78E+05 1.38 12.98% 0.0003 23.03 0 Resultados de Cromatografía de Gas de Espacio Superior: Adsorción de DMDS Tabla 5A. Resultados de Cromatografía de Gas de Espacio Superior: Adsorción de DMDS Muestra Tiempo Área mg/g % Masa mg/g Carbón Ret (min) (cuentas) Tela Removido de a. c . Masa (g) Tela (g) Control 3.6uL NH3-Control 1 3.888 6.04E+06 3.6uL NH3-Control 2 3.889 6.06E+06 N/A. 3.6uL NH3-Control 3 3.892 6.11E+06 Promedio 3.890 6.07E+06 Desviación Estándar 0.002 3.61E+04 Capa de fregar a fenólico w/ ZnC12, 31.6% (Kjemplo 16) Muestra 1 - ep 1 3.890 4.99E+06 4.7 17.79% 0.1420 14.9 0.0449 Muestra 1 - Rep 2 3.893 4.40E+06 7.5 27.51% 0.1387 23.7 0.0438 Promedio 3.892 4.70E+06 6.1 22.65% 0.1404 19.3 0.0444 Desviación Estándar 0.002 4.17E+05 1.9 6.87% 0.0023 6.2 0.0007 Scotch Brite PVA w/ H3P04, 11% (Ejemplo 3) Muestra 2 - Rep 1 3.898 3.34E+06 12.3 44.98% 0.1384 75.2 0.0226 Muestra 2 - Rep 2 3.900 3.17E+0S 12.8 47.78% 0.1405 78.6 0.0229 Promedio 3.899 3.26E+06 12.5 46.38% 0.1395 76.9 0.0227 Desviación Estándar 0.001 1.20E+05 0.4 1.98% 0.0015 2.5 0.0002 E-Vidrio Celulosa, 50.5% carbón (Ejemplo 14) Muestra 3 - Rep 1 3.920 7.12E+04 26.6 98.83% 0.1401 52.7 0.0708 Muestra 3 - Rep 2 3.921 7.44E+04 26.6 98.77% 0.1398 52.7 0.0706 Promedio 3.921 7.28E+04 26.6 98.80% 0.1400 52.7 0.0707 Desviación Estándar 0.001 2.26E+03 0.0 0.04% 0.0002 0.1 0.0001 E-Vidrio PAN / ZnC12, (Ejemplo 14) Muestra 4 - Rep 1 3.909 1.44E+06 20.1 76.28% 0.1433 74.3 0.0387 Muestra 4 - Rep 2 3.909 1.88E+06 18.2 69.03% 0.1430 67.4 0.0386 Promedio 3.909 1. S6E+0S 19.1 72.65% 0.1432 70.9 0.0387 Desviación Estándar 0.00D 3.11E+05 1.3 5.13% 0.0002 4.9 0.0001 E-Vidrio PAN w/ ZnC12 £ DMF (Ejemplo 14) Muestra 5 - Rep 1 3.895 4.31E+0+ 8.0 29.00% 0.1370 28.5 0.0384 Muestra 5 - Rep 2 3.900 3.19E+06 12.7 47.45% 0.1405 45.5 0.0393 Promedio 3.898 3.75E+06 10.4 38.22% 0.1388 37.1 0.0389 Desviación Estándar 0.003 7.92E+05 3.4 13.05% 0.0025 12.0 0.0007 Tabla 5B. Resultados de Cromatografía de Gas de Espacio Superior: Adsorción de DMDS .La Tabla 2 muestra los resultados de cromatografía de gas de espacio superior para la adsorción de amoniaco por materiales de los Ejemplos 4, 11 y 14 indicados arriba. La primera columna muestra la muestra que está siendo probada. La segunda- columna es el área (cuentas * segundos) . Los resultados de calibración están mostrados para tres corridas de control consistiendo de 6 microlitros de 28% de solución de amoniaco. El área promedio, 1.41E+06, es proporcional a la cantidad de amoniaco usada en la prueba (6 microlitros) . Cuando el amoniaco es adsorbido por los materiales adsorbentes, el área medida para la misma cantidad inicial de amoniaco colocada en el aparato de prueba se disminuirá. Para las corridas de prueba con materiales de carbón activado, la cuarta columna muestra el por ciento removido del olor, calculado como: % removido = (área media de los controles - área de la corrida en cuestión) /área media de los controles * 100% La cantidad absoluta removida es el por ciento removido multiplicado por la cantidad de olor inyectado en el cual fue de 1.5 gramos . La cantidad absoluta removida dividida por la masa de muestra de tela es dada en la tercera columna como "tela mg/g" . Cuando la cantidad removida es dividida por la masa de recubrimiento de carbón activado sobre la tela, el resultado es miligramos de masa de carbón activado/adsorbido oloroso, dada bajo el encabezado "mg/g a.c." en la sexta columna. Por ejemplo, en la Tabla 2, la repetición 1 ("Rep. 1") de la tela de carbón activado del ejemplo 14 se hizo de una tela E-vidrio recubierta con celulosa y convertida químicamente a material de carbón activado. La muestra fue probada mediante el colocar 0.0718 gramos de la tela en el dispositivo de prueba, teniendo 0.363 gramos de recubrimiento de carbón activado. Cuando fueron inyectados 6 microlitros de amoniaco, la curva cromatográfica medida tuvo un área de 2.48E+05. El área media de las tres corridas de control fue de 1.41E+06. El porcentaje de los 6 microlitros de amoniaco removidos por la muestra es (1.41E+06 - 2.48E+05) /l .41E+06 * 100% = 82.4%. El valor mg/g a.c. es 0.824*1.5 mg/36.3 mg = 34.1 mg/g a.c.

La Tabla 3 muestra la prueba adicional para los materiales de los Ejemplos 3, 12 y 14. De los resultados de la adsorción de amoniaco, aquellos para PET tratado con PVA mostraron la remoción más alta de amoniaco, con alrededor de 98% de remoción siendo observada. Sin embargo, el Ejemplo 12, con relativamente poco carbón activado (0.0085 g de carbón activado en las muestras de 0.14 gramos - vea las columnas marcadas "Masa de Carbón" y "Masa de Tela" ) , dieron la adsorción más alta en términos de mg de amoniaco adsorbidos por gramo de material de carbón activado, con una media de alrededor de 96 mg/g a.c.

La Tabla 4 muestra los resultados de prueba para la adsorción de DMDS por materiales de los Ejemplos 4, 11 y 14 así como los gránulos de carbón activado comercialmente disponibles en la forma de carbón activado Calgon GC 40 x 1, 000 comercializado por Calgon Carbón, Inc. (Pittsburg, PA) . Los datos para los gránulos de carbón activado comercial mostraron un nivel inusualmente alto de adsorción debido a la cantidad mucho más pequeña de carbón activado que fue empleada en la prueba. Otras pruebas relacionadas con cantidades mayores de gránulos de carbón activados son esperadas para dar niveles de adsorción de alrededor de 100 a 150 mg/g para los granulos de carbón activado comerciales .

Las Tablas 5A y 5B, respectivamente muestran resultados adicionales de prueba GC de espacio superior para la adsorción de DMDS por materiales de los Ejemplos 3, 14 y 16. La fibra de vidrio tratada con celulosa del Ejemplo 14 y la almohadilla de fregado comercial tratada con PVA (Ejemplo 3) dieron los niveles más altos de adsorción.

Deberá reconocerse que la estructura de poro y la química de superficie de cualquiera de las clases de material de carbón activado o de una tela de carbón activado o de una tela de carbón activado puede no ser adecuada para todos los olores, y una baja adsorción de uno o más olores puede ser compensada en la práctica comercial por una adsorción excelente de otros olores o por otros beneficios tal como una resistencia, durabilidad o flexibilidad mejoradas.

Aún cuando la invención se ha descrito en detalle con respecto a las incorporaciones específicas de la misma, se apreciará por aquellos expertos en el arte al obtener un entendimiento de lo anterior, que pueden fácilmente concebirse alteraciones, variaciones y equivalentes de éstas incorporaciones. Por tanto, el alcance de la presente invención deberá evaluarse como aquel de las cláusulas anexas y cualquier equivalentes de las mismas .

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un substrato flexible que es aplicado con un recubrimiento de carbón activado, dicho recubrimiento de carbón activado es formado de un material polimérico y un agente de activación calentado a una temperatura de activación de desde alrededor de 100° C a alrededor de 300° C, en donde el substrato flexible contiene un componente estirable que, con la aplicación de una fuerza, es estirable a una longitud estirada y presionada que es por lo menos de alrededor de 120% de su longitud no estirada.

2. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el componente estirable incluye un polímero elastomérico .

3. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque el punto de suavizamiento de dicho polímero elastomérico es mayor que dicha temperatura de activación.

4. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque dicho polímero elastomérico es seleccionado del grupo que consiste de fluoropolímeros ; perfluoropolimeros ; polímeros de nitrilo altamente saturados; polímeros de etileno vinil acetato; polímeros de sílicona; elastorneros de poliacrilato; y combinaciones de las mismas .

5. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque el polímero elastomérico está contenido dentro de un laminado elástico.

6. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 5, caracterizado porque dicho laminado elástico es seleccionado del grupo que consiste de laminados estrechados y unidos, laminados estirados y unidos, laminados estrechados-estirados y unidos, y combinaciones de los mismos.

7. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho componente estirable contiene una malla polimérica.

8. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 7, caracterizado porque la malla polimérica es seleccionada del grupo que consiste de mallas de poliéster, mallas de nylon y combinaciones de las mismas.

9. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho material polimérico es seleccionado del grupo que consiste de poliacrilonitrilo, resinas fenólicas, etileno vinil acetato o copolímeros de los mismos, alcohol de polivinilo, celulosa u otros polisacaridos naturales o sintéticos, derivados de celulosa u otros derivados de polisacarido, poliestireno, polipropileno, cloruro de polivinilo, polimetacrilatos , ácidos polimetacrílieos , ácido poliláctico, y combinaciones de los mismos .

10. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho agente de activación comprende un compuesto seleccionado del grupo que consiste de ácidos, haluros de metal, hidróxidos y combinaciones de los mismos .

11. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el material polimérico y dicho agente de activación son calentados a una temperatura de desde alrededor de 170° C a alrededor de 300° C.

12. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho substrato contiene una tela no tejida.

13. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el nivel de agregado de dicho recubrimiento de carbón activado es de desde alrededor de 5% a alrededor de 50% de la masa de dicho substrato .

14. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho recubrimiento de carbón activado es aplicado en un patrón preseleccionado sobre una primera superficie de dicho substrato.

15. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho recubrimiento de carbón activado comprende menos de 100% de por lo menos una superficie de dicho substrato.

16. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho recubrimiento de carbón activado comprende de desde alrededor de 20% a alrededor de 60% de por lo menos una superficie de dicho substrato .

17. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho substrato tiene un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 0.1 micrómetros a alrededor de 10 micrómetros.

18. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque dicho substrato tiene un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 0.3 micrómetros a alrededor de 5 micrómetros .

19. Un substrato flexible que es aplicado con un recubrimiento de carbón activado, dicho recubrimiento de carbón activado estando formado de un material polimérico y un agente de activación calentado a una temperatura de activación de desde alrededor de 170° C a alrededor de 300° C, en donde el nivel de agregado de dicho recubrimiento de carbón activado es de desde alrededor de 5% a alrededor de 50% de la masa de dicho substrato, en donde el substrato flexible contiene un componente estirable que, con la aplicación de una fuerza, es estirado a una longitud presionada y estirada que es de por lo menos de 120% de su longitud no estirada, dicho substrato tiene un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 0.1 micrómetros a alrededor de 10 micrómetros.

20. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 19, caracterizado porque el componente estirable incluye un polímero elastomérico.

21. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizado porque el punto de suavizamiento de dicho polímero elastomérico es mayor que dicha temperatura de activación.

22. Un substrato flexible tal y como se reivindica en la cláusula 19, caracterizado porque dicho substrato tiene un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 0.3 micrómetros a alrededor de 5 micrómetros .

23. Un método para formar un substrato flexible, dicho método comprende: proporcionar un substrato que tiene una primera superficie y una segunda superficie, en donde el substrato flexible contiene un componente estirable que, con la aplicación de una fuerza es estirado a una longitud presionada y estirada que es de por lo menos de alrededor de 120% de su longitud no estirada; aplicar un material polimérico y un agente de activación a dicha primera superficie de dicho substrato; y calentar dicho material polimérico y dicho agente de activación a una temperatura de activación de desde alrededor de 100° C a alrededor de 300° C para formar un recubrimiento de carbón activado.

2 . Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque el componente estirable incluye un polímero elastomérico .

25. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 24, caracterizado porque el punto de suavizamiento de dicho polímero elastomérico es mayor que dicha temperatura de activación.

26. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23 , caracterizado porque dicho componente estirable contiene una malla polimérica.

27. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho material polimerico es seleccionado del grupo que consiste de poliacrilonitrilo, resinas fenólicas, etileno vinil acetato o copolímeros de los mismos, alcohol de polivinilo, celulosa u otros polisacaridos naturales o sintéticos, derivados de celulosa u otros derivados de polisacarido, poliestireno, polipropileno, cloruro de polivinilo, polimetacrilatos, ácidos polimetacrílieos , ácido poliláctico, y combinaciones de los mismos.

28. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho agente de activación es seleccionado del grupo que consiste de ácidos, haluros de metal, hidróxidos y combinaciones de los mismos.

29. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho material polimerico y dicho agente de activación son calentados a una temperatura de desde alrededor de 170° C a alrededor de 300° C.

30. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23 , caracterizado porque el nivel agregado de dicho recubrimiento de carbón activado es de desde alrededor de 5% a alrededor de 50% de la masa de dicho substrato.

31. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho recubrimiento de carbón activado comprende menos de 100% de dicha primera supOerficie de dicho substrato.

32. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho substrato tiene un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 0.1 micrometros a alrededor de 10 micrometros.

33. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho substrato tiene un tamaño de poro promedio de desde alrededor de 0.3 micrometros a alrededor de 5 micrometros .

34. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho material polimérico, dicho agente de activación, o combinaciones de los mismos son impresos sobre dicha primera superficie de dicho substrato.

35. Un método tal y como se reivindica en la cláusula 23, caracterizado porque dicho segundo recubrimiento de carbón activado es formado sobre dicha segunda superficie de dicho substrato . R E S U E Se proporciona un substrato flexible aplicado con un recubrimiento de carbón activado. El recubrimiento de carbón activado es formado de una mezcla de un material polimerico y de un agente de activación. La mezcla es activada por el calentamiento a una temperatura de desde alrededor de 100° C a alrededor de 300° C. Como un resultado de la presente invención, se ha descubierto que un substrato puede ser formado el cual es flexible y también es capaz de llevar a cabo otras funciones, tal como el servir como un agente de control de olor.