MXPA06006699A

MXPA06006699A - Compuestos absorbentes estirables que tienen alta permeabilidad.

Info

Publication number: MXPA06006699A
Application number: MXPA06006699A
Authority: MX
Inventors: Lisa Marie Jacobsen
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2006-08-23
Also published as: EP1694265A1; BRPI0417722B8; AU2004313345A1; EP1694265B1; US20050137085A1; DE602004025275D1; AU2004313345B2; KR20060121205A; CN1897903A; WO2005067854A1; KR101075314B1; CN1897903B; TW200529796A; AR046469A1; BRPI0417722A; US7662745B2; BRPI0417722B1

Abstract

Un compuesto absorbente estirable que tiene una permeabilidad de compuesto de alrededor de 10 Darcy o mas, o alrededor de 15 Darcy o mas, y una estirabilidad del compuesto de alrededor de 30% o mas, o alrededor de 50% o mas, o alrededor de 100% o mas, y un metodo para hacer tal compuesto absorbente estirable. El compuesto absorbente estirable incluye un material super absorbente, un material elastomerico, y opcionalmente, fibras de pulpa. Mas particularmente, el compuesto absorbente estirable puede incluir entre alrededor de 30% y alrededor de 85% por peso de material super absorbente, entre alrededor de 5% y alrededor de 25% por peso de material elastomerico, y entre alrededor de 10% y alrededor de 70% por peso de fibras de pulpa. El estiramiento y las capacidades de manejo de liquido del compuesto absorbente estirable hace al compuesto absorbente estirable adecuado para la incorporacion en una variedad de articulos absorbentes, incluyendo los productos para el cuidado personal, los articulos absorbentes para la saluda/medicos, y los articulos absorbentes domesticos/industriales, por ejemplo.

Description

COMPUESTOS ABSORBENTES ESTIRABLES QUE TIENEN ALTA PERMEABILIDAD ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los compuestos absorbentes son incorporados en una variedad de artículos absorbentes, incluyendo productos para el cuidado personal, productos para la salud y médicos, y productos para el hogar e industriales, por ejemplo. Convencionales compuestos absorbentes típicamente no son capaces de estirarse.

Los materiales elastoméricos han sido incorporados en varios componentes estructurales de artículos absorbentes para lograr un mejor ajuste, mayor comodidad, y mejorada contención. Por ejemplo, los artículos absorbentes que tienen cubiertas exteriores capaces de estirarse y/o forros del lado al cuerpo capaces de estirarse son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 4.834.738 otorgada a Kielpikowski y otros, y en la publicación PCT número WO 02/34184 a nombre de Vukos y otros. El añadir capacidad de estiramiento a los compuestos absorbentes es difícil porque los materiales elastoméricos por sí mismos no son absorbentes, y la adición de materiales elastoméricos a los compuestos absorbentes típicamente inhiben las propiedades de manejo del líquido de los compuestos absorbentes. Más particularmente, la relativamente gran fuerza de resistencia o fuerza de retracción de las matrices elásticas lleva a bajas tasas de toma de líquido y permeabilidad debido a la significativa reducción del volumen del vacío entre-partículas, y la baja humectabilidad de los materiales elastoméricos en pobre distribución del líquido.

Un número de materiales del compuesto absorbente capaces de estirarse han sido desarrollados, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos de América número 6.362.389 otorgada a McDowall y otros. Sin embargo, existentes compuestos absorbentes capaces de estirarse no han sido optimizados para lograr un óptimo rango de capacidades de manejo del líquido. Bajas tasas de toma del líquido o baja permeabilidad del líquido, causan descargas de líquido a alta velocidad, alta presión, para ya sea encharcar sobre o el correr por los lados del compuesto absorbente antes de que el compuesto absorbente haya tenido oportunidad de absorber, todo el líquido. Además, en ausencia de adecuadas capacidades de distribución del líquido las descargas del líquido no son suficientemente dirigidas a áreas no saturadas del compuesto absorbente cuando es necesario.

Hay una necesidad o deseo por compuestos absorbentes que son capaces de estirarse y que tienen suficiente permeabilidad del compuesto. Hay una ulterior necesidad o deseo por un artículo absorbente incluyendo un compuesto absorbente capaz de estirarse con óptimas capacidades de manejo del líquido. Hay aún una ulterior necesidad o deseo por un método para hacer un compuesto absorbente capaz de estirarse que tiene óptimas capacidades de manejo del líquido.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto que una combinación de alto estiramiento y permeabilidad en un compuesto absorbente proporciona ambas capacidades de ajuste y de administración del fluido en los artículos absorbentes. Por lo tanto, la presente invención está dirigida a compuestos absorbentes que tienen una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 15 Darcy (10"8 centímetros cuadrados) o mayor, y un Estiramiento del Compuesto de alrededor de 50% o más.

Otra incorporación de la invención está dirigida a compuestos absorbentes que incluyen alrededor de 60 por ciento por peso o más de súper absorbente mientras que tienen una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 15 Darcy o mayor, y un Estiramiento del Compuesto de alrededor de 30% o mayor .

Aún otra incorporación de la invención está dirigida a compuestos absorbentes que tienen una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 10 Darcy o mayor, y un Estiramiento del Compuesto de alrededor de 100% o mayor.

Para lograr los compuestos absorbentes de la invención, adecuados materiales súper absorbentes, materiales elastoméricos, y opcionalmente, fibras de pulpa son seleccionados y combinados en proporciones óptimas . Más particularmente, los compuestos absorbentes pueden incluir entre alrededor de 5% y alrededor de 95%, o entre alrededor de 50% y alrededor de 95%, o entre alrededor de 30% y alrededor de 85% por peso del material súper absorbente; entre alrededor de 5% y alrededor de 25%, o entre alrededor de 8% y alrededor de 18% por peso de material elastomérico; y entre alrededor de 0% y alrededor de 75%, o entre alrededor de 10% y alrededor de 70% por peso de fibras de pulpa.

La Permeabilidad del Compuesto de los compuestos absorbentes es dependiente, al menos en parte, de las propiedades del material súper absorbente . El material súper absorbente usado en los compuestos absorbentes debe tener suficiente capacidad absorbente y fuerza de resistencia del gele para abrir la estructura de la matriz capaz de estirarse dentro del compuesto absorbente, especialmente bajo presión.

Por lo tanto, el material súper absorbente adecuadamente tiene una permeabilidad de la cama de gele (GBP) bajo una presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) de alrededor de 30 Darcy o mayor. En general, más baja la cantidad del material súper absorbente y/o el material elastomérico en el compuesto absorbente, más baja la permeabilidad de la cama de gele bajo requerimiento de presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) para el material súper absorbente. En ciertas incorporaciones, el material súper absorbente puede ser en forma de partículas de previo tamiz de 300-600 mieras. Adicionalmente, en varias incorporaciones, el material súper absorbente puede ser tratado en la superficie con una solución poliviníl amina.

Ejemplos de adecuados materiales elastoméricos incluyen a composiciones de polímero elastomérico, que pueden incluir a copolímeros olefínicos, elastómeros de polietileno, elastómeros de polipropileno, elastómeros de poliéster, terpolímeros etileno-propileno dieno, estireno-isopreno-estireno, estireno-butadieno-estireno, estireno-etileno-butileno-estireno, estireno-etileno-propileno-estireno, poliuretano, poliisopreno, polibutadieno enlazado en forma cruzada, o una combinación de cualquiera de estos materiales poliméricos .

Los compuestos absorbentes capaces de estiramiento son adecuados para usar en una variedad de artículos absorbentes incluyendo, pero no limitados a, productos para el cuidado personal, artículos absorbentes para la salud y médicos, artículos absorbentes para el hogar y la industria, y similares. En particular, el compuesto absorbente puede ser colocado entre una cubierta exterior y un forro del lado al cuerpo en un artículo absorbente, y la cubierta exterior y/o el forro del lado al cuerpo pueden ser elastoméricos o al menos capaces de estiramiento.

Un método para hacer los compuestos absorbentes capaces de estirarse incluye la extrusión de un material elastomérico a través de al menos una matriz de soplado con fusión, fibrilar una pluralidad de fibras de pulpa, y mezclando material súper absorbente con las fibras de pulpa fibriladas y el material elastomérico extruido. Una mezcla de surfactante acuoso puede rociarse en la mezcla de material súper absorbente, las fibras de pulpa fibriladas, y el material elastomérico extruido mientras que transfiere la mezcla del material súper absorbente, las fibras de pulpa fibriladas, y el material elastomérico extruido en un transportador.

Con lo anterior en mente, es una característica y ventaja de la invención el proporcionar compuestos absorbentes que son capaces de estirarse y tienen suficiente Permeabilidad del Compuesto, así como métodos para hacer tales compuestos absorbentes, y los artículos absorbentes que incluyen tales compuestos absorbentes .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estos y otros objetos y características de esta invención serán mejor entendidos de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos, en donde: La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de una versión de un método y aparato para producir un compuesto absorbente .

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un artículo absorbente en el cual un compuesto absorbente puede incorporarse .

La Figura 3 es una vista de plano de un artículo absorbente con un compuesto absorbente incorporado al mismo, con el artículo absorbente en un estado plano estirado y mostrando la superficie de contacto al cuerpo del artículo absorbente .

La Figura 4 describe el aparato usado para medir la permeabilidad de cualquiera de las partículas libres de flujo o de los compuestos absorbentes .

La Figura 5 describe una vista del fondo del aparato de la Figura 4.

DEFINICIONES Dentro del contexto de esta especificación, cada término o frase abajo incluirá el siguiente significado o significados .

"Elastomérico" y "elástico" son usados intercambiables para referir a un material o compuesto que es capaz de recuperar su forma después de la deformación cuando re removida la fuerza de deformación. Específicamente, como se usa aquí, elástico o elastomérico significa aquella propiedad de cualquier material, que, con la aplicación de una fuerza de presión, permite al material el estirarse a una longitud de presión estirada que es de al menos alrededor de 50 por ciento mayor que su longitud relajada no presionada, y que causará que el material recupere al menos 40 por ciento de su alargamiento con la liberación de la fuerza de estiramiento. Un ejemplo hipotético que puede satisfacer esta definición de un material elastomérico puede ser una muestra de 1 pulgada de material que es capaz de estirarse a al menos 1,50 pulgadas y que, siendo alargada a 1,50 pulgadas y liberada, se recobrará a una longitud de no más de 1,30 pulgadas. Muchos materiales elásticos pueden estirarse por mucho más de 50 por ciento de su longitud relajada, y muchos de estos recuperarán a sustancialmente su longitud relajada original con la liberación de la fuerza de estiramiento.

"Capa" cuando es usado en singular puede tener el doble significado de un solo elemento o de una pluralidad de elementos .

"Impermeable al líquido" . cuando se usa en la descripción de un laminado o de una capa, significa que un líquido, tal como agua o fluidos corporales, no pasarán a través de la capa o laminado, bajo condiciones de uso ordinario, en una dirección generalmente perpendicular al plano de la capa o el laminado en el punto de contacto del líquido.

"Permeable al líquido" se refiere a una capa o laminado que no es impermeable al líquido.

Las "fibras sopladas con fusión" significan las fibras formadas por la extrusión de un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos y usualmente circulares con hebras o filamentos fundidos a adentro de chorros de gas calentados a alta velocidad (por ejemplo, aire) y convergentes que atenúan los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, que puede ser a un diámetro de micro fibra. Después de esto, las fibras sopladas con fusión son llevadas por el chorro de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras sopladas con fusión dispersadas al azar. Tal proceso es descrito por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 3.849.241 otorgada a Butin. Las fibras sopladas con fusión son micro-fibras que pueden ser continuas o discontinuas, son generalmente más pequeñas que alrededor de 6 denier, y son generalmente auto unidas con otros componentes no fundidos cuando son depositadas sobre una superficie recolectora.

"Tela no tejida" o "no tejido" se refiere a una tela que tiene una estructura de fibras de hilo individuales que son entre colocadas, pero no de una manera repetida identificable como en una tela tramada. Los términos "fibra" y "filamento" son usados intercambiadamente . Las telas no tejidas han sido, en el pasado, formadas por una variedad de procesos tales como, por ejemplo, procesos de soplado con fusión y procesos de tejido cardado y unido. El peso base de las telas no tej idas es usualmente expresado en onzas del material por yarda cuadrada (osy) o en gramos por metro cuadrado (gsm) y los diámetros de la fibra útiles son usualmente expresados en mieras . (Nótese que para convertir de onzas por yarda cuadrada a gramos por metro cuadrado, se multiplican las onzas por yarda cuadrada por 33,91) .

Los "polímeros" incluyen, pero no es limitativo a, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, bloque, injerto, al azar y copolímeros alternativos, terpolímeros, etc., y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que de otra forma se limiten específicamente, el término "polímero" deberá incluir todas las configuraciones geométricas posibles del material. Estas configuraciones incluyen, pero no son limitadas a simetrías isotácticas, sindiotácticas, y atácticas .

Las "fibras unidas con hilado" se refieren a las fibras de diámetro pequeño que son formadas por la extrusión de un material termoplástico fundido como filamentos a través de una pluralidad de vasos capilares de un hilador finos que tienen una configuración circular o de otra forma, con el diámetro de los filamentos extruidos siendo rápidamente reducidos como, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 4.340.563 otorgada a Appel y otros, y la patente de los Estados Unidos de América número 3.692.618 otorgada a Dorschner y otros, la patente de los Estados Unidos de América número 3.802.817 otorgada a Matsuki y otros, las patentes de los Estados Unidos de América números 3.338.992 y 3.341.394 otorgadas a Kinney, y la patente de los Estados Unidos de América 3.542.615 otorgada a Dobo y otros. Las cuales son aquí incorporadas como referencia en su totalidad. Las fibras unidas con hilado son templadas y generalmente no son pegajosas cuando son depositadas sobre una superficie recolectora. Las fibras unidas con hilado son generalmente continuas y con frecuencia tienen un promedio de deniers más grande de alrededor de 0,3, más particularmente, entre alrededor de 0 , 6 y 10.

"Estirable" significa que un material puede ser estirado, sin romper, pero al menos 30% (a al menos 130% de su inicial longitud (no estirada) ) en al menos una dirección, adecuadamente por al menos 50% (a al menos 150% de su longitud inicial) , o por al menos 100% (a al menos 200% de su longitud inicial) . El término incluye materiales elásticos que son ambos extensibles y capaces de retraerse, así como materiales que se estiran pero no significativamente se retraen. Un ejemplo hipotético que puede satisfacer esta definición de un material estirable puede ser una muestra de una pulgada de material que es capaz de alargarse por al menos 30% a al menos 1,30 pulgadas .

El "súper absorbente" o "material súper absorbente" se refiere a un material orgánico o inorgánico, insoluble en agua, hinchable en agua que es capaz, bajo las condiciones más favorables, de absorber al menos aproximadamente 15 veces su peso y, más deseablemente al menos aproximadamente 30 veces su peso en una solución acuosa que contiene 0,9 por ciento por peso de cloruro de sodio. Los materiales súper absorbentes pueden ser de polímeros y de materiales naturales, sintéticos y naturales modificados. Además, los materiales súper absorbentes pueden ser materiales inorgánicos, tales como geles de silicio, o compuestos orgánicos tales como polímeros enlazados en forma cruzada. El material súper absorbente puede ser biodegradable o no ser biodegradable. Los materiales súper absorbentes pueden incluir partículas, fibras, estopas, hojuelas, películas, espumas, y similares. Un material es "absorbente" si absorbe al menos cinco veces su peso de la solución acuosa bajo estas condiciones.

"Artículo absorbente" incluye, pero no está limitado a, artículos absorbentes para el cuidado personal, artículos absorbentes para la salud y médicos, y artículos absorbentes para el hogar e industriales.

"Artículo absorbente para el cuidado personal" incluye, pero no está limitado a, artículos absorbentes tales como pañales, calzoncillos de pañal, paños limpiadores, calzoncillos de aprendizaje, ropa interior absorbente, calzoncillos para el cuidado del niño, ropa para nadar, y otras prendas desechables; los productos para el cuidado femenino incluyen a toallas sanitarias, paños limpiadores, almohadillas para el fluido menstrual, calzoncillos para el fluido menstrual, forros para bragas, protectores para el calzoncillo, inter-labiales, tampones, y aplicadores de tampón; productos para el cuidado de adultos incluyendo paños limpiadores, almohadillas, recipientes, productos para la incontinencia, y escudos urinarios; componentes de ropa; biberones; productos atléticos y para la recreación; y similares.

"Artículo absorbente para la salud y médicos" incluye una variedad de productos para el cuidado de la salud del consumidor y profesional incluyendo, pero no limitado a, productos para aplicar terapia fría o caliente, batas médicas (por ejemplo, batas protectoras y quirúrgicas) , cubiertas quirúrgicas, gorras, guantes, máscaras de cara, vendajes, apositos para herida, paños limpiadores, cubiertas, recipientes, filtros, prendas desechables y almohadillas para cama, prendas absorbentes médicas, almohadillas, y similares.

"Artículos absorbentes para el hogar e industriales" incluyen artículos para la construcción y para empacar, productos para limpieza y desinfección, paños limpiadores, cubiertas, filtros, toallas, hojas para cortar desechables, tisú de baño, tisú facial, bienes en rollo no tejidos, productos para la comodidad del hogar incluyendo almohadas, almohadillas, cojines, máscaras y productos para el cuidado del cuerpo tales como productos usados para limpiar o tratar la piel, batas de laboratorio, overoles, bolsas de basura, removedores de manchas, composiciones tópicas, absorbedores de lavado de tierra y tinta, aglomerados detergentes, separadores del fluido lipofílico, y similares.

Estos términos pueden definirse con adicional lenguaje en las partes restantes de la especificación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De conformidad con la invención, los compuestos absorbentes capaces de estirarse que tienen alta permeabilidad son proporcionados para usar en una variedad de artículos . También es proporcionado un método para hacer estos compuestos absorbentes capaces de estirarse .

La capacidad de estirarse y la permeabilidad al líquido son dos propiedades que, cuando están presentes en los compuestos absorbentes, son proporcionales inversamente. Es difícil el proporcionar ambas de estas propiedades a suficientes niveles en los compuestos absorbentes . Los compuestos absorbentes de la invención están diseñados para tener suficiente capacidad de estiramiento así como suficiente permeabilidad a través de una combinación de cuidadosamente seleccionados materiales súper absorbentes, materiales elastoméricos, y fibras de pulpa en proporciones balanceadas.

Como resultado, los compuestos absorbentes tienen una Capacidad de Estiramiento del Compuesto de alrededor de 30% o más, o de alrededor de 50% o más, de alrededor de 100% o más. La capacidad de estiramiento de cualquier material capaz de estirarse es una función de ambos aspectos del material y de estructura y de las condiciones de prueba. Por lo tanto, los niveles de capacidad de estiramiento referidos aquí son usados en referencia a las determinaciones con base en el procedimiento de Prueba de la Capacidad de Estirarse proporcionado en los Métodos de Prueba en la sección de abajo.

La Capacidad de Estirarse del Compuesto de los compuestos absorbentes rinde a los compuestos absorbentes particularmente adecuados para usar en combinación con otros componentes estructurales capaces de estiramiento. El estiramiento de un compuesto absorbente depende del tipo de material elastomérico en el compuesto absorbente, así como el porcentaje de material elastomérico a los otros materiales incluidos en el compuesto absorbente. En general, conforme el porcentaje del material elastomérico aumenta, la capacidad de estirarse del compuesto absorbente aumenta. Contrariamente, con menos material elastomérico, la capacidad de estirarse del compuesto absorbente es menor. Los efectos del material elastomérico en el estiramiento son ilustrados en los Ejemplos abajo. La estructura del compuesto absorbente también afecta toda el estiramiento de los compuestos absorbentes. Por ejemplo, cuando un cantidad fijada de material elastomérico es usada en un compuesto absorbente, un compuesto absorbente que tiene un más uniforme mezclado (o dispersión) entre el material elastomérico y otros componentes resultará en una más alta capacidad de estirarse que uno que tiene menos uniformidad de mezclado. Otros factores estructurales incluyen el tamaño y longitud de la fibra, del material elastomérico, el número de uniones formadas y la resistencia de aglutinado, el peso base y la densidad de los compuestos absorbentes, la existencia de defectos, y similares.

Adecuadamente, el compuesto absorbente incluye entre alrededor de 5% y alrededor de 25% por peso de material elastomérico, o entre alrededor de 8% y alrededor de 18% por peso de material elastomérico. El material elastomérico puede incluir copolímeros olefinicos, elastómeros de polietileno, elastómeros de polipropileno, elastómeros de poliéster, poliisopreno, polibutadieno enlazado en forma cruzada, dibloque, tribloque, tetrabloque, u otro elastomérico termoplástico de múltiples bloques, y/o copolímeros flexibles tales como copolímeros en bloque incluyendo copolímeros en bloque butadieno-isopreno-butadieno hidrogenados; polipropileno esterobloques; copolímeros injertados, incluyendo terpolímero etileno propileno dieno o monómero etileno propileno dieno (EPDM) , copolímeros etileno propileno al azar (EPM) , cauchos etileno propileno (EPR) , etileno vinil acetato (EVA) , y etileno metil acrilato (EMA) ; y copolímeros estirénicos en bloque, incluyendo copolímeros dibloque y tribloque tales como estireno isopreno estireno (SIS) , estireno butadieno estireno (SBS) , estireno isopreno butadieno estireno (SIBS) , estireno etileno/ butileno estireno (SEBS) , o estireno etileno/ propileno estireno (SEPS) , que pueden obtenerse de Kraton, Inc., de Houston, Texas, bajo la designación de marca KRATON® resina elastomérica o de Dexco, una división de Exxon-Mobil, bajo la designación de marca de VECTOR® (polímeros estireno isdopreno estireno (SIS) y estireno butadieno estireno (SBS) ) ; mezclas de elastómeros termoplásticos con mezclas de termoplástico elastómero vulcanizado dinámico; elastómeros éster poliéter termoplástico; elastómeros de termoplástico ionomérico; poliuretanos elásticos de termoplástico, incluyendo aquellos disponibles de E. I. DuPont de Nemours Co., bajo el nombre de marca LYCRA® poliuretano, y de ESTAÑE® disponible de Noveno, Inc.; poliamidas elásticas de termoplástico, incluyendo amidas bloque de poliéter disponibles de Ato Chemical Company, bajo el nombre de marca de PEBAX® amida en bloque de poliéter; poliésteres elásticos de termoplástico, incluyendo aquellos disponibles de E. I. DuPont de Nemours, Co., bajo el nombre de marca de HYTREL®, y de ARNITEL® de DSM Engineering Plastics, de Evansville, Indiana, y poliolefinas catalizadas de metaloceno o de un solo sitio que tienen una densidad de menos de alrededor de 0.89 gramos por centímetro cúbico, disponible de Dow Chemical Co., bajo el nombre de marca de AFFINITY®, y combinaciones de los mismos.

Como se usa aquí, un copolímero tri-bloque tiene una estructura ABA donde la A representa varias unidades repetidas del tipo A, y B representa varias unidades repetidas del tipo B. Como se mencionó antes, varios ejemplos de copolímeros en bloque estirénico son estireno isopreno estireno (SIS) , estireno butadieno estireno (SBS) , estireno isopreno butadieno estireno (SIBS) , estireno etileno/ butileno estireno (SEBS) , y estireno etileno/ propileno estireno (SEPS) . En estos copolímeros los bloques A son poliestireno y los bloques B son un componente elástico. Generalmente estos copolímeros tribloques tienen pesos moleculares que pueden variar de bajos miles a cientos de miles y el contenido de estireno puede estar en el rango desde 5% a 75% con base en el peso del copolímero tribloque. Un copolímero dibloque es similar al tribloque pero es de una estructura AB. Adecuados dibloques incluyen dibloques estireno isopreno, que tienen un peso molecular de aproximadamente una mitad del peso molecular tribloque que tiene la misma proporción de bloques A a bloques B.

La Permeabilidad del Compuesto es una medida de fluido que maneja las capacidades de un compuesto absorbente, y puede medirse usando el método de prueba descrito en detalle abajo. Los compuestos absorbentes de la invención adecuadamente tienen una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 10 Darcy (10~8 centímetros cuadrados) o mayor, o de alrededor de 15 Darcy o mayor, o de alrededor de 20 Darcy o mayor.

La Permeabilidad del Compuesto del compuesto absorbente depende grandemente del tipo de material súper absorbente en el compuesto absorbente, así como el porcentaje de material súper absorbente con relación a los otros materiales incluidos en el compuesto absorbente. Los materiales súper absorbentes pueden variar por la composición así como por el tamaño de partícula. Por ejemplo, un efectivo enfoque para lograr más alta Permeabilidad del Compuesto es el seleccionar un material súper absorbente que tiene una adecuada composición con una relativamente alta permeabilidad de cama de gel (GBP) bajo un valor de presión de hinchado de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) . Otro efectivo enfoque es el alterar el material elastomérico para crear más pequeños diámetros de fibra, tales como por el aumento de aire primario en las matrices durante el proceso de formación del compuesto, descrito en mayor detalle abajo. En una incorporación, por ejemplo, el material súper absorbente puede incluir partículas previamente tamizadas de 300-600 mieras. Aún otro efectivo enfoque es el disminuir la resistencia de tracción de la matriz capaz de estirarse dentro del compuesto absorbente, tal como al reducir la cantidad de material elastomérico en el compuesto absorbente .

Más particularmente, el material súper absorbente debe tener suficiente capacidad absorbente y resistencia de gel para sobreponerse a la fuerza resistente de la matriz capaz de estirarse dentro del compuesto absorbente y para abrir la estructura de la matriz capaz de estirarse, especialmente cuando el compuesto absorbente está bajo presión. La Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) es usada aquí para evaluar este requerimiento para el material súper absorbente. La permeabilidad del compuesto absorbente es una función de ambos la Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) y el porcentaje del material súper absorbente en el compuesto absorbente . El material súper absorbente incluido en el compuesto absorbente de la invención adecuadamente tiene una Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) de alrededor de 30 Darcy o mayor, o de alrededor de 35 Darcy o mayor. Más actuales materiales súper absorbentes convencionales tienen una Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) de alrededor de 15 Darcy o menor cuando tienen una capacidad de absorber al menos 20 veces su peso en una solución acuosa que contiene 0,9 por ciento por peso de cloruro de sodio. El material súper absorbente incluido en los compuestos absorbentes de la invención adecuadamente tienen una capacidad de retención centrífuga (CRC) de alrededor de' 20 gramos por gramo o más, como se determina por el Método de Prueba de Capacidad de Retención Centrífuga (CRC) descrito en detalle abajo. El compuesto absorbente adecuadamente incluye entre alrededor de 5% y alrededor de 95%, o entre alrededor de 50% y alrededor de 95%, o entre alrededor de 30% y alrededor de 85% por peso del material súper absorbente.

Como se ilustra en los Ejemplos abajo, el material súper absorbente con más alta Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) es útil en mejorar la Permeabilidad del Compuesto. Por ejemplo, en un compuesto absorbente incluyendo alrededor de 75% por peso de material súper absorbente, el valor de Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) para 300 a 600 mieras de material súper absorbente es adecuadamente de 30 Darcy o mayor. En general, menor la cantidad de material súper absorbente en el compuesto absorbente, puede requerirse menor el valor de Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) del material súper absorbente .

Los materiales súper absorbentes pueden incluir por ejemplo, partículas, fibras, películas, espumas, súper absorbentes no iónicos, y/o súper absorbentes poliacrilato. Los materiales súper absorbentes pueden seleccionarse de polímeros y materiales naturales, sintéticos, y naturales modificados. Los materiales súper absorbentes pueden ser materiales inorgánicos, tales como gels de silicio o compuestos orgánicos, tales como polímeros enlazados en forma cruzada. Materiales súper absorbentes convencionales son polielectrolitos enlazados en forma cruzada. Los polielectrolitos incluyen ya sea polímeros aniónicos o catiónicos. Los polímeros aniónicos contienen grupos funcionales, tales como carboxilo, sulfonato, sulfato, sulfuro, fosfato, o una mezcla de los mismos. Ejemplos de polímeros aniónicos incluyen, pero no están limitados a, sales o sales parciales de ácido poliacrílico, ácido poliacrilamido metilpropano sulfónico, ácido polivinil acético, ácido polivinil fosfónico, ácido polivinil sulfónico, copolímero isobutileno maleico anhídrido, carboximetil celulosa, ácido algínico, carrageenan, ácido poliaspartico, ácido poliglutámico, y copolímeros o mezclas de los mismos. Los polímeros catiónicos contienen grupos funcionales tales como amina primaria, secundaria o terciaria, imina, amida, amonio cuaternario, o mezclas de los mismos. Ejemplos de polímeros catiónicos incluyen, pero no están limitados a, sales o sales parciales de polivinil amina, polidialilo dimetil amonio hidróxido, poliacrilamidopropilo trimetil amonio hidróxido, poliamino propanol vinil éter, polialilamina, quitosana. Polilisina, poliglutamina, y copolímeros o mezclas de los mismos. Ejemplos de materiales súper absorbentes comercialmente disponibles incluyen SXM 9394, SXM 9543, y FAVOR 880, cada uno disponible de Degussa Superabsorber, en Greensboro, Carolina del Norte, Estados Unidos de América, y de Dow DRYTECH 2035HP, disponible de Dow Chemical Co., de Midland, Michigan, Estados Unidos de América. Estos y otros materiales súper absorbentes, incluyendo los súper absorbentes comercialmente disponibles tratados de superficie y biodegradables súper absorbentes, son disponibles para usar en los compuestos absorbentes .

Los súper absorbentes tratados de superficie generalmente incluyen un súper absorbente y un tratamiento de superficie aplicado a la superficie exterior del súper absorbente. En una particular incorporación, el súper absorbente comprende un polímero enlazado en forma cruzada incluyendo alrededor de 75 por ciento por peso o más de polímero aniónico. El término "polímero", como se usa aquí, se refiere a ya sea un solo polímero o a una mezcla de polímeros . El término "polímero aniónico", como se usa aquí, se refiere a un polímero o mezcla de polímeros incluyendo un grupo o grupos funcionales que tienen un potencial para volverse negativamente cargados de iones con la ionización en una solución acuosa. En ciertas incorporaciones, el súper absorbente incluye un polímero enlazado en forma cruzada incluyendo alrededor de 85 por ciento por peso o más de polímero aniónico, o de alrededor de 90 por ciento por peso o más de polímero aniónico. En otra incorporación, el súper absorbente incluye un polímero enlazado en forma cruzada que incluye alrededor de 75 por ciento por peso o más de polímero catiónico. El término "polímero catiónico", como se usa aquí, se refiere a un polímero o mezcla de polímeros incluyendo un grupo o grupos funcionales que tienen un potencial APRA volverse iones cargados positivamente con la ionización en una solución acuosa. En ciertas incorporaciones, el súper absorbente incluye un polímero enlazado en forma cruzada incluyendo alrededor de 85 por ciento por peso o más de polímero catiónico, o alrededor de 90 por ciento por peso o más de polímero catiónico.

El tratamiento de superficie del súper absorbente tratado de superficie incluye, al menos en parte, de un polímero no enlazado en forma cruzada, soluble en agua que tiene un potencial para volverse cargado opuesto a aquel del súper absorbente, aplicado a toda o parte de la superficie exterior del súper absorbente. Por ejemplo, donde el súper absorbente incluye un polímero enlazado en forma cruzada esto es generalmente aniónica (por ejemplo, incluye alrededor de 75% o más por peso de polímero aniónico) , como para tener un potencial para volver negativamente cargado, el tratamiento de superficie, al menos en parte, incluyendo un polímero no enlazado en forma cruzada soluble en agua incluyendo un polímero catiónico que tiene potencial para volverse positivamente cargado. Como otro ejemplo, donde el súper absorbente incluye un polímero enlazado enf horma cruzada que es generalmente catiónico (por ejemplo, incluye alrededor de 75% o más por peso de polímero catiónico) , como para tener un potencial para volver positivamente cargado, el tratamiento de superficie, al menos en parte, incluye un polímero no enlazado en forma cruzada soluble en agua incluyendo un polímero aniónico que tiene potencial para volverse negativamente cargado.

En algunas incorporaciones, el material súper absorbente comercialmente disponible (polímeros aniónicos) pueden ser tratados en la superficie con una solución polivinil amina u otra solución adecuada para mejorar el valor de permeabilidad de cama de gel (GBP) bajo presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) . Un ejemplo de una adecuada solución de polivinil amina está disponible de BASF Corporation, en Mount Olive, Nueva Jersey, bajo el nombre de marca de CATIOFAST® PR8106 (25% por peso de sólidos) . La solución polivinil amina puede disolverse en agua destilada, a la cual el material súper absorbente puede añadirse y agitarse. Después de hincharse, el material súper absorbente puede secarse, tal como a alrededor de 60 grados centígrados por alrededor de 15 horas o más. El material súper absorbente secado puede molerse y tamizarse a través de un tamiz. El material súper absorbente tratado de superficie adecuadamente contiene entre alrededor de 0,1% y alrededor de 10% por peso de polivinil amina.

Los compuestos absorbentes pueden incluir entre alrededor de 0% y alrededor de 75% o entre alrededor de 10% y alrededor de 70% por peso de fibras de pulpa. En ciertas incorporaciones, el compuesto absorbente puede incluir entre alrededor de 5% y alrededor de 40% por peso de fibras de pulpa. Como se ilustra en el Ejemplo 2 abajo, el tipo y/o la cantidad de fibras de pulpa en el compuesto absorbente también puede afectar la Permeabilidad del Compuesto del compuesto absorbente . Por ejemplo, cuando el material súper absorbente y el material elastomérico son mantenidos constantes, y las proporciones de material súper absorbente/ material elastomérico/ fibras de pulpa son también mantenidas constantes, diferentes tipos de fibras de pulpa son mostradas para afectar la Permeabilidad del Compuesto. Además, en general, la Permeabilidad del Compuesto puede ser aumentada al aumentar el porcentaje de fibras de pulpa, particularmente cuando simultáneamente disminuye el porcentaje de material elastomérico.

Las fibras de pulpa pueden incluir, pero no están limitadas a, pulpas químicas tales como pulpas de sulfuro y sulfato (algunas veces llamadas Kraft) , así como pulpas mecánicas tales como madera molida, pulpa termomecánica y pulpa quimotermomecánica. Más particularmente, las fibras de pulpa pueden incluir algodón, típicas pulpas de madera, acetato de celulosa, rayón, pulpa de madera termomecánica, pulpa de madera química, pulpa de madera desaglutinada química, borra de algodoncillo. y combinaciones de las mismas. Pueden usarse las pulpas derivadas de ambos árboles coniferas y caducos . Adicionalmente, las fibras de pulpa pueden incluir tales materiales hidrofílicos como celulosa micro-cristalina, celulosa micro-fibrilada, o cualquiera de estos materiales en combinación con fibras de pulpa de madera .

Un surfactante también puede añadirse al compuesto absorbente para aumentar la humectabilidad o hidrofilia del compuesto absorbente. Ejemplos de adecuados surfactantes son comercialmente disponibles de Uniqema en Wilmington, Delaware, bajo la designación de marca AHCOVEL, y de Cognis Corporation, en Cincinnati, Ohio, bajo la designación de marca de GLUCOPON 220.

El compuesto absorbente puede formarse en una línea coformada. Los procesos coformados combinan separado polímero y chorros de aditivo en una sola deposición de chorro en formación de una tela no tejida. Un ejemplo de tal proceso es descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 4.100.324 otorgada a Anderson y otros, la cual es aquí incorporada por referencia en su totalidad de una manera consistente con el presente documento. Otro ejemplo de un adecuado proceso para formar un compuesto absorbente es descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 5.350.624 otorgada a Georger y otros, la cual es también aquí incorporada por referencia en su totalidad de una manera consistente con el presente documento .

Un ejemplo de un método de formar el compuesto absorbente 20 es ilustrado en la Figura 1. Las dimensiones del aparato en la Figura 1, son descritas aquí a modo de ejemplo.

Otros tipos de aparatos que tienen diferentes dimensiones y/o diferentes estructuras también pueden usarse para formar el compuesto absorbente 20. Como se muestra en la Figura 1, el material elastomérico 22 en la forma de granulos puede suministrarse a través de dos tolvas de granulos 24 en dos extrusores de una sola rosca 26 que cada uno suministra una bomba de hilado 28. El material elastomérico 22 puede ser una mezcla de elastómero de múltiples componentes disponible bajo la designación de marca KRATON® G2755 de Kraton, Inc., de Houston, Texas. Cada bomba de hilado 28 suministra el material elastomérico 22 a una separada matriz de soplado con fusión 30. Cada matriz de soplado con fusión 30 puede tener 30 agujeros por pulgada (hpi) . El ángulo de matriz puede ajustarse en cualquier lado entre 0 y 70 grados de la horizontal, y es adecuadamente fijado a alrededor de 45 grados. La altura de formación puede estar a un máximo de alrededor de 16 pulgadas, pero su restricción puede diferir con diferente equipo.

Una tolva 32 que tiene un ancho de alrededor de 24 pulgadas de ancho puede colocarse entre las matrices de soplado con fusión 30. La profundidad, o el grosor, de la tolva 32 puede ajustarse en un rango desde alrededor de 0,5 a alrededor de 1,25 pulgadas, o desde alrededor de 0,75 a alrededor de 1,0 pulgadas. Un recogedor 34 es usado para fibrilar las fibras de pulpa 36. El recogedor 34 puede limitarse a procesar pulpas de baja resistencia o desunidas (tratadas) , en cuyo caso el recogedor 34 puede limitar el método ilustrado a un muy pequeño rango de tipos de pulpa . Por el contrario a las convencionales trituradoras que usan martillos para impactar las fibras de pulpa repetidamente, el recogedor 34 usa pequeños dientes para rasgar aparte las fibras de pulpa 36. Adecuadas fibras de pulpa 36 para usar en el método ilustrado en la Figura 1 incluyen a pulpa Sulfanato HJ, que es una fibra corta, de baja resistencia, de pulpa de madera dura, disponible de Rayonier Corporation, localizada en Jessup, Georgia.

Al extremo de la tolva 32 opuesta al recogedor 34 es un suministrador de material súper absorbente 38. El suministrador 38 vacía el material súper absorbente 40 en un agujero 42 en un tubo 44 que entonces suministra a un ventilador soplador 46. Pasando el ventilador soplador 46 está un tubo de una longitud de 4 pulgadas de diámetro 48 suficiente para desarrollar un flujo turbulento completamente desarrollado a alrededor de 5000 pies por minuto, que permite al material súper absorbente 40 distribuirse. El tubo 48 se ancha desde un diámetro de 4 pulgadas a una tolva de 24 pulgadas por 0,75 pulgadas 32, en cuyo punto el material súper absorbente 40 mezcla con las fibras de pulpa 36 y la mezcla cae derecho y se mezcla en cada lado a un ángulo aproximadamente de 45 grados con el material elastomérico 22. La mezcla de material súper absorbente 40, las fibras de pulpa 36, y el material elastomérico 22 caen en un transportador de alambre 50 que se mueve desde alrededor de 14 a alrededor de 35 pies por minuto. Sin embargo, antes de golpear el transportador de alambre 50, un aguilón de rocío 52 rocía una mezcla de surfactante acuoso 54 en una llovizna a través de la mezcla, por tanto rindiendo al compuesto absorbente resultante 20 humedecido. La mezcla surfactante 54 puede ser una mezcla 1:3 de GLUCOPON 220 UP y AHCOVEL Base N-62, disponible de Cognis Corp., y Uniqema, respectivamente . Un vacío de alambre inferior 56 es colocado por debajo del transportador 50 para asistir en la formación del compuesto absorbente 20.

El compuesto absorbente 20 puede incorporarse en cualquier adecuado artículo absorbente. Ejemplos de tales adecuados artículos incluyen a artículos absorbentes para el cuidado personal, tales como pañales, calzoncillos de pañal, paños limpiadores para bebé, calzoncillos de aprendizaje, ropa interior absorbente, calzoncillos para el cuidado de niños, ropa para nadar, toallas sanitarias, paños limpiadores, almohadillas para el fluido menstrual, almohadillas para cambiar, calzoncillos para el fluido menstrual, forros de bragas, escudos de bragas, inter-labiales, tampones, aplicadores de tampón, productos para la incontinencia, escudos urinarios, componentes de ropa, biberones, inserciones para zapato, productos atléticos y de recreación, artículos absorbentes para la salud y médicos, tales como productos para aplicar terapia en frío o caliente, batas médicas (por ejemplo, batas protectoras y/o quirúrgicas) , cubiertas quirúrgicas, gorras, guantes, máscaras de cara, vendajes, apositos para heridas, paños limpiadores, cubiertas, recipientes, filtros, prendas desechables y almohadillas para cama, prendas médicas absorbentes, bajo almohadillas, artículos absorbentes para el hogar e industriales tales como suministros para la construcción y para empaque, productos para la limpieza y desinfectantes, paños limpiadores, cubiertas, filtros, toallas, hojas de corte desechables, tisú de baño, tisú facial, artículos en rollo no tejido, productos para la comodidad del hogar incluyendo cojines, almohadillas, almohadas, máscaras y productos para el cuidado del cuerpo, tales como productos usados para limpiar o tratar la piel, batas de laboratorio, overoles, bolsas para basura, removedores de manchas, composiciones tópicas, absorbedores de lavado de mugre y tinta, aglomerantes detergentes, separadores de fluido lipofílico, y similares. Los compuestos absorbentes de esta invención pueden usarse en cualquiera una estructura de una sola capa o una estructura de múltiples capas, tales como en una estructura de doble capa en donde el compuesto absorbente puede servir como la capa superior, la capa inferior, o ambas capas. Para facilitar la explicación, la descripción aquí será en términos de un pañal .

Un ejemplo de un adecuado pañal 120 en el cual el compuesto absorbente 20 puede incorporarse es ilustrado en las Figuras 2 y 3. El pañal 120 incluye un armazón 132. El armazón 132 define una región frontal 122, una región trasera 124, una región de entrepierna 126 que interconecta la región frontal 122 y la región trasera 124, una superficie que contacta al cuerpo 128 que está configurada para contactar al usuario, y una superficie exterior 130 opuesta a la superficie que contacta al cuerpo 128 que está configurada para contactar a la ropa del usuario. La región frontal 122 es contigua con un borde de cintura frontal 138, y la región trasera 124 es contigua con un borde de cintura trasero 139.

El pañal 120 incluye una cubierta exterior 140, un forro del lado al cuerpo 142 que está conectado a la cubierta exterior 140 en una relación sobre puesta, y un par de paneles laterales 160 acoplados a la cubierta exterior 140 y/o al forro del lado al cuerpo 142. Estos paneles laterales 160 pueden incluir apéndices, tiras, costuras capaces de rasgarse, o dispositivos similares que pueden sujetarse entre la región frontal 122 y la región trasera 124 por adecuados medios, incluyendo adhesivos.

Como se muestra en el pañal 120 en la Figura 2, las regiones frontal y trasera 122 y 124 juntas definen una configuración de calzoncillo de tres dimensiones que tiene una abertura de cintura 150 y un par de aberturas de pierna 152. Los bordes de cintura 138 y 139 del armazón 132 están configurados para rodear la cintura del usuario cuando se usa y proporcionar la abertura de cintura 150 que define una dimensión del perímetro de cintura. Partes de los bordes laterales transversalmente opuestas 136 del armazón 132 en la región de entrepierna 126 generalmente definen las aberturas de pierna 152. La región frontal 122 incluye la parte del pañal 120 que, cuando se usa, está colocada al frente del usuario mientras que la región trasera 124 incluye la parte del pañal 120 que, cuando se usa, está colocada atrás del usuario. La región de entrepierna 126 del pañal 120 incluye la parte del pañal 120 que, cuando se usa, está colocada entre las piernas del usuario y cubre el más bajo torso del usuario. Los paneles laterales 160 del pañal 120, cuando se usan, están colocados hacia delante de las caderas del usuario.

Para mejorar la contención de cualesquiera exudados del cuerpo descargados del usuario, el armazón 132 puede incluir, un par de aletas de contención elastizadas (no mostradas) que son configuradas para proporcionar una barrera al flujo transversal de los exudados del cuerpo. Las aletas de contención elastizadas definen un borde no acoplado que asume una configuración erecta, generalmente perpendicular en al menos la región de entrepierna 126 del pañal 120 para formar un sello en contra del cuerpo del usuario . Adecuadas construcciones y arreglos para las aletas de contención son generalmente bien conocidos por aquellos con habilidad en el arte y son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 4.704.116 otorgada el 3 de noviembre de 1987, a Enloe, incorporada aquí por referencia en su totalidad de una manera consistente con el presente documento.

Para además mejorar la contención de los exudados del cuerpo, el pañal 120 puede incluir miembros elásticos de cintura 157 y/o miembros elásticos de pierna 158, como son conocidos para aquellos con habilidad en el arte (Figura 2) . Los miembros elásticos de cintura 157 pueden ser operativamente unidos a la cubierta exterior 140 y/o al forro del lado al cuerpo 142 a lo largo de los bordes de cintura opuestos 138 y 139, y pueden extenderse sobre parte o todos los bordes de cintura. Los miembros elásticos de pierna 158 pueden ser operativamente unidos a la cubierta exterior 140 y/o al forro del lado al cuerpo 142 longitudinalmente a lo largo de los bordes laterales opuestos 136 colocados en la región de entrepierna 126 del pañal 120.

La cubierta exterior 140 puede incluir un material que es sustancialmente impermeable al líquido, y es adecuadamente elástico, o al menos capaz de estirarse, o en algunos casos puede aún no ser capaz de estirarse. La cubierta exterior 140 puede ser una sola capa de material impermeable al líquido, o puede incluir una estructura laminada de múltiples capas en la cual al menos una de las capas es impermeable al líquido. Por ejemplo, la cubierta exterior 140 puede incluir una capa exterior permeable al líquido y una capa interior impermeable al líquido que son adecuadamente unidas juntas por un adhesivo laminado (no mostrado) . Adecuados adhesivos laminados, que pueden aplicarse continuamente o intermitentemente como gotas, un rocío, remolinos paralelos, o similares, puede obtenerse de Findley Adhesives, Inc., de Wauwatosa, Wisconsin, Estados Unidos de América, o de la National Starch & Chemical Company, de Bridgewater, Nueva Jersey, Estados Unidos de América. La capa exterior permeable al líquido puede ser de cualquier adecuado material tal como aquel que proporciona una textura generalmente del tipo de tela. Un ejemplo de tal material es una tela no tejida de polipropileno unida con hilado de 20 gramos por metro cuadrado (gsm) . La cubierta exterior también puede hacerse de aquellos materiales de los cuales está hecho el forro del lado al cuerpo permeable al líquido 142. Mientras que no es necesario para la cubierta exterior ser permeable al líquido, se desea que proporcione una textura relativamente del tipo de tela al usuario.

Otro ejemplo de un adecuado material de la cubierta exterior es un unido con hilado de polipropileno de 0,3 onzas por yarda cuadrada (osy) que está estrechado 60% en una dirección transversal y crepado 60% en una dirección longitudinal, laminado con 3 gramos por metro cuadrado (gsm) de adhesivo con base de estireno-isopreno-estireno de Findley 2525A a una película de 8 gramos por metro cuadrado (gsm) de PEBAX® con un concentrado de 20% de dióxido de titanio (Ti02) . La cubierta exterior 140 puede adecuadamente ser estirada, transversalmente y/o longitudinalmente, por al menos 50% (a al menos 150% de un ancho inicial (no estirado) y/o la longitud de la cubierta exterior 140) .

Aún otro ejemplo de un adecuado material para la cubierta exterior 140 es un laminado no tejido y película elástica con capacidad de respirar, descrito en la patente de los Estados Unidos de América número 5.883.028, otorgada a Morman y otros, la cual es aquí incorporada por referencia en su totalidad de una manera consistente con el presente documento. Ejemplos de materiales que tienen estiramiento y retracción en dos sentidos son descritos en la patente de los Estados Unidos de América número 5.116.662 otorgada a Morman y la patente de los Estados Unidos de América número 5.114.781 otorgada a Morman, ambas de las cuales son también aquí incorporadas por referencia en su totalidad de una manera consistente con el presente documento. Estas dos patentes describen materiales elásticos compuestos capaces de estirarse en al menos dos direcciones. Los materiales tienen al menos una hoja elástica y al menos un material estrechado, o un material estrechado reversible, unidos a la hoja elástica al menos en tres ubicaciones arregladas en una configuración no lineal, de tal forma que el tejido estrechado, o estrechado reversible es plegado entre al menos dos de esas ubicaciones .

La capa interior de la cubierta exterior 140 puede ser ambas impermeable al vapor y al líquido, o puede ser impermeable al líquido y permeable al vapor. La capa interior puede ser fabricada de una delgada película de plástico, aún cuando otros materiales flexibles impermeables al líquido también pueden usarse. La capa interior, o la cubierta exterior impermeable al líquido 140 cuando es una sola capa, previene al material de humedecer los artículos, tales como cubiertas de cama y ropa, así como al usuario y al cuidador. Una adecuada película impermeable al líquido para usar como una capa interna impermeable al líquido, o una cubierta exterior impermeable al líquido de una sola capa 140, es una película de polietileno de 0,02 milímetros disponible de Huntsman Packaging, de Newport Nes, Virginia, Estados Unidos de América. Si la cubierta exterior 140 es una sola capa de material, puede grabarse o terminarse mate para proporcionar una apariencia más del tipo de tela. Como se mencionó antes, el material impermeable al líquido puede permitir a los vapores el escapar del interior del artículo absorbente desechable, mientras que previene a los líquidos de pasar a través de la cubierta exterior 140. Un adecuado material "con capacidad de respirar" está compuesto de una película de polímero micro-porosa o de una tela no tejida que ha sido recubierta o de otra forma tratada para impartir un deseado nivel de impermeabilidad al líquido. Una adecuada película micro-porosa es un material de película PMP-1, comercialmente disponible de Mitsui Toatsy Chemicals, Inc., de Tokio, Japón, o una película de poliolefina XKO-8044, comercialmente disponible de 3M Company, de Minneapolis, Minnesota .

El forro del lado al cuerpo permeable al líquido 142 es ilustrado como traslapando la cubierta exterior 140 y el compuesto absorbente 20, y puede no necesitar tener las mismas dimensiones como la cubierta exterior 140. El forro del lado al cuerpo 142 es deseablemente dócil, suave al tacto, y no irritante a la piel del usuario, y puede ser capaz de estirarse o elastomérico. Además, el forro del lado al cuerpo 142 puede ser menos hidrofílico que el compuesto absorbente 20, para presentar la superficie relativamente seca al usuario y permitir al líquido el prontamente penetrar a través de su grosor .

El forro del lado al cuerpo 142 puede fabricarse de una amplia selección de materiales de tejido, tales como fibras sintéticas (por ejemplo, fibras de poliéster o de polipropileno) , fibras naturales (por ejemplo, fibras de madera o de algodón) , una combinación de fibras naturales y sintéticas espumas porosas, espumas reticuladas, películas plásticas perforadas, o similares. Varias telas tejidas y no tejidas pueden usarse para el forro del lado al cuerpo 142. Por ejemplo, el forro del lado al cuerpo 142 puede componerse de un tejido soplado con fusión o unido con hilado de fibras de poliolefina. El forro del lado al cuerpo 142 puede también ser un tejido cardado y unido compuesto de fibras naturales y/o sintéticas . El forro del lado al cuerpo 142 puede componerse de un material sustancialmente hidrofóbico, y el material hidrofóbico puede, opcionalmente, tratarse con un surfactante o de otra forma procesarse para impartir un deseado nivel de humectabilidad e hidrofília.

El compuesto absorbente 20 puede colocarse o localizarse entre la cubierta exterior 140 y el forro del lado al cuerpo 142, cuyos componentes pueden unirse juntos por cualesquiera medios adecuados, tales como adhesivos, como son bien conocidos en el arte. La Figura 3 ilustra al pañal 120 con el compuesto absorbente 20 incorporado en él.

El armazón 132 también puede incorporar otros materiales que son diseñados primariamente para recibir, temporalmente almacenar, y/o transportar líquidos a lo largo de la superficie mutuamente encarando con el compuesto absorbente, por tanto maximizando la total capacidad absorbente del compuesto absorbente 20, si se desea. Un adecuado material es referido como una capa de surgimiento (no mostrada) e incluye un material que tiene un peso base de alrededor de 50 a alrededor de 120 gramos por metro cuadrado (gsm) , e incluyendo un tejido cardado y unido a través de aire de una mezcla homogénea de 60 por ciento de 3 denier del tipo de fibra bi-componente T-256 incluyendo una vaina de polietileno y núcleo de poliéster y de 40 por ciento de 6 denier del tipo de fibra de poliéster T-295, ambas comercialmente disponibles de Kosa Corporation, de Salisbury, Carolina del Norte, Estados Unidos de América. Otro ejemplo de una adecuada capa de surgimiento puede incluir un material hecho de 6 denier de polietileno tereftalato (PET) y de 6 denier de fibra bi-componente aglutinante, que tiene un peso base de alrededor de 50 a alrededor de 120 gramos por metro cuadrado (gsm) .

Los varios componentes del pañal 120 pueden ser integralmente ensamblados juntos empleando varios tipos de adecuados medios de acoplamiento, tales como uniones por adhesivo, ultrasónicas y térmicas o de combinaciones de las mismas .

Como se describió aquí, el compuesto absorbente de la invención incluye un material súper absorbente cuidadosamente escogido, material elastomérico, y, opcionalmente fibras de pulpa, todos presentes en especificas proporciones para lograr un compuesto absorbente que tiene un Estiramiento del Compuesto de alrededor de 50% o más, y una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 15 Darcy o más. Otro compuesto absorbente de la invención incluyendo 60 por ciento por peso o más de súper absorbente, material elastomérico, y, opcionalmente, fibras de pulpa, tiene un Estiramiento del Compuesto de alrededor de 30% o más, y una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 15 Darcy o más. Aún otro compuesto absorbente de la invención incluyendo material súper absorbente, material elastomérico, y, opcionalmente, fibras de pulpa, tiene un Estiramiento del Compuesto de alrededor de 100% o más, y una Permeabilidad del Compuesto de alrededor de 10 Darcy o más. Adicionalmente, el compuesto absorbente tiene mejorada contención del súper absorbente comparado al convencional súper absorbente que contiene compuestos absorbentes . El compuesto absorbente de la invención proporciona mejor ajuste, mayor comodidad, y mejoradas características de manejo del fluido en una variedad de artículos absorbentes, comparados a los convencionales compuestos absorbentes .

En general, la capacidad de estiramiento de un compuesto absorbente grandemente depende de la cantidad de material elastomérico en el compuesto absorbente. Más alta la cantidad de material elastomérico, más alta es la capacidad de estiramiento del compuesto absorbente. Por otra parte, la capacidad de estiramiento es significativamente reducida cuando la cantidad de la fibra de borra es aumentada. La permeabilidad es parcialmente dependiente de los valores de permeabilidad de cama de gel (GBP) de los materiales súper absorbentes así como la cantidad de material súper absorbente en el compuesto absorbente .

Como se mencionó arriba, los factores estructurales también afectan el estiramiento y la permeabilidad de un compuesto absorbente, tal como el tamaño de fibra y la longitud del material elastomérico, el número de uniones formadas y la resistencia aglutinante, el peso base y la densidad del compuesto absorbente, los defectos y similares. El tamaño de fibra y la longitud del material elastomérico son determinados por tecnologías de hilado fundido usadas (por ejemplo soplado con fusión o unido con hilado) . Dos variables estructurales que con frecuencia no dependen de las tecnologías de hilado de fibra son el peso base y la densidad de un compuesto absorbente. El peso base de un compuesto absorbente adecuadamente para esta invención puede estar en el rango desde alrededor de 100 a alrededor de 1000 gramos por metro cuadrado o desde alrededor de 200 a alrededor de 800 gramos por metro cuadrado, para un compuesto de una sola capa. Múltiples capas pueden usarse a fin de lograr un alto peso base total . El rango de densidad de los compuestos absorbentes de esta invención puede estar en el rango desde alrededor de 0,05 a alrededor de 0,5 gramos por centímetro cúbico, o desde alrededor de 0,1 a alrededor de 0,3 gramos por centímetro cúbico. El tratamiento posterior a la densificación puede aplicarse si se necesita una más alta densidad.

Métodos de Prueba Prueba de la Capacidad de Estiramiento del Compuesto Para determinar la capacidad de estiramiento de un material, tres predeterminadas proporciones de estirado son escogidas: 30%, 50%, y 100%. Cada material es primero probado a 30%, después a 50% si el material ha pasado la prueba de 30%, y finalmente a 100% si el material ha pasado ambas pruebas de 30% y de 50%. Para cada nivel de prueba de estiramiento, tres muestras son probadas y todas las tres deben pasar a fin de considerar que la muestra tiene el respectivo nivel de capacidad de estiramiento. Cada muestra es probada solamente una vez, aún si la muestra no se daña.

La capacidad de estiramiento de un compuesto es medida después de 3 ciclos de estiramiento a una predeterminada proporción de extensión y liberación, por tanto permitiendo al compuesto estirado el retraer de regreso a su dimensión original .

La capacidad de estiramiento es definida conforme a la siguiente ecuación: Capacidad de Estiramiento = (Le-Lo)xl00%/Lo En donde Le es la longitud después de la extensión (por ejemplo, la proporción predeterminada) , y LQ es la original longitud de la muestra. Para que una muestra sea calificada como que tiene una predeterminada capacidad de estiramiento, la muestra debe ser capaz de demostrar todos los siguientes requerimientos : (1) La muestra debe ser capaz de alcanzar la predeterminada proporción de estirado. (2) La muestra debe ser capaz de retraerse al menos 80% de la extensión cuando la fuerza es removida dentro de un intervalo de 1 minuto. La retracción es definida como: Retracción = {l- (Lf-L0) / (Le-L0) }xl00% En donde Lf es la longitud de la muestra después de que la fuerza es liberada por 1 minuto, Le es la longitud después de la extensión (por ejemplo, la proporción predeterminada) , y L0 es la longitud original de la muestra antes de la extensión. (3) La muestra debe alcanzar el primer criterio después de la segunda y tercera extensiones, y el segundo criterio después de la tercera extensión en la misma muestra. (al realizar la prueba, el criterio de la retracción es solamente revisado después de la tercera extensión) . (4) La muestra no debe mostrar aparentes cambios de estructura, tales como vacíos visibles, rajadas, o defectos generados comparados a la muestra original .

El compuesto absorbente fue cortado en muestras de 3 pulgadas por 7 pulgadas . Fue usado para medir la capacidad de estiramiento el INSTRON 4443, disponible de Instron Corporation, de Cartón, Massachussets. Cada muestra fue montada en el equipo verticalmente con dos abrazaderas y las ubicaciones de las abrazaderas fueron marcadas en la muestra. La distancia entre las dos abrazaderas fue de 4 pulgadas (L0) . La muestra fue estirada al mover la abrazadera superior hacia arriba a una tasa de 500 milímetros por minuto, y sostenida por cinco segundos a la predeterminada longitud de extensión (Le) . Después de 5 segundos de sostenerla, la abrazadera superior fue regresada a la posición original y la muestra fue libre de retraer. El segundo ciclo de estiramiento fue iniciado después de que la abrazadera superior fue regresada a la posición original por 10 segundos, seguido por el tercer ciclo. El procedimiento de estiramiento y de retracción para los segundo y tercer ciclos fue el mismo como el primer ciclo. La muestra fue removida del equipo después de completar el tercer ciclo de estiramiento y colocada sobre la banca. La distancia entre las dos marcas (Lf) fue medida después de que la muestra fue relajada por 1 minuto. Cada compuesto absorbente fue estirado en ambas la dirección a la máquina (MD) y la dirección transversal a la máquina (CD) . El más bajo valor de estiramiento medido desde las direcciones transversal a la máquina (CD) y en la dirección a la máquina (MD) fue escogido para representar el estiramiento del compuesto absorbente .

Prueba de Capacidad de Retención Centrífuga (CRC) La Prueba de Capacidad de Retención Centrífuga (CRC) mide la capacidad del material súper absorbente de retener líquido en él después de ser saturado y sometido a centrifugado bajo condiciones controladas. La capacidad de retención resultante es señalada como gramos de líquido retenido por gramo peso de la muestra (g/g) . La muestra a probarse es preparada de partículas las cuales son previamente tamizadas a través de una rejilla de malla 30 estándar de los Estados Unidos de América y retenidas en una rejilla de malla 50 estándar de los Estados Unidos de América. Como resultado, la muestra comprende partículas clasificadas por tamaño en el rango de alrededor de 300 a alrededor de 600 mieras. Las partículas pueden ser previamente tamizadas a mano o automáticamente y almacenadas en un recipiente sellado al vacío hasta la prueba .

La capacidad de retención es medida al colocar 0,2 + 0,005 gramos de la muestra previamente tamizada en una bolsa permeable al agua que contendrá a la muestra mientras permite a una solución de prueba (0,9 por ciento por peso de cloruro de sodio en agua destilada) que sea libremente absorbida por la muestra. El material de bolsa de té sellada por calor, tal como aquellas disponibles de Dexter Corporation, de Windsor Locks, Connecticut, Estados Unidos de América, designación de modelo 1234T, filtro de papel sellado por calor, funciona bien para la mayoría de las aplicaciones . La bolsa es formada al doblar una muestra de 5 pulgadas por 3 pulgadas del material de bolsa a la mitad y sellando por calor dos de los bordes abiertos para formar una bolsa rectangular de 2,5 pulgadas por 3 pulgadas. Los sellos por calor deben ser de alrededor de 0,25 pulgadas dentro del borde del material. Después la muestra es colocada en la bolsa, el borde que permanece abierto de la bolsa es también sellado por calor. Bolsas vacías son también hechas para servir como controles. Tres muestras (por ejemplo, bolsas rellenas y selladas) son preparadas para la prueba. Las bolsas rellenas deben probarse dentro de los tres minutos de la preparación a menos que inmediatamente se coloquen en un recipiente sellado, en cuyo caso las bolsas rellenas deben probarse dentro de los treinta minutos de la preparación.

Las bolsas son colocadas entre dos rejillas de fibra de vidrio recubiertas de TEFLÓN® que tienen aberturas de 3 pulgadas (Taconic Plastics, Inc., de Petersburg, Nueva York) y sumergidas en una cacerola de la solución de prueba a 23 grados centígrados, asegurándose que las rejillas son mantenidas abajo hasta que las bolsas son completamente humedecidas. Después de humedecer, las muestras permanecen en la solución por alrededor de 30 ± 1 minuto, en cuyo tiempo son removidas de la solución y temporalmente colocadas en una superficie plana no absorbente. Para múltiples pruebas, la cacerola debe vaciarse y rellenarse con solución de prueba fresca, después de que 24 bolsas han sido saturadas en la cacerola.

Las bolsas húmedas son entonces colocadas en una canasta de un adecuado centrifugado capaz de someter a las muestras a una fuerza de alrededor de 350. Un adecuado centrifugado es un Heraeus LaboFuge 400 que tiene una canasta de recolección de agua, un calibrador digital de revoluciones por minuto, y una canasta de drenaje mecanizada adaptada para sostener y drenar las muestras de bolsa. Donde las múltiples muestras son centrifugadas, las muestras deben colocarse en posiciones opuestas dentro del centrifugado para balancear la canasta cuando gira. Las bolsas (incluyendo las bolsas vacías húmedas) son centrifugadas a alrededor de 1600 revoluciones por minuto (rpm) (por ejemplo, para lograr un objetivo de fuerza g de alrededor de 350), por 3 minutos. Las bolsas son removidas y pesadas, con las bolsas vacías (controles) siendo pesadas primero, seguido de las bolsas que contienen las muestras. La cantidad de solución retenida por la muestra, tomando en consideración la solución retenida por la bolsa misma, es la capacidad de retención centrífuga (CRC) de la muestra, expresada como gramos de fluido por gramo de muestra. Más particularmente, la capacidad de retención es determinada como: Beso de Muestra & Bolsa después ds centrífuga - peso bolsa vacía después de centrifugado - peso nuestra seca peso de muestra seca Las tres muestras son probadas y los resultados son promediados para determinar la capacidad de retención (CRC) del material súper absorbente. Las muestras son probadas a 23+1 grados centígrados a 50+2 porcentaje de humedad relativa.

Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) @ Presión de Hinchado de 0, 3 libras por pulgada cuadrada (psi) Como se usa aquí, la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) Bajo Carga, de otra forma referida aquí como Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) a 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) , determina la permeabilidad de partículas hinchadas de una cama de gel (por ejemplo, material súper absorbente o el compuesto absorbente) , bajo condiciones que son comúnmente referidas como siendo condiciones "bajo carga". El término "bajo carga" significa que el hinchado de las partículas es constreñido por una carga generalmente consistente con cargas normales de uso aplicadas a las partículas, tales como sentado, caminata, girado, etc., por el usuario .

Un adecuado aparato para conducir la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel es mostrado en las Figuras 4 y 5 e indicado generalmente como 228. El aparato de prueba 228 comprende un recipiente de muestra, generalmente indicado como 230, y un pistón, generalmente indicado como 236. El pistón 236 comprende de un eje cilindrico LEXAN 238 que tiene un agujero cilindrico concéntrico 240 perforado hacia abajo del eje longitudinal del eje. Ambos extremos del eje 238 son mecanizados para proporcionar extremos superior e inferior respectivamente designados 242, 246. Un peso indicado como 248 descansa sobre un extremo 242 y tiene un agujero cilindrico perforado a través de al menos una parte de su centro.

Una cabeza de pistón circular 250 está colocada en el otro extremo 246 y es proporcionada con un anillo interior concéntrico de siete agujeros 260, cada uno teniendo un diámetro de alrededor de 0,95 centímetros, y un anillo exterior concéntrico de catorce agujeros 254, también cada uno teniendo un diámetro de alrededor de 0,95 centímetros. Los agujeros 254, 260 son perforados desde arriba debajo de la cabeza de pistón 250. La cabeza de pistón 250 también tiene un agujero cilindrico 262 perforado en el centro de la misma para recibir el extremo 246 del eje 238. El fondo de la cabeza de pistón 250 puede también cubrirse con una rejilla de acero inoxidable de malla 100 estirada de forma biaxial.

El recipiente de muestra 230 comprende un cilindro 234 y una rejilla de tela de acero inoxidable de malla 400, 266, que es estirada de forma biaxial para tensión y acoplada al extremo inferior del cilindro. Una muestra de la partícula de gel, indicada como 268 en la figura 4, es soportada sobre la rejilla 266 dentro del cilindro 234 durante la prueba .

El cilindro 234 puede ser perforado de una barra transparente de LEXAN o de un material equivalente, o puede cortarse de un tubo de LEXAN o de material equivalente, y tiene un diámetro interior de alrededor de 6 centímetros (por ejemplo, un área en la sección cruzada de alrededor de 28,27 centímetros cuadrados) , y un grosor de pared de alrededor de 0,5 centímetros y una altura de aproximadamente de 10 centímetros. Agujeros de drenado (no mostrados) son formados en la pared lateral del cilindro 234 a una altura de aproximadamente 7,8 centímetros arriba de la rejilla 266 para permitir al líquido drenar del cilindro para por lo tanto mantener un nivel de fluido en el recipiente de la muestra a aproximadamente 7,8 centímetros arriba de la rejilla 266. La cabeza de pistón 250 es mecanizada de una barra de LEXAN o de un material equivalente y tiene una altura de aproximadamente 16 milímetros y un tamaño de diámetro tal que ajusta dentro del cilindro 234 con mínimo espacio de pared pero aún deslizando libremente. El eje 238 es mecanizado de una barra de LEXAN o de un material equivalente, y tiene un diámetro exterior de alrededor de 2,22 centímetros y un diámetro interior de alrededor de 0,64 centímetros .

El extremo superior del eje 242 es aproximadamente de 2 , 54 centímetros de largo y aproximadamente de 1,58 centímetros de diámetro, formando un hombro anular 247 para soportar el peso 248. El peso anular 248 tiene un diámetro interior de alrededor de 1,59 centímetros de tal forma que desliza en el extremo superior 242 del eje 238 y descansa sobre el hombro anular 247 formado en el mismo. El peso anular 248 puede hacerse de acero inoxidable o de otros adecuados materiales resistentes a la corrosión de la presencia de la solución de prueba, que es 0,9 por ciento por peso de una solución de cloruro de sodio en agua destilada. El peso combinado del pistón 236 y el peso anular 248 iguala a aproximadamente 596 gramos, que corresponde a una presión aplicada en la muestra 268 de alrededor de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi), o de alrededor de 20,7 dynes por centímetro cuadrado, (2,07 kPa) sobre un área de muestra de alrededor de 28,27 centímetros cuadrados.

Cuando la solución de prueba fluye a través del aparato de prueba durante la prueba como se describe abajo, el recipiente de muestra 230 generalmente descansa sobre una rejilla de soporte de acero inoxidable rígida de malla 16 (no mostrada) . Alternativamente, el recipiente de la muestra 230 puede descansar sobre un anillo de soporte (no mostrado) clasificado por tamaño diametralmente sustancialmente el mismo como el cilindro 234 de tal forma que el anillo de soporte no restringe el flujo del fondo del recipiente.

Para conducir la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel bajo condiciones de "libre hinchado", el pistón 236, con el peso 248 asentado en él, es colocado en un recipiente de muestra vacío 230 y la altura es medida usando un adecuado calibrador exacto a 0,01 milímetros con el platillo removido. Es importante el medir la altura de cada recipiente de muestra 230 vacío y el mantener rastro de que pistón 236 y peso 248 es usado cuando se usa un aparato de múltiples pruebas. El mismo pistón 236 y peso 248 debe usarse para mediciones cuando la muestra 268 es más tarde hinchada siguiendo la saturación.

La muestra a probarse es preparada de partículas que son previamente tamizadas a través de una rejilla estándar de los Estados Unidos de América de malla 30 y retenidas sobre una rejilla estándar de los Estados Unidos de América de malla 50. Como resultado, la muestra de prueba comprende de partículas clasificadas por tamaño en el rango de alrededor de 300 a alrededor de 600 mieras. Las partículas pueden ser previamente tamizadas a mano o automáticamente. También las muestras de prueba pueden ser partículas como tales .

Aproximadamente 0,9 gramos de la muestra son colocados en el recipiente de la muestra 230 y distribuidos uniformemente en el fondo del recipiente de la muestra 230. El recipiente de la muestra 230, con 0,9 gramos de la muestra en él, y con el pistón 236 y el peso 248 colocados en la muestra dentro del recipiente de muestra 230, es entonces sumergido en la solución de prueba por un período de tiempo de alrededor de 60 minutos para saturar la muestra.

Al final de este período, el recipiente de la muestra 230, el pistón 236, el peso 248, y la muestra 268 son removidos de la solución. El grosor de la muestra saturada 268 es determinado de nuevo midiendo la altura desde el fondo del peso 248 arriba del cilindro 234, usando el mismo calibrador de grosor usado previamente considerando que el punto cero no cambia de la inicial medición de altura..La medición de altura obtenida de la medición del recipiente de muestra vacío 230, el pistón 236, y el peso 248 es restado de la medición de la altura obtenida después de saturar la muestra 268. El valor resultante es el grosor, o altura "H" de la muestra hinchada.

La medición de permeabilidad es iniciada por el suministro de un flujo de la solución de prueba en el recipiente de la muestra 230 con la muestra saturada 268, el pistón 236, y el peso 248 dentro. La tasa de flujo de la solución de prueba en el recipiente de muestra 230 es ajustada para mantener una altura de fluido de alrededor de 7,8 centímetros arriba del fondo del recipiente de muestra 230. La cantidad de la solución que pasa a través de la muestra 268 en contra del tiempo es medida de manera gravimétrica . Los puntos de datos son recolectados cada segundo por al menos veinte segundos una vez que el nivel del fluido ha sido estabilizado a y mantenido a alrededor de 7,8 centímetros de altura. La tasa de flujo Q a través de la muestra hinchada 268 es determinada en unidades de gramos por segundo (g/s) por un ajuste cuadrado de al menos lineal de fluido que pasa a través de la muestra 268 (en gramos) en contra del tiempo (en segundos) .

La Permeabilidad en centímetros cuadrados es obtenida por la siguiente ecuación: K- [Q*H*µ] / [A*p*P] Donde K= Permeabilidad (en centímetros cuadrados) , Q = tasa de flujo (gramos por Segundo) , H = altura de la muestra (en centímetros) , µ = viscosidad del líquido (poise) (aproximadamente un centipoises para la solución de prueba usada con esta Prueba) , A = área de la sección cruzada para el flujo líquido (centímetros cuadrados) , p = densidad líquida (gramos por centímetro cúbico) (aproximadamente un gramo por centímetro cúbico, para la solución de prueba usada en esta Prueba) y P = presión hidrostática (dynes por centímetro cuadrado) (normalmente aproximadamente 3.923 dynes por centímetro cuadrado) . La presión hidrostática es calculada de: P =p*g*h Donde p = densidad líquida (gramos por centímetro cúbico), g = aceleración gravitacional, nominalmente 981 centímetros por segundo cuadrado, y h = altura del fluido, por ejemplo, 7,8 centímetros para la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel descrita aquí .

Un mínimo de tres muestras son probadas y los resultados son promediados para determinar la permeabilidad de la cama de gel de la muestra.

Método de Prueba de la Permeabilidad del Compuesto La Prueba de Permeabilidad del Compuesto es usada para determinar la permeabilidad del compuesto absorbente, y más particularmente una permeabilidad en la "dirección z" del compuesto absorbente con base en el flujo líquido a través del grosor del compuesto. Esta prueba es sustancialmente similar a la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel descrita antes , con las siguientes excepciones anotadas. Con referencia de nuevo a las Figuras 4 y 5, en vez de hincharse bajo una presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi), los compuestos absorbentes fueron hinchados bajo ninguna presión pero probaron su permeabilidad bajo una presión de 0,3 libras por pulgada cuadrada (el pistón 236 y el peso 248 fueron colocados al compuesto absorbente después de libremente saturarse por 60 minutos en 0,9 por ciento por peso de una solución salina de cloruro de sodio) . También, en vez de material súper absorbente en partículas siendo colocado en el recipiente de muestra 230, una muestra del compuesto absorbente circular 268 (por ejemplo, ya sea formado o de otra forma cortado de un compuesto absorbente más grande) , con cualquier envoltura del material de formación (por ejemplo, tisú de formación) removido y teniendo un diámetro de alrededor de 6 centímetros es colocado en el recipiente de muestra 230 en el fondo del cilindro 234 en contacto con la rejilla 264. El recipiente de muestra 230 (sin el pistón y el peso en él) es entonces sumergido en un 0,9 por ciento por peso de solución salina de cloruro de sodio por un período de tiempo de alrededor de 60 minutos para saturar el compuesto absorbente. La misma medición de altura obtenida para la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) es tomada, por ejemplo, con el recipiente de muestra 230 vacío y con la muestra del compuesto absorbente dentro del recipiente de muestra 230 y saturado.

La medición de permeabilidad del compuesto absorbente es iniciada por el suministro de un flujo continuo de solución salina en el recipiente de muestra 230 con el compuesto absorbente saturado, el pistón 236, y el peso 248 dentro. La solución salina es suministrada al recipiente de muestra 230 a una tasa de flujo suficiente para mantener una altura de fluido de alrededor de 7,8 centímetros arriba del fondo del recipiente de muestra 230. La cantidad de fluido que pasa a través del compuesto absorbente en contra del tiempo es medida de forma gravimétrica. Los puntos de datos son recolectados cada segundo por al menos veinte segundos una vez que el nivel del fluido ha sido estabilizado a y mantenido a alrededor de 7,8 centímetros de altura. La tasa de flujo Q a través de la muestra del compuesto absorbente 268 es determinada en unidades de gramos por segundo (g/s) por un ajuste cuadrado al menos lineal de fluido que pasa a través del recipiente de muestra 230 (en gramos) en contra del tiempo (en segundos) . La permeabilidad del compuesto absorbente es entonces determinada usando la ecuación señalada arriba para la Prueba de Permeabilidad de la Cama de Gel.

Donde es conducida la Prueba de Permeabilidad del Compuesto Absorbente como se describió arriba, y más particularmente donde la muestra del compuesto absorbente es sumergida en la solución sin el pistón y el peso en la misma, la prueba se dice que es conducida bajo condiciones de "libre hinchado" por lo que el compuesto absorbente es permitido de hinchar libre de cualquier carga de restricción. En una variación de esta prueba, el pistón y el peso pueden colocarse sobre la muestra dentro del compuesto de muestra 230 y entonces todo el conjunto puede sumergirse de tal forma que una carga es aplicada a la muestra conforme la muestra se satura y se hincha. Cuando se realiza de esta manera la prueba es referida como siendo realizada "bajo carga".

EJEMPLOS Ejemplo 1 En este ejemplo, la Permeabilidad del Compuesto de cinco diferentes muestras del compuesto absorbente, cada una incluyendo diferentes materiales súper absorbentes, es medida y comparada. Los otros componentes en las muestras del compuesto absorbente permanecen constantes entre las muestras, con solamente el tipo de material súper absorbente (SAM) variando entre las muestras .

El material súper absorbente (SAM) en la muestra 1 fue SXM 9543, comercialmente disponible de Degussa SuperAbsorber, de Greensboro, Carolina del Norte, tratado en la superficie con una solución de polivinil amina disponible de BASF Corporation, en Mount Olive, Nueva Jersey, bajo el nombre de marca de CATIOFAST® PR 8106 (25 por ciento por peso de sólidos) . La solución de polivinil amina fue previamente disuelta en agua destilada, y súper absorbente SXM 9543 seco fue añadido en la solución y agitada. El SXM 9543 se hinchó a niveles de alrededor de 2,5 gramos por gramo (por ejemplo, 30 gramos de súper absorbente seco fueron tratados con una solución que incluye 3 gramos de CATIOFAST® PR8106 y 72,5 gramos de agua destilada) en la preparada solución de polivinil amina y fue entonces secada a 60 grados centígrados por 15 horas . El súper absorbente secado fue molido por una licuadora Osterizer® a una alta velocidad a un marco de "licuado" y tamizado a través de un tamiz de 850 mieras. El SXM 9543 tratado de superficie contiene alrededor de 2,5% por peso de polivinil amina .

El material súper absorbente (SAM) en la muestra 2 fue SXM 9543 no tratado.

El material súper absorbente (SAM) en la muestra 3 fue SXM 9394, también comercialmente disponible de Degussa Superabsorber .

El material súper absorbente (SAM) en la muestra 4 fue FAVOR 880, también disponible de Degussa Superabsorber.

El material súper absorbente (SAM) en la muestra 5 fue 2035HP, comercialmente disponible de Dow Chemical, Co., de Midland, Michigan.

En cada muestra, la proporción del material súper absorbente (SAM) , material elástico y fibras de pulpa fue de 75/15/10. El material elástico fue KRATON® G2755, disponible de Kraton, Inc., de Houston, Texas. Las fibras de pulpa fueron Sulfatato HJ, disponible de Rayonier Inc., de Jesup, Georgia.

La Permeabilidad del Compuesto y la capacidad de estirarse fueron probados usando los métodos de prueba descritos aquí. Todos los compuestos en las Tablas 1 y 2 tienen un peso base de 425 gramos por metro cuadrado y una densidad de 0,27 gramos por centímetro cúbico.

Tabla 1 : Resultados de las pruebas de Capacidad de Estiramiento y Permeabilidad Como se muestra en la Tabla 1, el material súper absorbente (SAM) con más altos valores de Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) es de ayuda para mejorar la Permeabilidad del Compuesto. Todas las muestras demostraron el requisito de capacidad de estiramiento de la invención, pero solamente la muestra 1, que exhibió el requisito de Permeabilidad del Compuesto, cayó dentro del alcance de la invención.

Ejemplo 2 Además de la Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) del material súper absorbente (SAM) , la Permeabilidad del Compuesto también depende de las proporciones del material súper absorbente (SAM) , material elastomérico, y fibras de pulpa. Este ejemplo muestra que cuando el porcentaje de fibras de pulpa aumenta, o cuando el porcentaje de material elastomérico disminuye, la Permeabilidad del Compuesto consiguientemente aumentará .

La Tabla 2 incluye 10 muestras del compuesto absorbente variando en términos de tipo de material súper absorbente (SAM) , tipo de pulpa, y/o proporciones del material súper absorbente (SAM) , material elastomérico y fibras de pulpa. Los mismos tipos de material súper absorbente (SAM) y de material elastomérico usados en el ejemplo fueron usados en este ejemplo. Los tipos de fibra de pulpa usados en este ejemplo fueron NF405, disponible de Weyerhaeuser de Federal Way, Washington; Sulfatato HJ (SHJ) , disponible de Rayonier de Jesup, Georgia; y CR1654, disponible de Bowater, de Coosa Pines , Alabama .

Tabla 2 : Resultados de la Prueba de Permeabilidad y de Capacidad de Estirarse del Compuesto Al cambiar las proporciones del Material Súper Absorbente (SAM) , el material elastomérico y las fibras de pulpa o usando diferentes fibras de pulpa, algunos de los compuestos absorbentes en la Tabla 1 encontrarán los mínimos requisitos de Permeabilidad del Compuesto, tal como la muestra 1, que fueron ahora incapaces del objetivo de estiramiento, como en la muestra 6. En la Tabla 2 , las muestras 8 y 9 ambas incluyeron pulpa NF405, pero diferentes proporciones del Material Súper Absorbente (SAM) , el material elastomérico y las fibras de pulpa. Consiguientemente, la muestra 8 exhibe una más alta permeabilidad y una más baja capacidad de estiramiento mientras que la muestra 9 exhibe lo opuesto .

Cuando el material súper absorbente (SAM) y los tipos de material elástico así como las proporciones del material súper absorbente (SAM) , el material elastomérico y las fibras de pulpa permanecen constantes, los diferentes tipos de fibras de pulpa también afectan la Permeabilidad del Compuesto. En la Tabla 2, las muestras 8 y 10 usan diferentes tipos de fibras de pulpa y exhiben diferentes combinaciones de permeabilidad y capacidad de estiramiento.

El estiramiento de un compuesto absorbente capaz de estirarse depende grandemente de los tipos de polímeros elásticos y del porcentaje de polímeros elásticos en el compuesto. En general, conforme el porcentaje de un polímero elástico aumenta, el estiramiento de un compuesto absorbente capaz de estirarse aumenta, y viceversa. En la Tabla 2, la muestra 6 tiene valores de Permeabilidad del Compuesto dentro de los parámetros de la invención, pero sus valores de estiramiento caen fuera de los parámetros de la invención. Por lo tanto, la muestra 6 no es considerada para estar dentro del alcance de la invención.

Aún cuando el tipo de borra tiene un ligero efecto en la permeabilidad del compuesto, la Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) del súper absorbente juega un mucho más importante papel en este aspecto. Todas las muestras que demuestran el requisito de estiramiento y de permeabilidad de la invención incluyen un súper absorbente SXM 9543 tratado de superficie por polivinil amina que tiene una Permeabilidad de Cama de Gel (GBP) debajo de un valor de hinchado de 0,3 libras por pulgada cuadrada (psi) de más de 30 Darcy. Entre estas muestras, la muestra 1 demuestra una combinación de Estiramiento del Ccompuesto de 50% o más y una Permeabilidad del Compuesto de 15 Darcy o más. La muestra 1 también demostró una combinación del Estiramiento del Compuesto de 30% o más y la Permeabilidad del Compuesto de 15 Darcy mientras que contiene al menos 60 por ciento por peso de súper absorbente. Las muestras 1,7 y 13 demostraron una combinación de Estiramiento del Compuesto de 100%, o más y la Permeabilidad del Compuesto de 10 Darcy o más. Ninguna de las otras muestras que incluyeron súper absorbente con bajos valores de Permeabilidad de la Cama de Gel (GBP) demostraron estas combinaciones de valores del Estiramiento del Compuesto y de Permeabilidad del Compuesto.

En la Tabla 2, las muestras 14 y 15 contienen solamente el material súper absorbente (SAM) y fibras de pulpa y fueron producidas de conformidad con actuales procesos de fabricación de pañal, que no contienen cualesquiera polímeros elásticos y exhiben 0% de estiramiento. Las muestras 14 y 15 son proporcionadas por referencia.

Las muestras 1-15 en los ejemplos 1 y 2, demuestran la importancia de la selección de adecuados materiales súper absorbentes (SAM) , materiales elásticos, tipos de pulpa, y las proporciones balanceadas de materiales involucrados en la producción del compuesto absorbente capaz de estirarse que tiene propiedades definidas por la invención.

Será apreciado que detalles de las anteriores incorporaciones, dadas para propósitos de ilustración, no serán construidos como limitantes al alcance de esta invención. Aún cuando solamente unas pocas ejemplares incorporaciones de esta invención han sido descritas en detalle arriba, aquellos con habilidad en el arte prontamente serán apreciados que muchas modificaciones son posibles en las incorporaciones ejemplares sin que materialmente se aparten de las nuevas enseñanzas y ventajas de esta invención. En consecuencia, todas las tales modificaciones son intencionadas para incluirse dentro del alcance de esta invención, que es definida en las siguientes reivindicaciones y todas las equivalencias de las mismas . Además, se reconoce que muchas incorporaciones pueden concebirse que no alcanzan todas las ventajas de algunas incorporaciones, particularmente de las incorporaciones preferibles, pero la ausencia de particulares ventajas no deberá construirse para necesariamente significar que tales incorporaciones están fuera del alcance de la presente invención.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S Un compuesto absorbente estirable, que comprende : un material súper absorbente; y un material elastomérico; en donde el compuesto absorbente exhibe un estiramiento de compuesto de alrededor de 50% o más, y una permeabilidad de compuesto de alrededor de 15 Darcy o más . Un compuesto absorbente estirable, que comprende ; un material súper absorbente; y un material elastomérico; en donde el compuesto absorbente exhibe un estiramiento de compuesto de alrededor de 100% o más, y una permeabilidad de compuesto de alrededor de 10 Darcy o más . 3. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en la cláusula 1 o en la cláusula 2, caracterizado porque comprende entre alrededor de 5% y alrededor de 95%, o entre alrededor de 50% y alrededor de 95% por peso de material súper absorbente . Un compuesto absorbente estirable, que comprende : alrededor de 60% por peso o más de material súper absorbente; y un material elastomérico; en donde el compuesto absorbente exhibe un estiramiento de compuesto de alrededor de 30% o más, y una permeabilidad de compuesto de alrededor de 15 Darcy o más . 5. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado además porque comprende entre alrededor de 0% y alrededor de 75%, o entre alrededor de 0% y alrededor de 25% por peso de fibras de pulpa . 6. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque comprende entre alrededor de 5% y alrededor de 25%, por peso de material elastomérico. 7. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado además porque comprende un surfactante. 8. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el material súper absorbente tiene una permeabilidad de cama de gel bajo 0,3 libras por pulgada cuadrada de alrededor de 30 Darcy o más . 9. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el material súper absorbente tiene una capacidad de retención centrífuga de alrededor de 20 gramos/gramo o más. 10. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el material súper absorbente comprende un material súper absorbente aniónico tratado de superficie con una solución de polivinil amina. 11. El compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque el material elastomérico comprende por lo menos uno de un grupo que consiste de copolímeros olefínicos, elastómeros de polietileno, elastómeros de polipropileno, elastómeros de poliéster, terpolímeros de etileno-propileno-dieno, estireno-isopreno-estireno, estireno-butadieno-estireno, estireno-isopreno-butadieno-estireno, estireno-etileno/butileno-estireno, estireno-etileno/propileno-estireno, poliuretano, poliisopreno, polibutadieno entrecruzado, y combinaciones de los mismos . 12. Un artículo absorbente que comprende el compuesto absorbente tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes . 13. Un método para hacer el compuesto absorbente estirable tal y como se reivindica en una cualquiera de las cláusulas precedentes, caracterizado porque comprende los pasos de: extrudir el material elastomérico a través de por lo menos una matriz de soplado con fusión; fibrilar una pluralidad de fibras de pulpa; mezclar el material súper absorbente que tiene una permeabilidad de cama de gel bajo 0,3 libras por pulgada cuadrada de alrededor de 30 Darcy o más con las fibras de pulpa fibriladas y el material elastomérico extrudido; y transferir la mezcla del material súper absorbente, de las fibras de pulpa fribiladas y del material elastomérico extrudido sobre un transportador. 14. El método tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado además porque comprende el paso de rociar una mezcla de surfactante acuoso a través de la mezcla del material súper absorbente, de las fibras de pulpa fibriladas y del material elastomérico extrudido mientras que se transfiere a la mezcla del material súper absorbente, de las fibras de pulpa fibriladas y del material elastomérico extrudido sobre el transportador. 15. El método tal y como se reivindica en las cláusulas 13 ó 14, caracterizado porque la mezcla del material súper absorbente, de las fibras de pulpa fibriladas, y del material elastomérico extrudido comprende entre alrededor de 30% y alrededor de 85% por peso de material súper absorbente, entre alrededor de 5% y alrededor de 25% por peso de material elastomérico, y entre alrededor de 10% y alrededor de 70% por peso de fibras de pulpa. R E S U E N Un compuesto absorbente estirable que tiene una permeabilidad de compuesto de alrededor de 10 Darcy o más, o alrededor de 15 Darcy o más, y una estirabilidad del compuesto de alrededor de 30% o más, o alrededor de 50% o más, o alrededor de 100% o más, y un método para hacer tal compuesto absorbente estirable. El compuesto absorbente estirable incluye un material súper absorbente, un material elastomérico, y opcionalmente, fibras de pulpa. Más particularmente, el compuesto absorbente estirable puede incluir entre alrededor de 30% y alrededor de 85% por peso de material súper absorbente, entre alrededor de 5% y alrededor de 25% por peso de material elastomérico, y entre alrededor de 10% y alrededor de 70% por peso de fibras de pulpa. El estiramiento y las capacidades de manejo de líquido del compuesto absorbente estirable hace al compuesto absorbente estirable adecuado para la incorporación en una variedad de artículos absorbentes, incluyendo los productos para el cuidado personal, los artículos absorbentes para la saluda/médicos, y los artículos absorbentes domésticos/industriales, por ejemplo.