MXPA99004111A - Metodo de produccion de una estructura absorbentecon propiedades de resistencia mejoradas - Google Patents

Abstract

Un método de producción de una estructura absorbente que incluye fibras hidrofílicas y partículas de material superabsorbente, que consiste en formar una estructura expuesta al aire a partir de fibras y partículas superabsorbentes. Cuando menos una parte de la estructura expuesta al aire se humedece para un contenido de humedad en la región humedecida de cuando menos 15%calculado sobre el peso total de la estructura dentro de la región humedecida, después de lo cual la región humedecida se seca a un contenido de humedad no mayor que 12%. El tratamiento húmedo mejora la resistencia a la tracción de la estructura absorbente. También se mejora la dispersión de líquidos.

Description

MÉTODO DE PRODUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA ABSORBENTE CON PROPIEDADES DE RESISTENCIA MEJORADAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para producir una estructura absorbente expuesta al aire que incluye fibras hidrofilicas y partículas de material superabsorbente. Tales estructuras absorbentes se utilizan en articulos sanitarios, como pañales, protectores contra incontinencia, toallas higiénicas y~artículos similares.

DESCRIPCIÓN DE LOS ANTECEDENTES O? "LA INVENCIÓN Una estructura absorbente en un articulo sanitario del tipo ya mencionado anteriormente propuesto para utilizarlo una sola vez comúnmente se constituye por una o más capas de fibras hidrofilicas, normalmente pulpla blanda de celulosa.

La estructura también incluirá con frecuencia los denominados superabsorbentes, los cuales son polímeros que pueden absorber muchas veces su propio peso en agua o líquido corporal. Tal estructura absorbente es flexible y cómoda para usar y también tiene gran capacidad de absorción. Un inconveniente de estas estructuras absorbentes conocidas es su relativamente bajas propiedades de resistencia, particularmente su resistencia a la tensión, la cual algunas veces puede causar problemas en algunos pasos de la fabricación del artículo sanitario en cuestión, y también durante el uso del artículo antes mencionado. Se han hecho varios intentos por mejorar la resistencia y la coherencia estructural de tales artículos absorbentes, entre otras cosas, mezclando fibras sintéticas termoplásticas con el calentamiento subsecuente de la estructura absorbente; véase por ejemplo, US 4,590,114. Las fibras termoplásticas se mezclan con este y contribuyen a una estructura más coherente que ha mejorado las propiedades de resistencia. El inconveniente con esta solución es el precio relativamente alto de las fibras termoplásticas y la influencia negativa que la denominada unión térmica tiene en las propiedades de absorción. Un método para producir una estructura absorbente expuesta a la humedad, de resistencia a la tensión relativamente alta, se discute en la patente US 4,551,142, por ejemplo. Este método incluye proporcionar una dispersión acuosa de las fibras de celulosa y partículas superabsorbentes, la formación de esta dispersión en hojas expuestas a la humedad las cuales después son deshidratadas, secadas y comprimidas a una densidad deseada. El procedimiento y equipo que se requiere en este proceso son completamente diferentes a los que se aplican normalmente en el método de exposición al aire, en el cual la pulpa de celulosa en forma de hoja o paca se desmenuza en seco para formar la denominada pulpa blanda y se expone al aire para formar una esterilla de pulpa junto con los partículas superabsorbentes . La patente US 516,569 describe que un compuesto absorbente que contiene 40 a 85% de partículas superabsorbentes se humecta con un contenido de humedad de entre 15 a 30% para unir las partículas superabsorbentes en el compuesto.

OBJETIVOS Y CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es proporcionar un método para producir una estructura absorbente formada de acuerdo con un método de exposición al aire y que tenga propiedades de resistencia considerablemente mejoradas. Este objeto se alcanza, de acuerdo con la invención, humedeciendo la estructura expuesta al aire con un contenido de humedad - de por lo menos 15%, preferentemente por lo menos 20%, y más preferentemente por lo menos 35%, calculado sobre el peso total de la estructura, y después secando la estructura a un contenido de humedad de a cuanto más 12%, preferentemente no más de 10%. Cuando la estructura absorbente es humedecida o hidratada con un alto contenido de humedad, el agua puede ser comprimida de la estructura _antes del secado de la misma . La estructura es humedecida preferentemente con agua destilada o agua deionizada. El método de la inventiva es flexible, en virtud del hecho de que solamente es necesario humectar o mojar ciertas partes de la estructura para obtener una mejor resistencia. Por ejemplo, la estructura puede ser humedecida con un patrón de humectación adecuado, por ejemplo, en un patrón de tiras o en un patrón de red. En el caso de las estructuras contorneadas en donde las diferentes partes de la estructura tienen pesos por área unitaria mutuamente diferentes, puede ser adecuado- .humedecer únicamente aquellas partes que tengan el menor peso por área unitaria y con esto la menor resistencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una fotografía de microscopio electrónico de ana estructura de pulpa blanda que incluye partículas superabsorbentes . La Figura 2 es una fotografía correspondiente a una estructura tratada correspondiente de acuerdo con la invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La estructura absorbente se forma por un método de exposición al aire convencional sec [sic], por ejemplo EP 0 122 042, de acuerdo con el cual la pulpa de celulosa es desmenuzada en seco para pulpa de celulosa blanda y una mezcla de esta pulpa y partículas superabsorbentes se exponen al aire para formar una red, o se exponen al aire en moldes sobre la denominada rueda formadora de esterillas, para formar la estructura absorbente. Las partículas superabsorbentes, pueden ser aplicadas alternativamente como una capa entre capas de pulpa, en vez de mezclarse con fibras de pulpa. También es posible formar dos o más capas una sobre la otra. Estas capas pueden contener porcentajes de superabsorbencia mutuamente diferentes, diferentes tipos de fibras de pulpa y/o superabsorbentes, como para impartir las propiedades deseadas a la estructura absorbente, como las propiedades de captación de líquido, dispersión de líquido y almacenamiento de líquido. La construcción de tales estructuras absorbentes es bien conocida en la técnica y no será descrita en detalle en la presente. Las fibras de celulosa pueden constituirse de pulpa química, pulpa mecánica, pulpa ter omecánica o quimiotermomecánica (CTMP) . Las fibras de celulosa químicamente reticuladas también pueden ser utilizadas. Otros tipos de fibras hidrofílicas son celulosa regenerada (viscosa) , poliéster y fibras hidrofóbicas que han sido tratadas con un agente hidrofilizante. Varios tipos diferentes de superabsorbentes se puede utilizar. Una característica común de estos superabsorbentes es que son polímeros los cuales son capaces- de absorber y unir agua o líquido corporal en cantidades que corresponden a varias veces su propio peso. Los ejemplos de polímeros que se utilizan para este fin son poliacrílatos, alginatos, polisacáridos, como derivados de celulosa, derivados de almidón, etc., y copolímeros y polímeros de injerto de los mismos . Las partículas superabsorbentes preferentemente se presentarán en una cantidad correspondiente a por lo menos 3% calculado sobre el peso total de la estructura antes de humectar las partículas superabsorbentes, preferentemente por lo menos 5% y no más de 80%, preferentemente no más de 70% y más preferentemente no más de 35%. La estructura absorbente expuesta al aire es humectada con agua en la región de humectación con un contenido de humedad de por lo menos 15%, preferentemente por lo menos 20% y más preferentemente por lo menos 35%, calculado sobre el peso total de la estructura. El término humectación, como se utiliza en la presente, también incluye mojar con agua la estructura hasta la concentración saturada de las regiones mojadas. El agua utilizada seré preferentemente destilada o agua deionizada, la cual tiene el mínimo efecto posible sobre la absorbencia de los superabsorbentes después de la humectación y al secado de la estructura. La estructura completa puede ser humedecida, o solamente partes de dicha estructura. Por ejemplo, la estructura puede ser humedecida extendiendo tiras longitudinales o transversales, en un patrón de red o en algún otro patrón que se juzgue sea adecuado en el contexto. En el caso de estructuras absorbentes que tengan apariencia contorneada, en donde las diferentes partes de la estructura tienen diferentes pesos por unidad de área, puede ser adecuado humectar únicamente aquellas partes que tengan el menor peso por área unitaria y por lo mismo sean las más débiles. Después se seca la estructura en alguna forma adecuada para un contenido de humedad de no más de 12%, de preferencia 10%, calculado sobre el peso total de la estructura. Parte del líquido puede ser comprimido mecánicamente - desde la estructura antes de secado de dicha estructura. Esto puede ser apropiado cuando una cantidad excesiva de líquido ha sido utilizada para humectar la estructura. La estructura absorbente preferentemente permanecerá humedecida durante un periodo de tiempo de por lo menos un minuto. Esto es para permitir que las partículas superabsorbentes absorban el líquido y se dilaten. La dilatación de las partículas superabsorbentes dan como resultado una cierta adhesión entre el superabsorbente y las fibras de pulpa, y se puede decir que la dilatación de los superabsorbentes funcionan como una unión en la estructura de fibras que incrementa la resistencia de dicha estructura. Como se verá en las Figuras 1 y 2, los granos superabsorbentes no conservan su forma de partículas original después del tratamiento, pero en vez de esto "se deslizan" a lo largo y entre las fibras. Después de ser secada, la estructura puede ser comprimida a una densidad deseada, de preferencia entre 0.06 y 0.3 g/cm3. La resistencia a la tensión producida de este modo en la estructura absorbente será más alta que la resistencia a la tensión de una estructura correspondiente que no ha sido sometida a un tratamiento de humectación.

La estructura absorbente puede ser incorporada como un cuerpo absorbente en un artículo absorbente, tal como un pañal, un protector contra incontinencia, una toalla -higiénica y artículos similares. La estructura absorbente comúnmente esta contenida entre una hoja superior permeable a los líquidos, la cual consiste, en forma adecuada, en un material no tejido o una película de plástico perforada, y una hoja impermeable a los líquidos, normalmente compuesta de película de plástico, por ejemplo, una película de polietileno. En ciertos casos, un material de captación de líquido en la forma de guata porosa o material no tejido puede ser colocado entre el material de_la hoja superior y el cuerpo absorbente. El artículo absorbente también puede ser provisto con dispositivos elásticos que dan forma y adaptan el artículo al cuerpo del usuario. Con la intención de descubrir cómo tal tratamiento humectante afecta a las propiedades de la estructura absorbente, se hicieron algunas pruebas en las siguientes mezclas de pulpa/superabsorbente: A) STORA CTMP + 7% superabsorbente 1M7100 de Hoechst. B) KorsnSs Vigorfluff A (pulpa química) + 30% superabsorbente 1M 7100. C) Weyerhaeuser NB 416 (pulpa química) + 30% superabsorbente 1M 7100. D) Pulpa química (200 g/m2) + 60% superabsorbente 1M 7100.

Los cuerpos de muestra que miden 50 x 100 mm y contienen una mezcla de fibras de pulpa y partículas superabsorbentes fueron troquelados. Las muestras fueron comprimidas a un valor de granel de 6 cm3/g (densidad 0.17 g/cm3) y después fueron acondicionadas durante 24. La resistencia a la tensión de las muestras fue medida en un aparato Instron. Después se humedecieron los cuerpos de muestra con agua deionizada, prácticamente a la saturación, y después se secaron a 50°C sobre 10-14 horas. Las muestras fueron a condicionadas y el granel ajustado a 6 cm3/g (densidad 0.17 g/cm3) . La resistencia la tensión de las muestras fue medida en el mismo modo que se describió anteriormente. Los resultados obtenidos se dan en las siguientes tablas.

Tabla 1 Resistencia a la tensión de las muestras antes y después del tratamiento .

Los valores de la medición consti tuyen el valor promedio de siete procesos de medición.

Se observará que la resistencia -a la tensión se multiplicó como resultado del tratamiento. Cuando la pulpa química tiene un alto contenido de partículas superabsorbentes, como en el Ejemplo D, la resistencia a la tensión es baja. La resistencia la tensión se incrementa con el tratamiento. Sin embargo, la resistencia todavía es baja en comparación con la resistencia de las otras pulpas químicas tratadas que contienen solo 30% de superabsorbente.

Con la intensión de descubrir cómo fueron afectadas por el tratamiento las propiedades absorbentes, se hicieron mediciones con respecto a la absorbencia y distancia de dispersión. Las mediciones se llevaron a cabo de acuerdo con los siguientes métodos: Las muestras fueron colocadas en el equipo de- prueba con una parte horizontal y una parte inclinada a 60°, y permitiendo la absorción de líquido de acuerdo con el principio de autosucción de una fuente '"infinita". Después de un cierto periodo de tiempo (el tiempo de absorción) , la medida a la cual se ha dispersado el líquido fue determinada (la distancia de dispersión) . La cantidad del líquido que se absorbió (la absorción) también se midió con la ayuda de básculas . La muestra se colocó en líquido y se le permitió absorber libremente, después, la muestra se colocó en una rejilla y se cargó con un peso de 7.0 kg por un periodo de 5 minutos. Se peso la muestra para dar la absorción libre bajo la carga. Los valores de la medición obtenidos pueden ser utilizados para calcular una medida de la utilización potencial de la muestra (grado de utilización) de acuerdo con: Abs. - Peso de muestra x 100 (%) Abs . libre - Peso de muestra Los resultados se dan en la Tabla 2 a continuación.

Tabla 2 Propiedades de absorción antes después del tratamiento.

Los valores de la medición constituyen la medición promedio de tres procesos de medición.

Se observará de estas mediciones que la distancia de dispersión se incrementa después del tratamiento, lo cual también da un mayor grado de utilización. Por otro lado, se obtuvo una absorción libre ligeramente baja después de la carga de la muestra, lo cual puede ser explicado porque la capacidad del superabsorbente para absorber líquido se ha deteriorado depués del tratamiento. Sin embargo, esto se compensa con la distancia de dispersión mejorada, y por lo tanto la absorción fue aproximadamente la misma antes y después del tratamiento. Cuando la pulpa tiene un alto contenido de superabsorbente, sobre cerca del 50%, la distancia de dispersión no se incrementará tanto por las pulpas teniendo un contenido menor de superabsorbente. Ni la utilización potencial se incrementará mucho. Esto se demuestra por el Ejemplo D en donde la distancia de dispersión y el potencial de utilización permanecen esencialmente sin cambios por el tratamiento. Asi, se prefiere un contenido de superabsorbente por debajo de 60%, especialmente un contenido por debajo de 50%, y más preferentemente un contenido por debajo de 40 ó 35%.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un método para producir una estructura absorbente que incluye fibras hidrofílicas y partículas de material superabsorbente, dicho método consiste en la formación de una estructura expuesta al aire de fibras y partículas superabsorbentes, caracterizada por la humectación de por lo menos una parte de dicha estructura expuesta al aire a un contenido de humedad en la región de humectación de por lo menos 15%, preferentemente por lo menos 20% y más preferentemente de por lo menos 35% calculado sobre el peso total de la estructura dentro de la región de humectación, y después el secado de la estructura a un contenido de humedad de no más de 12%, de preferencia no más de 10%.

2. El método, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura absorbente contiene 3-80%, de preferencia 5-70% y más preferentemente 5-35% de partículas superabsorbentes, calculado sobre el total del peso de la estructura antes de la humectación.

3. El método, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por la humectación de la estructura con agua destilada o deionizada.

4. El método, de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por la compresión 'de agua de la estructura humedecida, antes del secado de dicha estructura.

5. El método, de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por la humectación de únicamente ciertas partes de la estructura.

6. El método, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por la humectación de la estructura en_ tal patrón o dentro de tales partes de la estructura que se mejora la resistencia a la tensión total de dicha estructura.

7. Un artículo absorbente, como un pañal, un protector contra incontinencia, una toalla higiénica o un artículo similar, caracterizado porque dicho artículo incluye una estructura absorbente, de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 6.